小小的飛機(jī)輪胎竟被國(guó)外“卡脖子”？揭開飛機(jī)輪胎的奧秘
2023-07-19
8870核心提示：飛機(jī)上一個(gè)小小輪胎，其價(jià)格不僅十幾萬(wàn)到幾十萬(wàn)不等，我國(guó)中科院更是將其與高端芯片等技術(shù)，列入了科研任務(wù)清單，成為我國(guó)急需解
飛機(jī)上一個(gè)小小輪胎，其價(jià)格不僅十幾萬(wàn)到幾十萬(wàn)不等，我國(guó)中科院更是將其與高端芯片等技術(shù)，列入了科研任務(wù)清單，成為我國(guó)急需解決的“卡脖子”問題，這似不起眼的輪胎，你肯定沒想到有這么重要吧。
其實(shí)這些年我國(guó)科研任務(wù)一直在不斷地增進(jìn)新項(xiàng)目，已有不少項(xiàng)目取得了進(jìn)展性的突破。例如高性能超級(jí)計(jì)算機(jī)，單這一項(xiàng)科技成果，就對(duì)我國(guó)在海洋、藥物、天文等多個(gè)領(lǐng)域有巨大貢獻(xiàn)。
現(xiàn)如今，我國(guó)中科院“率先行動(dòng)”步入了第二個(gè)階段，接下來便要將長(zhǎng)久縈繞的“卡脖子”問題一一清算。其中就包括了橡膠輪胎。不就一個(gè)輪胎嗎？至于讓我國(guó)如此重視且急需攻破嗎？小編就帶你來了解一下！
輪胎為什么很重要？
輪胎是飛機(jī)唯一與地面接觸的載體，承載著飛機(jī)起飛、著陸、滑行的重要任務(wù)，一旦出現(xiàn)故障，后果不堪設(shè)想。
例如，2000年，法國(guó)航空公司一架“協(xié)和”號(hào)飛機(jī)在巴黎機(jī)場(chǎng)起飛時(shí)，被跑道上的一塊金屬條刺穿輪胎，輪胎甩出的橡膠碎片恰巧扎破了飛機(jī)油箱，導(dǎo)致這架飛機(jī)起飛不久后發(fā)生了機(jī)毀人亡的事故，機(jī)上113人遇難。
飛機(jī)輪胎的重要性由此可見，發(fā)生爆裂對(duì)飛行安全影響重大，除了會(huì)造成飛機(jī)起飛著落時(shí)偏離原有的路線，爆破產(chǎn)生強(qiáng)大的氣流和碎片進(jìn)而會(huì)引發(fā)更嚴(yán)重的事故。
每一個(gè)飛機(jī)輪胎投入使用之前，必須要通過多項(xiàng)極為嚴(yán)格的檢查，例如經(jīng)受灼熱的高溫檢測(cè)、跑道遭遇異物損傷測(cè)試、承受高達(dá)340噸重量及飛機(jī)起飛時(shí)超150英里/小時(shí)的極限速度......
輪胎作為飛機(jī)上重要裝置之一，除了要能承受住強(qiáng)大的沖擊力，還需要具有耐高溫、耐冷、耐磨等性能。與飛機(jī)龐大的機(jī)身對(duì)比，飛機(jī)輪胎看起來就像是幾個(gè)小小的輪子，為什么不把飛機(jī)輪胎設(shè)計(jì)得大一點(diǎn)呢？
其實(shí)，飛機(jī)輪胎和汽車輪胎不一樣，飛機(jī)只有在滑行、起飛、降落時(shí)才會(huì)用到輪胎，飛機(jī)輪胎設(shè)計(jì)得小而輕才最有利于飛行，同時(shí)也能節(jié)省油耗
為什么幾個(gè)小小的輪胎，竟能夠支撐飛機(jī)高強(qiáng)度運(yùn)行呢？
其實(shí)為了保證飛機(jī)輪胎的高強(qiáng)度，飛機(jī)輪胎有多層級(jí)的構(gòu)架，這些構(gòu)架一同維持了輪胎的強(qiáng)度。
比如輪胎表面的膠面，其本身是由特種材料膠合鋼絲一起造成的，厚度有20毫米左右。而輪胎的氣門則是以氟塑為材料，保證了氣體流通的順暢。
此外，航空輪胎還有一層是采用尼龍布的緩沖層，這層緩沖層是額外加的，為輪胎各層級(jí)以及輪胎表面提供了防護(hù)作用。不止如此，輪胎表面的橡膠里還另添加了兩層補(bǔ)強(qiáng)簾布，在橡膠與纖維的結(jié)合下，能夠讓輪胎承受高強(qiáng)度的工作狀態(tài)。
其次，輪胎的邊緣還會(huì)有鋼絲圈以及涂膠包邊布，前者從結(jié)構(gòu)上提高了輪胎力學(xué)上的強(qiáng)度，并能巧妙地將載荷傳給輪轂；
