飞机刹车副和航天用炭/炭复合材料（一）

粉末冶金复合材料是一种以传统的粉末冶金技术为基础，结合先进的复合材料技术制备而成的材料。这种制备技术继承了粉末冶金技术的优势，如少加工、低成本、材料利用率高等，同时赋予了材料高性能、多功能、高强高韧等特性，是传统粉末冶金技术的提升和发展。目前，粉末冶金复合材料产业作为新型材料加工领域最具发展前景的新兴产业之一，其产品已经被广泛应用于航空、航天、交通运输（汽车、火车、船舶等）、石油、化工、能源和工程机械等领域。

炭/炭复合材料是一种以粉末冶金技术为基础的新型材料，它不仅具有低密度和高比强度，还拥有优良的摩擦特性和耐高温、耐热冲击等优异性能。因此，炭/炭复合材料在航空、航天等领域得到了广泛应用。炭/炭复合材料在航空领域的应用主要体现在飞机刹车副和航空发动机的喷嘴等热构件上。目前，全球有超过60种型号的飞机使用炭/炭复合材料飞机刹车副，这占据了炭/炭复合材料年消耗量的60%左右。此外，航空发动机的喷嘴等热构件也是炭/炭复合材料在航空领域的重要应用之一。在航天领域，炭/炭复合材料由于其卓越的高温性能，被广泛应用于航天飞机的机翼前缘、火箭发动机尾喷管等超高温部位。此外，这种材料在机械制造、交通运输和化工等领域也具有广泛的应用前景，包括用作热压模具、真空炉和单（多）晶硅炉发热体、隔热体以及紧固件、汽车与火车刹车片、热交换器、人造骨等。

在飞机制动行业中，炭/炭复合材料被广泛用于飞机刹车副。从全球范围来看，高性能的飞机刹车副材料长期以来一直被发达国家所控制。在我国，大型民用飞机刹车副长期依赖进口，这使得我们在供应和价格方面受到限制。此外，由于进口产品的技术壁垒，也阻碍了我国相应民族工业的发展。在国内，飞机刹车副和航天用炭/炭复合材料作为代表国家科技水平和综合实力的航空业被列为国家重点发展的行业。近年来，这个行业的发展速度非常快，而且在未来可预期的相当长时期内仍将保持较高的增长速度。国防军工产品也将重点向高技术、高性能方向发展，国家对该领域的投入逐年增加。这些都表明，航空航天领域在我国经济发展和国家安全中具有重要的地位和作用。

飞机刹车副分为粉末冶金飞机刹车副和炭/炭复合材料飞机刹车副，它们是飞机的重要部件，负责在飞机起飞、着陆、滑行、转弯和停机时进行刹车。这些刹车副是与飞机发动机并列的关键性部件，对飞机安全运行至关重要。在飞机刹车副市场上，只有少数几家企业具备国际领先的技术水平，国内部分公司的产品在技术上取得了突破，同时凭借高性能和相对优惠的价格，正在逐渐取代国外同类产品。

航天火箭发动机的关键部位需要使用高性能的材料，而炭/炭复合材料正是这种关键材料，它们直接影响到火箭发动机的主要性能指标。

1、国内行业监管体制、行业主要法律法规及政策

（1）国内行业监管体制

由于该行业对产品安全性和性能的要求极高，以及对航空航天和国防军工业具有重大战略意义，因此该行业实施了许可证制度。

飞机刹车副和航天用炭/炭复合材料行业涉及到民用飞机刹车副产品的制造和销售。对于每种机型，民航总局适航部门都会组织对其进行工程技术资料和质量体系的审查，并进行地面模拟试验和飞行验证试验等一系列适航验证。只有经过这些程序并合格后，民航总局才会颁发相应的《零部件制造人批准书》（PMA证书），作为生产和销售的合法凭证。

PMA证书的申请一般需要五个主要程序：申请及受理（公司申请、适航司调查及受理、成立审查组）；编写相关适航文件（审定基础、工程资料、地面试验大纲等）；地面试验（试验件的制造、地面惯性台验证）；试飞；核准颁发（审查报告、批准）。整个程序通常需要2-3年。

生产军用飞机刹车副产品以及航天军工领域产品的企业，必须取得由国防科工委颁发的《武器装备科研生产许可证》，方有资格参与国防军工领域的相关项目。对于每一种军工产品，都需要经过一连串严谨的地面试验和飞行验证试验考核，并进行技术鉴定和定型后，才能进行批量生产。通常，每一型号的关键部件仅能由最多两个生产企业进行配套定型。

（2）行业主要法律法规及政策

A.根据《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》（国发〔2010〕32号）的要求，新材料被列入国家重点培育和发展的产业，预计到2020年，新材料产业将成为国民经济的支柱产业。《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》针对高性能复合材料产业的发展目标、重大行动、重大政策进行了详细的规划；进行了多个版本的改写，以避免文本重复。

