文｜正解局

現代工業的發展，離不開油。

說到工業用油，我們第一反應往往是石油衍生品，比如汽油、柴油等燃料，以及潤滑油之類。

在現代工業特別是高端設備裏，還有一種「隱身英雄」，叫做液壓油。

它不像汽油那樣直接驅動車輛，卻在幕後默默承擔着傳遞動力、保障安全的重任，堪稱機械運轉的「血液」。

前段時間，我國民航局向中國石油化工股份有限公司研發的SINOPEC AEH I國產航空抗燃磷酸酯液壓油頒發技術標準規定項目批准書（CTSO），我國成為全球第三個具備航空抗燃磷酸酯液壓油生產能力的國家。

中國大飛機，用上了「國產血液」。

在說液壓油之前，有必要先科普一下液壓系統。

液壓系統是基於帕斯卡定律，利用不可壓縮流體傳遞動力。

油泵將機械能轉化為液壓能，壓力油液經控制閥調節流向和流量，驅動執行元件作直線或旋轉運動，從而輸出力和速度。

其核心是通過封閉系統內的壓力傳遞，實現小力控制大力、精確傳動與能量轉換。

比如很多人都見過的千斤頂，實際上就是個小的液壓系統，能將小力積累，產生可以託舉重物的大力。

千斤頂原理圖

簡單來說，液壓系統可以做到「以小博大」。

液壓油，顧名思義，是應用在液壓系統裏的專用工作介質。

工業機械經常需要壓力的傳導，一個剛性杆可以做到，但有些地方沒辦法直接用剛性杆，於是就利用液體的不可壓縮性，把壓力——經常是動力——從一個位置傳遞到另一個位置。

液壓油，就是承擔這一使命的「血液」。

天天「壓力山大」，註定了液壓油需要有不同於一般液體的更厲害的屬性。

首先是恰到好處的黏度。

正因有一定的黏度，液壓油才能在管路和密封件之間起到密封作用。

黏度低了，密封不住，動力損失；黏度過高，則流動阻力增加，能量也會損失。

更重要的是，液壓油的黏度要有一定的溫度適應性，這樣才能保證機械工作的穩定性。夏天不能稀得像水，冬天又不能粘得像蜂蜜。

液壓傳導系統示意圖

再者，液壓油還需要具備良好的潤滑性。

液壓系統裏有泵、閥、活塞等一系列金屬部件，它們在高壓下協同工作，難免會有摩擦。

液壓油必須在摩擦表面形成油膜，這樣一方面能減少能量損失，另一方面也減少磨損。

其他像抗氧化性、抗腐蝕性、抗泡性、空氣釋放性以及高清潔分散能力等，對於液壓油來說，也都一個都不能少。

為什麼對液壓油的要求這麼高？

因為能用上它的，都是不一般的傢伙。

比如，推動挖掘機的大臂升降的動力，就是液壓油在液壓缸裏推動活塞來實現的。

挖掘機

沒有液壓油，這些「鋼鐵巨獸」就動不了。

工業製造中的大型衝壓機、注塑機也都要依賴液壓系統，自然也離不開液壓油。

如果說一般機械對液壓油的要求是「好用、耐用」，那麼航空領域對液壓油的要求就是各項指標達到「極致」。

原因很簡單，飛機在起降和飛行的過程中，遇到的情況更復雜更極端。

比如，飛機的起落架收放系統，在使用時常常要承受飛機的全部重量。

一架中型客機的最大起飛重量甚至可達70-80噸。液壓系統產生足以託舉這個巨大重量的力量來完成收放動作。

波音777液壓系統路線示意圖

另外，在高空飛行時，外部溫度可能低至零下五六十攝氏度，可一旦降落就會接觸到炙熱的跑道，兩者溫差能達近百度。

液壓油要在這麼大的溫差內保持性能基本不變，寬溫性能必須極強。

前面說的還都是民用，若是戰鬥機那要求就更高了。

起飛和降落時，起落架的伸縮、襟翼的開合，全部依賴液壓系統來完成。

液壓油必須保證在幾秒鐘內完成精準動作，絕不能出現延遲或失效。某些先進戰機要求液壓系統能承受數百個大氣壓的瞬時衝擊，這對液壓油的抗壓穩定性和純淨度提出了極高要求。

另外，航空液壓油對清潔度和穩定性的要求，也遠超普通工業用油。

正是這些高要求，保障了飛行器的可靠性和安全性，也使得航空液壓油的研發與製造門檻極高。

別看不起眼，航空液壓油完全可稱得上「工業皇冠上的明珠」。

在很長一段時間裏，全球範圍內只有美國和法國能夠批量生產磷酸酯類航空液壓油。

比如，Shell（殼牌）、ExxonMobil（埃克森美孚），這些公司是航空液壓油市場的重要參與者，提供多種類型的液壓油產品，並在全球市場中佔據領先地位。

品牌稍微排名靠後一些的，像Total Lubricants（道達爾潤滑油）、Eastman（伊士曼），這些公司也在航空液壓油領域具有較強的競爭力，專注於高性能液壓油的研發與生產。

