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下圖為2021年10月28日,直徑11.5米的整體式轉盤軸承在洛軸下線:
一 軸承產業(yè)決定國家命運與戰(zhàn)爭成敗
1943年,英美空軍想要通過遠程戰(zhàn)略轟炸來摧毀納粹德國軍工生產能力,那么究競應該重點轟炸那些地方、那些企業(yè)才能收到最佳轟炸效果?才能使納粹德國戰(zhàn)爭機器盡快癱瘓?美國軍方找了一幫麻省理工學院數(shù)學家組成了一個戰(zhàn)略小組,專門用數(shù)學的方法來研究與計算哪個環(huán)節(jié)在工業(yè)系統(tǒng)中最重要。研究發(fā)現(xiàn),不起眼的軸承最重要。火炮、飛機、坦克、車輛等都需要軸承。沒有軸承,火炮不能開炮,飛機不能起飛,軍艦無法下水,坦克不能行駛,各類車輛發(fā)動機無法運轉。比如,一架德國空軍容克-88中型轟炸機,光是機體部分就需要用到1056個滾珠軸承。換言之,沒有軸承,納粹德國龐大的戰(zhàn)爭機器將陷入癱瘓,成為一堆無用的廢銅難鐵。所以數(shù)學家們向軍方建議是:納粹德國軸承工業(yè)是一個至關重要的“瓶頸”目標,摧毀它就能阻塞德國的軍工生產能力以縮短戰(zhàn)爭的進程,所以應把納粹德國軸承工廠作為轟炸重點。
要是沒有軸承,施魏因堡(Schweinfurt)可能僅僅是德國巴伐利亞州的一個不為歷史關注的平凡小鎮(zhèn)。軸承工業(yè)是該鎮(zhèn)的主導產業(yè),該鎮(zhèn)五家企業(yè)的軸承生產能力就占了整個的德國三分之二,但隨之而來的是,軸承也給該鎮(zhèn)帶滅頂之災。1943年8月、10月間,盟軍先后兩次出動上千架重型飛機來轟炸該鎮(zhèn),整個小鎮(zhèn)幾乎被夷為一片平地。
盟軍連續(xù)兩次轟炸至少摧毀了施魏因堡2/3的軸承生產能力,結果就是,德國眾多兵工廠因缺少軸承而無法制造新的飛機、坦克、大炮。前線德軍則因缺少補給而一籌莫展。一度以機械化閃電戰(zhàn)自詡的德軍像被斬斷了雙腳,有時不得不靠征用騾馬來完成部隊的集結。動作緩慢的德軍因此經常在戰(zhàn)場上陷入被動,可以說小小軸承使納粹德國戰(zhàn)爭機器失靈。
但因轟炸機損失巨大,盟軍暫停了對施魏因堡的猛烈轟炸,這給納粹德國軸承工廠以喘息的機會,使其能恢復生產能力,納粹德國戰(zhàn)爭機器又開始了高速運轉,使其一直頑抗到1945年才投降。戰(zhàn)后,德國軍備部長阿爾伯特·斯皮爾在他的回憶錄中寫到:“咱們焦急地問自己:到底敵人用多長時間就能意識到只要摧毀五、六個小規(guī)模目標如軸承廠后他們就能癱瘓德國成千上萬的武器生產工廠。因為缺乏軸承影響的并不是飛機、坦克等單件武器的生產能力,而是動搖了德國整個軍事工業(yè)的根基。”在他看來:“要是盟軍不是大規(guī)模無目的的轟炸而是集中力量攻擊德國軸承生產基地,那么戰(zhàn)爭極有可能在1943年底可能就宣告結束了。”按他的說法,因為盟軍沒有一鼓作氣徹底摧毀納粹德國軸承生產能力,把他們即將到手的勝利又扔掉了,使戰(zhàn)爭多延長了兩年,那給交戰(zhàn)雙方多造成人、財、物損失簡直是個天文數(shù)字,不起眼軸承在一定程度上決定交戰(zhàn)雙方的命運。
二 胡錦濤總書記為何關心軸承產業(yè)