后者能夠讓輪胎與輪轂更好地結(jié)合在一起，并保證不會(huì)出現(xiàn)輪胎泄氣等問題。
正是這些里里外外的多層材料結(jié)構(gòu)形成了輪胎復(fù)合式的整體框架。
而除了輪胎自身的高強(qiáng)度承重以外，還有一個(gè)大家都容易忽略的東西，那就是連接各輪子與飛機(jī)的起落架。在飛機(jī)降落和起飛時(shí)候，起落架都會(huì)從機(jī)身中伸出，完成自己相應(yīng)的工作，它自身也能為飛機(jī)承擔(dān)一定的沖擊，而作為連接輪胎與機(jī)身的支架，它的承重能力可達(dá)至上百噸。
就這一點(diǎn)上來說，輪胎所需要的硬性技術(shù)的要求就已經(jīng)顯得較為苛刻了。而且輪胎方面的技術(shù)，外國(guó)可以說是領(lǐng)先我國(guó)百年。
揭開飛機(jī)輪胎制造的奧秘
那么，如何讓一個(gè)小輪胎支撐起龐大的飛機(jī)，并且滿足使用需求，在制造方面就顯得尤為重要了。
奧秘一：飛機(jī)輪胎采用特殊材料制造
飛機(jī)輪胎不同于一般輪胎，大多采用無內(nèi)胎或者雙胎面，結(jié)構(gòu)層次豐富，至少由20層胎體織物層組成，每一層技術(shù)要求都不盡相同。
輪胎材料主要由橡膠、尼龍線、鋼絲三種材料通過硫化工藝粘結(jié)而成，這種特殊的復(fù)合材料需要在-40°以下和71°以上的條件下、經(jīng)過24小時(shí)嚴(yán)格測(cè)試，才會(huì)投入使用，具有強(qiáng)大的抗沖擊力。
按照制造工藝劃分，飛機(jī)輪胎分為斜交輪胎和子午線輪胎，目前新機(jī)型基本都是采用子午線輪胎。
值得一提的是，子午線輪胎技術(shù)要求極高，制造工藝極其復(fù)雜，我國(guó)在2008年才終于打破國(guó)外28年的技術(shù)壟斷，成功研發(fā)出子午線航空輪胎。
奧秘二：輪胎氣體采用純氮?dú)?/span>
很多人誤以為飛機(jī)輪胎是實(shí)心輪胎，其實(shí)民航客機(jī)的輪胎基本采用無內(nèi)胎的空心輪胎，填充的是特制的純氮?dú)狻?/span>
氮?dú)馐且环N惰性的氣體，化學(xué)性質(zhì)也比較穩(wěn)定，比空氣更加干燥，不容易發(fā)生熱脹冷縮，同時(shí)也能使輪胎胎壓保持時(shí)間更久，不易發(fā)生爆胎。
要知道，飛機(jī)在降落過程中與地面發(fā)生巨大摩擦，輪胎的溫度會(huì)急劇升高至150°左右，輪胎中填充的純氮?dú)鉄o氧無水，既不助燃也不可燃，大大降低了爆胎的概率。
飛機(jī)和賽車在極端高負(fù)荷的環(huán)境下行駛，輪胎一般都是填充氮?dú)?，在一定程度能提高安全性?/span>
或許你會(huì)問，汽車在高速上發(fā)生爆胎的后果這么嚴(yán)重，為什么汽車輪胎不填充氮?dú)饽兀科鋵?shí)空氣中氮?dú)夂烤驼剂?8%，汽車輪胎保養(yǎng)得當(dāng)、無暗傷的情況下，充免費(fèi)的普通氣體也是能保證汽車安全行駛的。
奧秘三：起落架強(qiáng)大的減震系統(tǒng)
看似飛機(jī)輪胎支撐了整架飛機(jī)，其實(shí)最主要還是靠飛機(jī)的起落架來承受飛機(jī)上百噸的重量。起落架作為飛機(jī)四大關(guān)鍵部件之一，猶如飛機(jī)的“雙腳”，在起飛和降落時(shí)起著至關(guān)重要的作用，飛行過程中會(huì)被收縮起來。
起落架上除了輪胎，還安裝有強(qiáng)大的減震系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在降落時(shí)能夠吸收巨大的撞擊能量，幫助飛機(jī)平穩(wěn)安全落地。
奧秘四：造價(jià)昂貴的飛機(jī)輪轂及特殊的紋路
飛機(jī)輪轂和活動(dòng)輪緣采用的是高強(qiáng)度的鎂鋅合金制作，造價(jià)十分昂貴，普通的汽車輪轂根本無法與之相比，據(jù)說一架中型飛機(jī)的單個(gè)輪胎，少則十幾萬(wàn)，多則幾十萬(wàn)，造價(jià)十分昂貴。
