C919再開新航線，小小的航空輪胎為何能承載百噸重飛機？

□ 莫尊理 成青松

日前，機號為B-919A的東航全球首架C919客機從上海虹橋機場飛往廣州白云機場，標志著國產大飛機正式開啟第四條商業(yè)定期航線運營。國產大飛機C919完成商業(yè)運營離不開能在高速度、高沖擊條件下正常工作的航空輪胎。中型客機載重后有百噸重，大型客機載重后在200噸以上，超級客機載重后可達400噸左右。小小的航空輪胎，為何能承受如此之重？

航空輪胎在飛機零部件中屬于A類，是飛機的重要部件。在飛機起飛、著陸時，航空輪胎起到滑跑、承擔重量和降低沖擊力的重要作用。飛機起飛和著陸時間短，航空輪胎必須在瞬間發(fā)揮作用。因此，航空輪胎在輪胎制造行業(yè)中屬于頂端產品，隨著飛機快速更新?lián)Q代，對它的要求也更苛刻。

目前，我國航空輪胎面臨技術要求嚴苛、材料指標高、結構設計復雜等問題。飛機的起落次數(shù)對輪胎會造成一定磨損，導致航空輪胎在使用過程中存在替換或更新周期。因此，材料是航空輪胎發(fā)展的基礎，為了使航空輪胎適應飛機發(fā)展的需求，對航空輪胎材料的研發(fā)與應用是當前的重點。

航空輪胎骨架材料有著極大的潛力，常見的骨架材料包括尼龍簾線、芳綸簾線、聚酮簾線、胎體簾線、帶束層簾線等。遺憾的是，截至目前，沒有一種材料能滿足所有要求。為充分利用不同材料的優(yōu)點，科研人員設計了復合簾線。復合簾線主要分為合股復合簾線和芯皮結構復合簾線兩種。這樣一來，使用改進的復合簾線能更好地滿足航空輪胎的需求。

2023年5月，上海虹橋機場停機坪拍攝的即將首航的C919飛機（來源：新華網(wǎng)）

近日，中國科學院長春應用化學研究所研發(fā)的仿生合成橡膠航空輪胎取得重大突破，標志著我國已將天然橡膠從農產品變成了工業(yè)品，克服了天然橡膠品質對地理位置的苛刻要求，不再依賴進口，可根據(jù)市場的需求動態(tài)調整生產量，解決了航空輪胎從原材料到設計制造直至評價驗證的全鏈條技術瓶頸。仿生合成橡膠航空輪胎實現(xiàn)了仿生合成橡膠和數(shù)字輪胎工業(yè)軟件兩項從“0”到“1”的原創(chuàng)性技術突破，為解決我國天然橡膠戰(zhàn)略安全提供了一條全新的解決途徑。

對航空輪胎的結構進行設計，才能使航空輪胎得到不斷改進和發(fā)展，合理的結構設計可提高航空輪胎性能和使用時間。航空輪胎主要由胎體、胎面、胎側、胎圈和帶束層五個部分組成。應力的集中使胎圈部位溫度上升和形變增大。在航空輪胎設計中，外輪廓、胎面、胎體等的優(yōu)化設計十分重要，通過結構設計使航空輪胎各部件相互協(xié)調產生優(yōu)越性能。改進胎面結構可以緩解航空輪胎徑向壓縮應力，從而提高耐久性和耐磨性，將胎側設計為直線形可有效提高縱向剛性，從而消除胎圈壓縮變形和提高耐用性。

因此，先進材料的研發(fā)和輪胎結構的不斷優(yōu)化，是航空輪胎能夠承受百噸重的原因。橡膠材料、骨架材料、生產技術和設備不斷進步，為我國航空輪胎的自主化提供了發(fā)展的“土壤”。研發(fā)新材料、優(yōu)化結構、開發(fā)新技術是航空輪胎自主化和國產化的發(fā)展方向。

（作者莫尊理系西北師范大學教授、博士生導師，成青松系西北師范大學研究生）