我國軸承產業(yè)早已是產量上軸承大國,并且也在部份高端軸承國產化上取得重大突破(如盾構機、風力發(fā)電機、軍用航空發(fā)動機配套主軸承),但部份國產高端軸承雖已達到“能用”與替代進口程度,但在質量與可靠性的“好用”上仍與進口軸承存在一定的差距,部份高端軸承仍依賴進口,少數(shù)高端軸承仍受國外“禁運”限制。總體上看,我國處于從軸承產業(yè)大國向軸承產業(yè)強國邁進的“準軸承產業(yè)強國”階段,只有克服目前軸承產業(yè)從材料到技術、裝備的所有“短板”,我國才能成為名符其實的軸承產業(yè)強國,這對中國軸承產業(yè)來說是個非常艱巨的挑戰(zhàn),可謂任重而道遠。如同攀頂珠峰,最后數(shù)百米是最艱難的,是對人耐力的極限挑戰(zhàn),但無論再艱難,中國軸承產業(yè)也必須像攀頂珠峰那樣勇登世界軸承產業(yè)之巔,因為中國軸承產業(yè)別無退步與選擇,這方面洛陽軸承集團是個典型。
洛軸集團曾是“一五”時期156個重點工業(yè)項目之一,也是目前國內規(guī)模最大的綜合性軸承制造企業(yè),有過輝煌歷史的洛軸,在2003年到2006年之間,曾經歷了一段非常艱難的時期,企業(yè)一度面臨停產與美國承軸巨頭鐵姆肯公司惡意壓價收購。在2006年洛軸改革發(fā)展最為困難時候,胡錦濤總書記先后兩次針對洛軸改革發(fā)展問題作出重要批示,要求有關部門認真加以研究,對我國重要工業(yè)企業(yè)、優(yōu)秀民族工業(yè)品牌予以支持和保護,幫助他們走出困境。
2010年07月13日,胡錦濤總書記在視察洛軸時提出“建成世界一流的軸承研發(fā)生產基地”。日理萬機的胡錦濤總書記如此關注軸承與軸承產業(yè)實在令人感概,這正顯示出胡錦濤總書記過人之處。在他的支持與關心下,阻止了鐵姆肯公司惡意收購,2010年之后洛軸走上了復興之路,成為我國高端軸承領域的領軍型大企業(yè)。
下圖為2019年1月14日,洛軸集團與中鐵隧道局集團有限公司聯(lián)合研制的國產大型盾構機配套主軸承下線儀式,此次下線的主軸承,直徑4.8米,重約20噸,能夠滿足大直徑盾構機連續(xù)使用1萬小時。中國工程院院士楊華勇代表專家組對下線主軸承給予高度評價,認為該產品的下線,對我國突破國產大直徑盾構機主軸承研制關鍵技術瓶頸起到重要作用,填補了國內此類軸承研發(fā)的空白,對我國盾構機完全實現(xiàn)國產化具有重要意義。
洛軸制造最大軸承直徑為11.5米,相當于三層樓高,洛軸制造最小軸承直徑僅5毫米,而國外制造的用于精密儀器上最小軸承僅米粒(0.5毫米)大小,隨著納米技術的發(fā)展,制造出納米尺度的超微軸承是遲早的事。所以,軸承是極大與極小的極端制造能力的典型代表,具有很高的技術含量,完全可作為一個衡量一個國家科技、工業(yè)實力的重要標準。當今世界科技、工業(yè)強國無一例外是軸承研發(fā)、制造強國。我國之所以是工業(yè)大國而不是工業(yè)強國,一個重要表現(xiàn)就是軸承產業(yè)還不夠強。例如很多坐過高鐵的乘客都不知道,中國雖能制造高速動車組,但只有西方幾家軸承巨頭制造高鐵軸承才能滿足動車時速350~400公里的配套需求,所以過去國內時速200公里以上的動車組配套的高鐵軸承基本上依賴高價進口,這也從一個側面反映了我國軸承產業(yè)仍存在短板,經過艱辛奮斗,這種狀況正在改變,國產高鐵軸承已開始逐步替代進口高鐵軸承。
三 高端軸承為何成為木桶原理中的“短板”