此外，生活中仔細(xì)觀察你會(huì)發(fā)現(xiàn)，汽車、自行車等橡膠輪胎上都有凹凸不平的花紋，其實(shí)早在1892年，人類在制造輪胎時(shí)就已經(jīng)加上花紋了，目的是增加輪子與地面的摩擦力，防止打滑。
而飛機(jī)輪胎的紋路與汽車輪胎有很大不同，飛機(jī)輪胎沒有橫向凹槽，主要因?yàn)轱w機(jī)降落時(shí)是靠反推力裝置來減速，并不是靠輪胎的抓地力，也就沒有必要設(shè)計(jì)橫向凹槽了。而飛機(jī)輪胎設(shè)計(jì)豎向凹槽，在雨天或者積水跑道上，能夠快速排水和防止側(cè)滑。
飛機(jī)輪胎關(guān)乎著生命安全，有著嚴(yán)格的更換標(biāo)準(zhǔn)，一般運(yùn)行200次左右就會(huì)進(jìn)行更換，而且每一次起落地面工作人員都會(huì)進(jìn)行高標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格檢查。
除了通過目視檢查飛機(jī)輪胎是否露線、裂口等，還會(huì)借助機(jī)械儀表和電子儀表來檢查輪胎的氣密性、胎壓值等，定時(shí)有效的養(yǎng)護(hù)和維修檢查工作對(duì)于保障乘客安全來說至關(guān)重要。
2008年，一架里爾60飛機(jī)在美國(guó)南卡羅來納州發(fā)生嚴(yán)重墜毀事故，事故發(fā)生的一重要原因就是未對(duì)飛機(jī)的輪胎進(jìn)行充分維護(hù)，從而導(dǎo)致飛機(jī)在起飛滑落時(shí)多個(gè)輪胎出現(xiàn)故障。
坐飛機(jī)的小伙伴估計(jì)最擔(dān)心飛機(jī)延誤了，有時(shí)候除了天氣、機(jī)場(chǎng)、或空中交通管制等原因，也有可能是飛機(jī)出現(xiàn)了機(jī)械故障，工作人員和飛行員會(huì)比乘客更期待飛機(jī)能準(zhǔn)時(shí)起飛。
文章來源： 科機(jī)靈，科普圈
其實(shí)這些年我國(guó)科研任務(wù)一直在不斷地增進(jìn)新項(xiàng)目，已有不少項(xiàng)目取得了進(jìn)展性的突破。例如高性能超級(jí)計(jì)算機(jī)，單這一項(xiàng)科技成果，就對(duì)我國(guó)在海洋、藥物、天文等多個(gè)領(lǐng)域有巨大貢獻(xiàn)。
現(xiàn)如今，我國(guó)中科院“率先行動(dòng)”步入了第二個(gè)階段，接下來便要將長(zhǎng)久縈繞的“卡脖子”問題一一清算。其中就包括了橡膠輪胎。不就一個(gè)輪胎嗎？至于讓我國(guó)如此重視且急需攻破嗎？小編就帶你來了解一下！
輪胎為什么很重要？
輪胎是飛機(jī)唯一與地面接觸的載體，承載著飛機(jī)起飛、著陸、滑行的重要任務(wù)，一旦出現(xiàn)故障，后果不堪設(shè)想。
例如，2000年，法國(guó)航空公司一架“協(xié)和”號(hào)飛機(jī)在巴黎機(jī)場(chǎng)起飛時(shí)，被跑道上的一塊金屬條刺穿輪胎，輪胎甩出的橡膠碎片恰巧扎破了飛機(jī)油箱，導(dǎo)致這架飛機(jī)起飛不久后發(fā)生了機(jī)毀人亡的事故，機(jī)上113人遇難。
飛機(jī)輪胎的重要性由此可見，發(fā)生爆裂對(duì)飛行安全影響重大，除了會(huì)造成飛機(jī)起飛著落時(shí)偏離原有的路線，爆破產(chǎn)生強(qiáng)大的氣流和碎片進(jìn)而會(huì)引發(fā)更嚴(yán)重的事故。
每一個(gè)飛機(jī)輪胎投入使用之前，必須要通過多項(xiàng)極為嚴(yán)格的檢查，例如經(jīng)受灼熱的高溫檢測(cè)、跑道遭遇異物損傷測(cè)試、承受高達(dá)340噸重量及飛機(jī)起飛時(shí)超150英里/小時(shí)的極限速度......