B.根据《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南》（2011年度）的规定，飞机刹车副和航天用炭/炭复合材料行业产品涉及第33、48、52子类，这使得它们成为国家优先发展的高技术产业化重点领域。这些子类主要涉及先进复合材料的研发和生产，包括飞机刹车副和航天用炭/炭复合材料等。这些领域的发展对于推动高技术产业化和国家经济发展具有重要意义。

C.根据《产业结构调整指导目录（2011年本）》（2013年修正）规定，飞机刹车副和航天用炭/炭复合材料行业产品涉及其第18类1、5、7子类，属于国家鼓励发展的行业；

D.根据《新材料产业“十二五”发展规划》，炭/炭复合材料已被列为发展的重点。此外，根据国家发改委、财政部、工业和信息化部联合发布的《关于组织实施2013年新材料研发和产业化专项的通知》（发改办高技【2013】1475号），“高性能碳/碳、碳/碳化硅复合材料”也被纳入专项重点支持领域。

E.根据国务院对于我国航空工业未来发展的规划和期望，工业和信息化部已经制定了一个全面的计划，名为《民用航空工业中长期发展规划(2013-2020年)》。在这个计划中，他们明确指出了将专注于发展一些关键材料，包括碳纤维复合材料、高性能铝锂合金以及高强高韧钢。

（3）行业产品的质量标准如下：

A．运输类飞机适航标准（CCAR-25）；

B．航空器机轮和机轮刹车组件标准（CTSO-C26c）；

C．民用航空材料、零部件和机载设备技术标准规定（CCAR-37）；D．运输类飞机机轮和机轮刹车装置标准（TSO-C135）；

E．民用航空产品和零部件合格审定规定（CCAR-21）；

F．民用航空器维修单位合格审定规定（CCAR-145）；

G．军用飞机刹车盘通用规范（GJB4193）；

H．军用飞机摩擦材料通用规范（GJB5038）；

I．航空机轮和刹车装置通用规范（GJB1184A）。

2、国际市场相关准入条件

于涉及出口的飞机刹车副产品，需要经过出口国相关主管部门的验证，并在获得出口国颁发的相应许可证后，才能进入国际市场。

1、行业概况 

飞机刹车副分为粉末冶金飞机刹车副和炭/炭复合材料飞机刹车副。

（1）在上世纪50年代，喷气式飞机的出现使得飞机的重量和速度迅速增加了一倍以上。在制动过程中，飞机制动动能转换产生的热量使得刹车副工作温度高达1000℃以上。为了解决这个问题，人们开发了能够承受高温并具有合适刹车性能的粉末冶金飞机刹车材料，并立即将其装配在当时最先进的喷气式飞机上使用。

（2）在20世纪80年代，随着航空科技的飞速发展，大型高速、高负荷的军用飞机和大型民航客机开始出现。这使得刹车装置承受的热载荷急剧增加，因此开发高性能刹车装置成为迫切需求，以满足现代飞机在重载及超重载条件下的工作需要。而炭/炭刹车材料的成功研发，是飞机制动技术的一项重大突破。从1958年开始，国外开始研究炭/炭复合材料，但技术发展较为缓慢。直到上世纪60年代末，这种材料才被应用于宇航和军事部门。1974年，英国Dunlop公司首次成功将炭/炭复合材料刹车副用于协和飞机，使得每架飞机的重量减轻了544千克，刹车副使用寿命提高了5~6倍。目前，国际上多数大型民用飞机（如空客300/310/319/320/321/330/340/380、波音747/757/767/777/787、MD11/90系列等）和军用飞机均采用了炭/炭复合材料飞机刹车副。

黄伯云教授带领的科研团队于2003年成功研发出高性能炭/炭航空制动材料的制备技术，打破了美、英、法三国对该技术的封锁，实现了我国数百架进口大型干线飞机炭/炭复合材料飞机刹车副的国产化，不仅保障了国家航空战略安全，而且在国防上也具有重要意义。该技术的研发成功不仅推动了我国高性能炭/炭飞机刹车副制造产业的发展，而且对我国的航空航天、交通运输、化学化工等行业的技术进步具有重要推动作用。

（3）根据中国民用航空总局航空器适航审定司的统计数据，我国目前既有使用粉末冶金飞机刹车副的飞机，也有使用炭/炭复合材料飞机刹车副的飞机。这两种刹车副产品在市场上并存。

（4）喷管是火箭发动机的核心部件，对发动机的性能产生重大影响。自从1972年航天用炭/炭复合材料首次作为火箭发动机喷管应用并成功飞行以来，它极大地推动了火箭发动机喷管的更新换代。现在，我国的火箭发动机喷管均采用这种材料。