在專家學者呼吁下,中央對航空發(fā)動機研發(fā)予以高度重視并計劃投入數(shù)千億人民幣的研發(fā)巨資,但用于航空發(fā)動機配套的高可靠性、高精密度的頂級軸承己成為中國在航空發(fā)動機研發(fā)中繞不過去卻難以翻越的“珠穆朗瑪峰”。其中難度最大的當屬航空發(fā)動機主軸承,主軸承是航空發(fā)動機的關鍵部件之一。在高速、高溫、受力復雜的條件下運轉,其質量和性能直接影響到發(fā)動機性能、壽命和可靠性。航空發(fā)動機的關鍵的指標之一就是高可靠性——飛機不能飛幾個起落就拆一次發(fā)動機。要想保證可靠性,前提之一就是要保證發(fā)動機內的主軸承具備長壽命。軍機航空發(fā)動機主軸承壽命要求在3 000小時以上,民機航空發(fā)動機主軸承要求更高,要達到數(shù)萬小時。而航空發(fā)動機中主軸承工作環(huán)境完全可以用“煉獄”來形容,它們不僅要以每分鐘上萬轉的速度長時間高速運轉,還要承受著各種形式的應力擠壓、摩擦與超高溫。另外,對于一般的結構部件來說,即便出現(xiàn)輕度裂紋也可以保證安全使用——這在專業(yè)上稱為損傷容限,而航空發(fā)動機主軸承這樣關鍵傳動部件不存在損傷容限一說,其在使用過程中絕不允許出現(xiàn)裂紋等形式的損傷,所以航空發(fā)動機主軸承研發(fā)、制造難度之大堪稱軸承領域的“珠穆朗瑪峰”。在15年之前,中國軍事航空發(fā)動機的主軸承壽命基本上在1000小時以內,軸承一度成為木桶原理中的名符其實的“短板”,經過長達15年的艱巨努力,才使軍用航空發(fā)動機主軸承使用壽命上能達到3000小時,與美國相當。這才使我國軍用航空發(fā)動機技術性能與可靠性能有效克服“軸承短板”的制約而取得突破性進展,基本上可以擺脫對俄國軍用航發(fā)的進口與依賴,逐步用國產軍用航發(fā)來替代俄國軍用航發(fā),這是巨大的進步,但并不意味著我們可以高忱無憂。美國為保持軍用航發(fā)的領先優(yōu)勢,正在研制新一代更先進的軍用航發(fā),打算將軍用航發(fā)主軸承壽命由過去3000小時大幅提升到4000小時,一旦我們止步不前,不繼續(xù)努力,那目前已達3000小時主軸承壽命會不會成為制約我國新一代軍用航發(fā)研制的“短板”?由于保密的原因不得不知,但愿能突破這個新“短板”!
而民用航空發(fā)動機在經濟性與安全性均高于軍用航發(fā),因此民用航空發(fā)動機對主軸承壽命要求更高,公開資料顯示,為C919與C929大型遠程寬體客機配套研制的國產“長江”系列民用航空發(fā)動機,的確面臨“軸承短板”挑戰(zhàn),如果不能突破,后果不堪設想。即使為C919與C929配套的民機航空發(fā)動機可以從西方引進,但西方不會把航空發(fā)動機中配置的高端軸承單獨賣給中國,以防止中國正在研制的“長江”系列民用航發(fā)上裝上引進軸承而成為其航發(fā)整機競爭對手,至于軍用航空發(fā)動機,西方連整機都對中國禁運,更不可把其中配置的高端軸承單賣給中國。退一步,即使能夠從西方引進,價格肯定貴得離譜。
所以軸承雖是看似不起眼的零部件,但它的精度、性能、壽命和可靠性對主機(如航空發(fā)動機)的精度、性能和可靠性起著決定性的作用,軸承技術的落后必將給我國工業(yè)各行業(yè)帶來嚴重的負面影響乃至短板。正是基于軸承的重要性,新中國成立之初“156項”工業(yè)化奠基項目中專設一個軸承項目即現(xiàn)在的洛軸集團。
四 軸承技術人才為何青黃不接
