航空輪胎，從廣州的山坳里“飛”出來

多達(dá)10層以上，這是一條航空輪胎內(nèi)部結(jié)構(gòu)層數(shù)；幾百次到上千次，這是產(chǎn)品研發(fā)要經(jīng)歷的極限測(cè)試次數(shù)；經(jīng)得住零下40攝氏度到零上70攝氏度的溫度變化，在飛機(jī)降落瞬間扛住幾十噸以上的沖擊力，這是對(duì)航空輪胎性能的苛刻要求……

與普通輪胎相比較，航空輪胎有3個(gè)顯著特點(diǎn)：大承載、高速度、抗沖擊。科研人員形象比喻：“這就類似讓賽車輪胎在維持轉(zhuǎn)速和尺寸不變的情況下，還要具備大貨車輪胎的載重能力。”在很長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)，我國(guó)民航飛機(jī)主要采取租用國(guó)外航空輪胎的方式。造出中國(guó)人自己的高質(zhì)量航空輪胎，是我國(guó)一代代科學(xué)家為之持續(xù)攻關(guān)的夢(mèng)想。

在廣東省廣州市黃埔區(qū)，藏身小山坳里的飛行起降動(dòng)力學(xué)大裝置，正為實(shí)現(xiàn)這一夢(mèng)想積攢著力量。

圖源：廣州高新區(qū)發(fā)布

2020年1月，中國(guó)科學(xué)院關(guān)鍵核心技術(shù)攻堅(jiān)先導(dǎo)專項(xiàng)（C類）“仿生合成橡膠”專項(xiàng)正式立項(xiàng)，計(jì)劃建設(shè)航空輪胎大科學(xué)中心，開展科研攻關(guān)以及核心指標(biāo)評(píng)價(jià)測(cè)試。次月，廣東粵港澳大灣區(qū)黃埔材料研究院（以下簡(jiǎn)稱“黃埔材料院”）應(yīng)運(yùn)而生。

黃埔區(qū)新龍鎮(zhèn)，依山傍水，一座銀色外墻、深色玻璃的連體建筑坐落其中：前面的“豎向輪胎”高52米，背后躺著的“輪胎”橫向直徑90米，一立一臥，互為配套。中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所（以下簡(jiǎn)稱“長(zhǎng)春應(yīng)化所”）所長(zhǎng)、黃埔材料院院長(zhǎng)楊小牛介紹，就在這個(gè)建筑內(nèi)，已建成飛行起降動(dòng)力學(xué)大裝置，“我們不僅要研制中國(guó)人自己的航空輪胎，還要測(cè)明使用極限，確保其安全可靠”。

2020年初，長(zhǎng)春應(yīng)化所牽頭組建了包含中國(guó)科學(xué)院研究所、大學(xué)和地方工業(yè)部門及企業(yè)共20家單位參與的科研攻關(guān)“國(guó)家隊(duì)”，目標(biāo)直指航空輪胎技術(shù)難題。其中，黃埔材料院承擔(dān)了航空輪胎動(dòng)力學(xué)大裝置的建設(shè)等任務(wù)。

走進(jìn)高大寬敞的測(cè)試大廳，航空輪胎高加速試驗(yàn)臺(tái)、輪胎道面環(huán)境試驗(yàn)臺(tái)……一臺(tái)臺(tái)高大的裝置正在緊張調(diào)試、運(yùn)行。

圖源：廣州高新區(qū)發(fā)布

隔著安全玻璃觀察，一個(gè)仿生橡膠航空輪胎樣品正在接受高速轉(zhuǎn)動(dòng)和瞬間承壓試驗(yàn)。短短數(shù)秒內(nèi)，輪胎轉(zhuǎn)速就升到每小時(shí)200公里左右。“試驗(yàn)臺(tái)能夠在最高時(shí)速600公里下進(jìn)行模擬測(cè)試，為輪胎發(fā)生偏轉(zhuǎn)、側(cè)傾等情況時(shí)的可靠性以及使用壽命等，提供一手研究數(shù)據(jù)。”研究人員解釋。

此外，研究人員還要模擬飛機(jī)降落時(shí)航空輪胎承壓的場(chǎng)景——在不斷提升輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)速度的同時(shí)，持續(xù)加大輪胎垂直方向的壓力，讓輪胎接受極限考驗(yàn)。

目前，飛行起降動(dòng)力學(xué)大裝置多臺(tái)套裝備已投入使用，完成了百余條航空輪胎測(cè)試，收集了大量起飛和降落時(shí)的運(yùn)行數(shù)據(jù)。研究人員表示：“這里的仿生橡膠航空輪胎，在極端工作條件下，可以實(shí)現(xiàn)比天然橡膠制造的航空輪胎使用壽命提升35％以上。”

在展示中心，一個(gè)仿生橡膠航空輪胎樣品被剝開一角，輪胎內(nèi)部的分層結(jié)構(gòu)一目了然。航空輪胎的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，各層中的排布角度會(huì)對(duì)輪胎性能造成巨大影響。科研人員自主研發(fā)出一套全新的數(shù)字輪胎工業(yè)軟件，能通過力學(xué)驅(qū)動(dòng)計(jì)算設(shè)計(jì)出最優(yōu)的輪胎結(jié)構(gòu)，大大縮短流程和開發(fā)時(shí)間。

目前，科研團(tuán)隊(duì)已經(jīng)完成航空輪胎國(guó)產(chǎn)化技術(shù)全鏈條貫通和應(yīng)用驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)了仿生橡膠和數(shù)字輪胎工業(yè)軟件兩項(xiàng)從“0到1”的原創(chuàng)性技術(shù)突破，掌握了41項(xiàng)核心技術(shù)。

山坳里的飛行起降動(dòng)力學(xué)大裝置，正在產(chǎn)生巨大的“溢出效應(yīng)”。

“航空輪胎相關(guān)技術(shù)，可以外溢到其他非公路輪胎和新能源汽車輪胎等輪胎制品，也可以外溢到非輪胎行業(yè)。”黃埔材料院分管日常工作的副院長(zhǎng)王杰解釋，在空氣彈簧、橡膠減震器等領(lǐng)域，相關(guān)技術(shù)都能獲得廣泛應(yīng)用。

“目前，飛行起降動(dòng)力學(xué)大裝置已具備測(cè)試驗(yàn)證航空輪胎、起落架系統(tǒng)和中小型整機(jī)設(shè)計(jì)制造性能和使役可靠性的能力。”楊小牛說，現(xiàn)在黃埔材料院園區(qū)“熱”了起來，每年接待企業(yè)、科研院所等參觀合作、科普教育達(dá)4200余人次。

參考來源

人民日?qǐng)?bào)客戶端《航空輪胎，從山坳里“飛”出來（探一線）》

https://www.peopleapp.com/column/30050971990-500007254128

廣州高新區(qū)發(fā)布《竣工交付！「黃埔圓」再迎新進(jìn)展》

https://mp.weixin.qq.com/s/tJQ2LwKvdHrKa_BkbEDF9g

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