輪胎作為飛機(jī)上重要裝置之一，除了要能承受住強(qiáng)大的沖擊力，還需要具有耐高溫、耐冷、耐磨等性能。與飛機(jī)龐大的機(jī)身對(duì)比，飛機(jī)輪胎看起來就像是幾個(gè)小小的輪子，為什么不把飛機(jī)輪胎設(shè)計(jì)得大一點(diǎn)呢？
其實(shí)，飛機(jī)輪胎和汽車輪胎不一樣，飛機(jī)只有在滑行、起飛、降落時(shí)才會(huì)用到輪胎，飛機(jī)輪胎設(shè)計(jì)得小而輕才最有利于飛行，同時(shí)也能節(jié)省油耗
為什么幾個(gè)小小的輪胎，竟能夠支撐飛機(jī)高強(qiáng)度運(yùn)行呢？
其實(shí)為了保證飛機(jī)輪胎的高強(qiáng)度，飛機(jī)輪胎有多層級(jí)的構(gòu)架，這些構(gòu)架一同維持了輪胎的強(qiáng)度。
比如輪胎表面的膠面，其本身是由特種材料膠合鋼絲一起造成的，厚度有20毫米左右。而輪胎的氣門則是以氟塑為材料，保證了氣體流通的順暢。
此外，航空輪胎還有一層是采用尼龍布的緩沖層，這層緩沖層是額外加的，為輪胎各層級(jí)以及輪胎表面提供了防護(hù)作用。不止如此，輪胎表面的橡膠里還另添加了兩層補(bǔ)強(qiáng)簾布，在橡膠與纖維的結(jié)合下，能夠讓輪胎承受高強(qiáng)度的工作狀態(tài)。
其次，輪胎的邊緣還會(huì)有鋼絲圈以及涂膠包邊布，前者從結(jié)構(gòu)上提高了輪胎力學(xué)上的強(qiáng)度，并能巧妙地將載荷傳給輪轂；
后者能夠讓輪胎與輪轂更好地結(jié)合在一起，并保證不會(huì)出現(xiàn)輪胎泄氣等問題。
正是這些里里外外的多層材料結(jié)構(gòu)形成了輪胎復(fù)合式的整體框架。
而除了輪胎自身的高強(qiáng)度承重以外，還有一個(gè)大家都容易忽略的東西，那就是連接各輪子與飛機(jī)的起落架。在飛機(jī)降落和起飛時(shí)候，起落架都會(huì)從機(jī)身中伸出，完成自己相應(yīng)的工作，它自身也能為飛機(jī)承擔(dān)一定的沖擊，而作為連接輪胎與機(jī)身的支架，它的承重能力可達(dá)至上百噸。
就這一點(diǎn)上來說，輪胎所需要的硬性技術(shù)的要求就已經(jīng)顯得較為苛刻了。而且輪胎方面的技術(shù)，外國(guó)可以說是領(lǐng)先我國(guó)百年。
揭開飛機(jī)輪胎制造的奧秘
那么，如何讓一個(gè)小輪胎支撐起龐大的飛機(jī)，并且滿足使用需求，在制造方面就顯得尤為重要了。
奧秘一：飛機(jī)輪胎采用特殊材料制造
飛機(jī)輪胎不同于一般輪胎，大多采用無內(nèi)胎或者雙胎面，結(jié)構(gòu)層次豐富，至少由20層胎體織物層組成，每一層技術(shù)要求都不盡相同。
輪胎材料主要由橡膠、尼龍線、鋼絲三種材料通過硫化工藝粘結(jié)而成，這種特殊的復(fù)合材料需要在-40°以下和71°以上的條件下、經(jīng)過24小時(shí)嚴(yán)格測(cè)試，才會(huì)投入使用，具有強(qiáng)大的抗沖擊力。
按照制造工藝劃分，飛機(jī)輪胎分為斜交輪胎和子午線輪胎，目前新機(jī)型基本都是采用子午線輪胎。
值得一提的是，子午線輪胎技術(shù)要求極高，制造工藝極其復(fù)雜，我國(guó)在2008年才終于打破國(guó)外28年的技術(shù)壟斷，成功研發(fā)出子午線航空輪胎。