我國軸承產業(yè)某些領域的技術落后是與技術人才嚴重短缺密切相關,全國不少軸承企業(yè)技術人才在年齡結構上普遍存在斷層現(xiàn)象。以哈爾濱軸承集團為例。從1994年到2002年畢業(yè)的軸承專業(yè)大學生一個也沒有引進,2002年以后,每年即使能引進軸承專業(yè)大學生,數(shù)量最多四、五個,最少年份才引進1個,出現(xiàn)了嚴重的青黃不接與人才斷層現(xiàn)象,其它軸承企業(yè)也存在類似問題。
眾多企業(yè)軸承專業(yè)的技術人才斷層現(xiàn)象首先應歸罪于高校人才培養(yǎng)上岀現(xiàn)斷層,在1998年《普通高等學校本科專業(yè)目錄》調整中,教育部以所謂“拓寬專業(yè)面”為由,實則是推行美式寬口徑通才教育模式,類似于教育部在醫(yī)學院的本科教育中取消了兒科專業(yè),兒科專業(yè)被合并到其他專業(yè),代之以寬口徑的臨床醫(yī)學專業(yè)。教育部則把以前計劃經濟時期7所工科院校的軸承專業(yè)以所謂“拓寬專業(yè)面”為名,全部撤并到寬口徑的機械工程專業(yè)中,成為依附于機械工程專業(yè)中的一門課目(專業(yè)課),使軸承專業(yè)畢業(yè)人數(shù)急劇減少。
現(xiàn)在河南科技大學機電學院所設軸承專業(yè)成了全國僅存的“獨生子”, 該校軸承專業(yè)創(chuàng)辦于1974年迄今為止該校已為全國軸承行業(yè)培養(yǎng)了近2000多名本科生和碩士生。這些學生絕大多數(shù)已成為軸承行業(yè)的技術骨干,河南科技大學被業(yè)內人士譽為“中國軸承行業(yè)的黃埔軍校”。但該校軸承專業(yè)每年僅提供60多名的畢業(yè)生,遠遠不能滿足全國上千家軸承廠的需求,即使一家分一個畢業(yè)生也遠遠不夠,更何況還遭到鐵姆肯等國外軸承巨頭的“高薪哄搶”,眾多軸承廠不岀現(xiàn)技術人才斷層才怪。靠每年僅60多名的畢業(yè)生去支撐一個較大產業(yè)發(fā)展實在是勢單力孤、不成比例。與之對比的是全國每年百萬數(shù)量級金融、會計、經濟學等財經類文科畢業(yè)生卻就業(yè)艱難,社會那容納得了如此海量的文科生!財經、藝術、新聞等過剩文科專業(yè)為何不能少招一點,以把省下錢用于軸承等緊缺工科專業(yè)的擴招
河南科技大學軸承專業(yè)畢業(yè)生雖很受歡迎,但存在兩個問題需解決:
一是河南科技大學不是全國重點大學,而是省屬地方大學(相當于“二本”大學)。現(xiàn)在,逃離工科成風,即使重點大學傳統(tǒng)工科專業(yè),考生報考都不積極,更不要說地方大學的工科專業(yè)。所以報考河南科技大學軸承專業(yè)的以中等考分的學生居多,高分的一流考生不多,學生入口質量不理想,畢業(yè)生總體質量就不會理想。對軸承這樣的重要的行業(yè),人的素質上不去,軸承業(yè)如何振興和發(fā)展呢!所以對軸承專業(yè)應實行低收費乃至免收費教育,以吸引一流考生報考。
二是如同其它老牌工科大學,河南科技大學也轉型成理、工、文、經、管、法樣樣俱全的綜合型高校,這就導致其教育資源分散投入問題,不利于軸承專業(yè)發(fā)展,建議把軸承專業(yè)從該校機電學院中剝離出來,新設立專門與全國唯一的軸承學院,由校本部直接管理,也有利于該校以傾斜方式加大對軸承學院投入力度。
五 軸承專業(yè)決不是可有可無的“小兒科”專業(yè)
日本軸承巨頭NSK,其總部競有1800個研發(fā)人員,這是中國軸承同行不敢想象的。對很多外行人來說,都見過自行車、轎車、洗衣機、工具上配備的軸承,在許多外行人看來,軸承是種結構簡單的零部件,有必要配備這么多研發(fā)人員嗎?其實大家在日常生活中看到的軸承都是技術含量較低的低端軸承,而高端軸承技術復雜程度是低端軸承無法相比的。
