一、现状

　　高端发动机主轴轴承分民用和军用两个领域。由于众所周知的原因，发达国家不仅对我国军用产品甚至对有军用可能的技术都实施严格封锁。因此，发展高端发动机主轴轴承只能自力更生。我国高端轴承自主配套能力仅占比10%左右，但高端轴承的国内市场需求约人民币200亿元，每年需进口轴承约40亿美元，其中，70%为民用高端轴承。而高端发动机主轴轴承，民用市场需完全依赖进口，军用市场则由洛阳LYC轴承有限公司（简称洛轴）、中航发哈尔滨轴承制造公司（原哈轴，简称哈轴）、贵州天马虹山轴承有限公司（简称天马虹山）等少数企业承担，轴承品质同国外一流轴承产品相比也有较大差距。

　　“十一五”以来，国家决定实施包括“大飞机”等项目在内的航空重大专项，标志着我国航空工业发展进入了一个崭新阶段。航空发动机逐渐向更高推重比（推重比10以上）、更高性能、更长寿命要求方向发展。建设海洋强国目标也正在加快实施步伐，燃气轮机正逐渐从地面发电机组向高性能船舶动力领域扩展。突破高端发动机主轴轴承制造技术已经成为国防安全和国家经济发展面临的重大急需。

　　航空发动机是飞机的“心脏”，航空发动机轴承作为发动机关键安全件，也是航空发动机的最重要的核心基础部件，被公认为我国航空装备发展的主要瓶颈之一。燃气轮机轴承在主机上的作用相当于航空发动机轴承在飞机上的作用，其作用至关重要，关系到燃气轮机乃至舰船的性能、寿命及可靠性。国内轴承工业从20世纪50年代中期开始起步，主要面向军用飞机及地面燃机轴承，大致历经了修理更换、测绘仿制、试制生产、批量（定型）生产、全面发展、行业调整和技术提高等发展阶段。总体上形成了以洛轴、哈轴、天马虹山为骨干的行业生产布局。

　　目前，国内基本具备了设计、研发、加工制造和试验各类高端发动机主轴轴承的能力。先后完成了千余种不同型号航空发动机、燃气轮机轴承的研制生产任务。长期以来国内轴承行业在航空发动机和燃气轮机轴承领域以主机配套为主，尽管积累了不少有价值的实际经验和制造技术，对航空发动机和燃气轮机轴承也有了较深刻的认识，但是产品上同国外先进水平比较，仍存在很大的差距。该领域国产轴承与国外的差距主要表现在以下几个方面：

　　1）高速性能。国外现役的发动机航空发动机和燃气轮机轴承的dn值最高可达3.0×106mm·r/min，实验室环境最高可达3.5×106mm·r/min甚至更高；国产轴承最高仅可达到2.5×106mm·r/min。

　　2）高温性能。国外轴承的最高工作温度可达250～300℃，甚至更高；国内仅为200～250℃。

　　3）轴承寿命。国外军用航空发动机轴承寿命在3000h以上，民用航空发动机轴承寿命超过10000h以上，甚至可能超过整机寿命。国产发动机轴承寿命较低，多在1000h以下，仅部分轴承可达到2000h。由于燃气轮机轴承工作要求相对航空发动机较为宽松，因此，燃气轮机轴承有较高的寿命要求，国外燃气轮机轴承寿命要求多在6000h以上，甚至有25000h寿命要求；国产燃气轮机均为航改燃机，轴承寿命往往还达不到6000h寿命要求。

　　高端发动机主轴轴承已成为制约我国航空发动机和燃气轮机性能与寿命可靠性的“短板”。弥补这一“短板”，除了自主研发，没有其他道路可走。作为战略性基础机械工业产品，发达国家不可能把高端轴承技术卖给中国。发动机轴承的自主研制和产业化，关系到国家安全和国计民生，是迫切需要解决的重大战略问题。总的来说，我国轴承研究在以下几个方面存在严重短板：

　　1）缺乏对轴承物理指标、复杂极端工况（如载荷谱、耦合摩擦、热与温升、寿命预测）的深入系统研究和试验；

　　2）缺乏高性能轴承材料的试验研究，缺乏高性能轴承材料的开发；

　　3）缺乏轴承设计和制造需要的数据支撑；轴承相关数据的采集、处理与积累不够，数字化建模与仿真分析技术落后；航空发动机和燃气轮机轴承研究领域缺乏权威的轴承数据库支撑系统；

　　4）缺乏高精度的加工装备和高性能检测与试验装备，缺乏先进加工工艺及模拟工况条件的台架试验技术；

　　5）基础性技术研究和前瞻性研究不能满足快速发展的飞机制造工业对轴承性能的需求，甚至严重滞后。

　　二、发展趋势

　　用于航空、航海的高端发动机要具备质量轻、功率大、污染小、起动快、加速性好和可靠性高等技术要求。高端发动机总的发展趋势为：大推力、高功（推）重比、优良的起动、加速能力及长寿命和高可靠性。就使用用途来说，燃气轮机分别往大型化和小型化两个方向发展；应用与满足城市公用电网需求和满足工业发电、舰船推进等需求。随着应用范围的扩大，对航空发动机和燃气轮机的要求也越来越高。作为航空发动机和燃气轮机关键零部件的轴承，其发展也随主机的发展方向和发展深度而越来越高。总的来说，主机的发展和需求，对轴承提出了几个方面的要求。

　　第一，轴承的性能要求越来越高。高性能航空发动机和燃气轮机的转速越来越高，要求轴承转速与之匹配。转速的提高，要求轴承精度、制造工艺水准等相应提高。轴承转速的提高，对发动机的长寿命和高可靠性要求进一步提高，轴承的寿命及可靠性也相应提高。可以预期，轴承的dn值将会提高至4.0×106mm·r/min甚至更高，轴承的精度要求将会提升至P2（B）级甚至更高，轴承寿命要求将会向8000h（民机更高）迈进。第二，轴承的适用范围将会大大提高。对于高温、耐酸、耐腐蚀、耐盐雾等特殊工况的适用性将会更加优良。轴承新材料、新工艺的开发、应用将极大地提高轴承在特殊工况下的性能和寿命。

　　第三，轴承的结构型式将更加多样化。航空发动机和燃气轮机主轴上的更多相关部件的功能将会逐步集成到航空发动机和燃气轮机轴承上，轴承的集成化水平、易使用程度将会大大提高，轴承的使用、安装、拆卸将会更加简约、易于操作。

　　第四，更多的非传动轴承将会被开发并应用到航空发动机和燃气轮机发动机轴承上。非金属材料的发展、全新概念的应用等，将会有更多性能优异的非传动型式的轴承取得更广泛的应用。

　　第五，随着信息科技的发展，信息采集、处理能力的进一步提高，轴承的智能化程度也将越来越高。微传感器与轴承集成，信息采集、处理模块与轴承集成，组成智能轴承单元，对航空发动机及燃气轮机的发展有重大的意义。