美孚的兩款航空液壓油

此前，我國只能依賴進口。

技術被卡脖子，意味着價格高昂，而且一旦遇到供應鏈風險，國內航空製造和運維都會受到極大影響。

更重要的是，進口產品往往附帶「技術封鎖」，相關配方、添加劑和生產工藝都是商業機密，無法通過常規渠道獲取。

面對壟斷，突圍勢在必行。

尤其是隨着國產大飛機、先進戰機、直升機等項目的推進，航空工業對高性能液壓油的需求越來越迫切，沒有自主液壓油產品，航空裝備就會受制於人。

飛機起落架

航空液壓油產品的突破，不僅需要攻克研發技術的高難度，還得發展適航驗證技術，後者長期被國外實驗機構壟斷。

自2019年起，中國民航局（CAAC）就開始前瞻性地佈局航空液壓油的適航審定能力建設。

這意味着在國產成品尚未完全成熟時，審定方就已經在提前學習和準備，建立自己的驗證方法和審定程序，做到「兵馬未動，糧草先行」。

2020年12月，中國民航局發佈的《航空抗燃磷酸酯液壓油》技術標準規定，更是為行業研發奠定了基石。

其中所規定的所有技術指標、測試方法和適航要求，都讓中國的研發團隊有了清晰的攻關目標，也讓審定團隊也有了權威的評審依據。

技術標準的封面

從「接受標準」轉向「制定標準」，我們再也不用跟在別人的遊戲規則後面打轉轉了。

一旦目標明確，科技攻關就很快提速。

以中國石化為代表的企業，不但解決了如何在磷酸酯中復配抗氧化、抗磨損、防腐蝕等多種添加劑的技術難點，還使它們在極端條件下能長期穩定、協同工作，互相的效果不打架。

2021年3月，中國石化正式提交SINOPEC AEH I型油的適航審定申請，並於今年7月最終獲證。

事實說明，航空液壓油的突圍成功，絕非單一實驗室的技術創新所能實現。

這是一個「戰略佈局+自主標準+技術攻關+嚴格認證」環環相扣的系統工程。

航空液壓油是高端液壓油的代表，不只能用於飛機，還能廣泛應用於軍事裝備、尖端工程機械、航海船舶等多個重要領域。

事實上，得益於航空液壓油卓越的高低溫性能、出色的抗氧化安定性、良好的粘溫特性以及極高的可靠性，它已經成為很多要求苛刻領域不可或缺的「機械血液」了。

在軍事方面，液壓油廣泛用於飛機、坦克、艦艇的液壓系統。

它不僅負責傳遞動力，還直接影響裝備的機動性和可靠性。

我國國產的瀋陽特力10號航空液壓油，就被廣泛應用於部隊和軍工單位的戰機和各型機械試驗設備上。

瀋陽特力10號航空液壓油（執行的是企業標準）

在工程機械方面，尤其是大型工程機械，特別是執行特殊任務的尖端裝備，如深海鑽探機、核電站維護機器人等，也都能看到航空液壓油的身影。

離我們普通人最近的例子，大概就是超大型盾構機。

在地鐵、隧道施工中，直徑超過10米的盾構機，要在地下數十米乃至上百米的環境裏推進。

它的刀盤、推進油缸和土壓平衡系統全靠液壓油來傳遞巨大的動力。

盾構機所用的液壓油不僅要抵抗高壓，還要適應地下泥水環境，有很強的抗污能力，防止性能下降。

如果液壓油失效，盾構機卡在岩石中，整個施工將陷入癱瘓。

盾構機刀盤驅動液壓系統示意圖

在航海方面，像船舶、潛艇和海上平臺等，在常規要求之外，為了應對海洋環境對設備造成的損害，液壓油必須能抗鹽霧且防腐蝕性能極強，同時還要求抗乳化性好，防止因海水滲入而影響系統性能。

潛艇在水下航行時，方向控制完全依賴尾部舵機。

舵機液壓系統的可靠性直接決定潛艇的機動性和安全性。由於潛艇環境特殊，液壓油不僅要在高壓下正常工作，還要保證不因海水泄漏而乳化變質。

出於水下隱蔽性的考慮，液壓系統還必須安靜、精準，不允許出現抖動與失靈。

此外，火電廠、核電站都有巨大的汽輪機組來傳導壓力，也都離不開高端液壓油。

這類液壓油需要更高的抗阻燃性，以及熱安定性和水解安定性。

液壓系統無處不在，液壓油性能優劣，直接關乎設備的運行效率、可靠性與使用壽命。

高端液壓油國產化，將為中國製造持續「加油」。