中國工程院院士盧秉恒認為:高端軸承研發(fā)涉及材料、油脂及潤滑、制造、設計、軸承制造裝備、檢測與試驗等一系列技術難題,還涉及接觸力學、潤滑理論、摩擦學、疲勞與破壞、熱處理與材料組織等基礎研究和交叉學科。
盧院士這番話表明了高端軸承技術的極端復雜性,其難度非常大,NSK總部有1800個軸承研發(fā)人員也就不足為怪了。這同時也說明專為不起眼,看似簡單的軸承專門設置一個工科專業(yè)是很必要的。而一個學綜合性、寬口徑的機械工程專業(yè)的本科生盡管也學過數(shù)十小時的軸承課時,但如此短的學時,只學了軸承這門高深學問的皮毛,如這樣的本科生投身軸承行業(yè),幾乎等于從頭開始學,那就太費時間,勝任工作時間太長,用人單位還得進行費時費力對其進軸承專業(yè)知識的大量培訓,用人單位當然怨聲載道。
如同醫(yī)院不歡迎主要針對成年人的,由寬口徑的臨床醫(yī)學專業(yè)“轉行”而來的兒科醫(yī)生,同理,軸承企業(yè)也不歡迎由寬口徑的機械工程專業(yè)“轉行”而來的本科生,只是軸承專業(yè)畢業(yè)生太少,不得不硬著頭皮接收。所以軸承專業(yè)絕不是像某些人所認為的是低端、普通,“小兒科”性質的工科專業(yè)。
日理萬機的胡錦濤總書記曾對軸承行業(yè)非常關心,但上行還得下效,光有中央領導重視軸承產業(yè),卻沒有相關部門去貫徹落實也不行。教育部官員們在日常生活見到的軸承均是那種簡單的、小體積的,最大不過巴掌大的低端軸承,有的教育官員自然把軸承專業(yè)視為“小兒科專業(yè)”而不予重視,他們不大可能為這種“小兒科專業(yè)”投入巨資。
教育部官員們所不知道的是,軸承是極端制造的典型代表,這是個技術含量很高的產業(yè),一些高端軸承西方還一直對中國禁運。而教育部官員們對軸承產業(yè)與軸承專業(yè)又了解多少、關心多少呢?進入新世紀后,軸承專業(yè)成了教育主管部門無人關心與過問的“丑小鴨”!難道只能靠河南科技大學一家的軸承專業(yè)來單打獨斗?希望教育部門關心一下這個小而重要的特色工科專業(yè),必須盡快改變軸承專業(yè)“獨生子”的現(xiàn)狀,清華等重點工科大學應重新恢復設立軸承產業(yè),為中國的軸承產業(yè)培養(yǎng)更多的專業(yè)技術人才,有了技術人才的支撐,中國才能實現(xiàn)由軸承大國到軸承強國的根本性轉變。
六 籌建中國軸承大學的緊迫性與必要性
將來甚至可以考慮將軸承學院從河南科技大學中剝離出來,建成全國、全世界唯一的以軸承為教學與科研主業(yè)的高等軸承大學,比如可取名為中國軸承大學或中國軸承學院,這將開創(chuàng)一個世界工科高等教育的先例。對去工業(yè)化的美西方高校來說,連軸承專業(yè)都沒有,更不可能開設一所專門的軸承大學,這就需要中國教育主管部門敢為天下先,敢于打破“西方定論”,這對建設軸承產業(yè)強國非常必要。
但籌建中國軸承大學需要一個時間與過程,作為過渡手段,可考慮先將中國軸承大學的對外招牌亮出來,以吸引全國考生關注與積極報考。可效仿一些政府機構對外兩塊牌子,對內一套班子做法,對外實行河南科技大學、中國軸承大學兩塊牌子,對內仍一套班子的做法,在籌建中國軸承大學各項工作完成后,再單獨給中國軸承大學設一套班子。
吳銘先生在本網(wǎng)站12月25日“中國經濟的根本出路在于壯大主權經濟”一文提出:不難看出,為中國經濟建設發(fā)展提供支柱作用的,是國有企業(yè)和民族企業(yè)為代表的主權經濟,高鐵、交通、運輸、航空、航天、電子、核、船舶、軍工、汽車等國有企業(yè)和民族企業(yè)占據(jù)主導地位的領域,并沒有發(fā)生什么問題,而且進步極快,成績極其顯著。
吳銘先生所提以上主權經濟的所有產業(yè)均離不開軸承配套,以上這些產業(yè)向高端發(fā)展,則配套軸承也必須同步向高端發(fā)展,否則就會拖這些產業(yè)向高端發(fā)展的“后腿”。同理,以上這些產業(yè)要突破卡脖子的制約,則配套軸承也必須同步突破卡脖子,否則就會成為突破卡脖子的“短板”。所以,軸承產業(yè)雖是一個配套產業(yè),卻是主權經濟必不可少的配套產業(yè),從“中國經濟的根本出路在于壯大主權經濟”角度分析,設立中國軸承大學也是非常必要的。
七 教育主管部門必須反思“自毀長城”、“自廢武功”錯誤做法
在1998年《普通高等學校本科專業(yè)目錄》調整中,教育主管部門那幫有留學經歷的西化精英中,既沒有學兒科專業(yè),更沒有學軸承的(美西方高校均無軸承專業(yè)),又不征求用人單位意見,于是這幫自以為是的外行人做外行的蠢事,想撤銷就隨意撤銷。1998年隨意撤銷兒科專業(yè)令如今患兒家長與醫(yī)院苦不堪言!1998年隨意撤銷軸承專業(yè)同樣令用人單位苦不堪言!教育部那幫西化精英們真得好好反思下盲目照搬美國寬口徑教育模式的惡果。
如同某現(xiàn)代京劇所唱“十幾個人、七八條槍”!高校新開設一個文科專業(yè),只要從多如牛毛的文科博士中招十幾個人,找?guī)组g教室,就可馬上開設文科專業(yè)與招生!難怪自1999年以來高校大擴招,實際上是文科專業(yè)大擴招,而以軸承為代表的傳統(tǒng)工科上基本上沒擴招。一個擴招能力有限,二是考生報考不積極,三是因軸承等特色工科專業(yè)被大量撤并,考生想報考也報告無門。
與設立文科專業(yè)“低門檻”形成鮮明對比的是,新設立一個工科專業(yè)至少要花上千萬元來購置昂貴實驗設備與新建實驗室,還不易招到稀缺的博士學位教師。如河南科技大學軸承專業(yè)每年60多以本科為主畢業(yè)生,碩士沒幾個,更不用說招博士!所以軸承等特色工科專業(yè)撤銷容易,想恢復則難上加難。北大實力夠強吧!但一直拖到2005年,北大才新設立單獨的工學院。而在世界大學排行榜名列第一,實力最強,建立于1636哈佛大學一直以文科與理科為主,并沒有設立單獨的工學院,直到2007年9月才成立類似中國高校工學院的“哈佛大學工程與應用科學學院”。看來無論國內外高校新設立(或恢復)某個工科專業(yè),還是新設立工學院,“門檻”實在太高,并不是靠“十幾個人、七八條槍”就可輕易拉起一支“隊伍”,這也可說是一個大國實現(xiàn)工業(yè)化的“高門檻”之一。現(xiàn)在回過頭來看,在計劃經濟時期,在一定程度上靠全國人民省吃檢巨大代價建立起的軸承等特色工科專業(yè),因美西方高校基本上沒有同類專業(yè),(美西方)人無我有,人棄我取,本應成為中國的強項與優(yōu)勢,但自已卻去不去珍惜和重視,卻盲目效法美國寬口徑教育模式,一刀切似的加以撤并,自已人為“制造”對口行業(yè)的“人才短板”,阻礙對口行業(yè)發(fā)展,這如同當年將“運十”強行下馬,有“自毀長城”、“自廢武功”之嫌!教育主管部門必須對此深入反思,避免重蹈覆轍。
(來源:昆侖策網(wǎng)【原創(chuàng)】)
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