奧秘二：輪胎氣體采用純氮?dú)?/span>
很多人誤以為飛機(jī)輪胎是實(shí)心輪胎，其實(shí)民航客機(jī)的輪胎基本采用無內(nèi)胎的空心輪胎，填充的是特制的純氮?dú)狻?/span>
氮?dú)馐且环N惰性的氣體，化學(xué)性質(zhì)也比較穩(wěn)定，比空氣更加干燥，不容易發(fā)生熱脹冷縮，同時(shí)也能使輪胎胎壓保持時(shí)間更久，不易發(fā)生爆胎。
要知道，飛機(jī)在降落過程中與地面發(fā)生巨大摩擦，輪胎的溫度會(huì)急劇升高至150°左右，輪胎中填充的純氮?dú)鉄o氧無水，既不助燃也不可燃，大大降低了爆胎的概率。
飛機(jī)和賽車在極端高負(fù)荷的環(huán)境下行駛，輪胎一般都是填充氮?dú)?，在一定程度能提高安全性?/span>
或許你會(huì)問，汽車在高速上發(fā)生爆胎的后果這么嚴(yán)重，為什么汽車輪胎不填充氮?dú)饽兀科鋵?shí)空氣中氮?dú)夂烤驼剂?8%，汽車輪胎保養(yǎng)得當(dāng)、無暗傷的情況下，充免費(fèi)的普通氣體也是能保證汽車安全行駛的。
奧秘三：起落架強(qiáng)大的減震系統(tǒng)
看似飛機(jī)輪胎支撐了整架飛機(jī)，其實(shí)最主要還是靠飛機(jī)的起落架來承受飛機(jī)上百噸的重量。起落架作為飛機(jī)四大關(guān)鍵部件之一，猶如飛機(jī)的“雙腳”，在起飛和降落時(shí)起著至關(guān)重要的作用，飛行過程中會(huì)被收縮起來。
起落架上除了輪胎，還安裝有強(qiáng)大的減震系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在降落時(shí)能夠吸收巨大的撞擊能量，幫助飛機(jī)平穩(wěn)安全落地。
奧秘四：造價(jià)昂貴的飛機(jī)輪轂及特殊的紋路
飛機(jī)輪轂和活動(dòng)輪緣采用的是高強(qiáng)度的鎂鋅合金制作，造價(jià)十分昂貴，普通的汽車輪轂根本無法與之相比，據(jù)說一架中型飛機(jī)的單個(gè)輪胎，少則十幾萬(wàn)，多則幾十萬(wàn)，造價(jià)十分昂貴。
此外，生活中仔細(xì)觀察你會(huì)發(fā)現(xiàn)，汽車、自行車等橡膠輪胎上都有凹凸不平的花紋，其實(shí)早在1892年，人類在制造輪胎時(shí)就已經(jīng)加上花紋了，目的是增加輪子與地面的摩擦力，防止打滑。
而飛機(jī)輪胎的紋路與汽車輪胎有很大不同，飛機(jī)輪胎沒有橫向凹槽，主要因?yàn)轱w機(jī)降落時(shí)是靠反推力裝置來減速，并不是靠輪胎的抓地力，也就沒有必要設(shè)計(jì)橫向凹槽了。而飛機(jī)輪胎設(shè)計(jì)豎向凹槽，在雨天或者積水跑道上，能夠快速排水和防止側(cè)滑。
飛機(jī)輪胎關(guān)乎著生命安全，有著嚴(yán)格的更換標(biāo)準(zhǔn)，一般運(yùn)行200次左右就會(huì)進(jìn)行更換，而且每一次起落地面工作人員都會(huì)進(jìn)行高標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格檢查。
除了通過目視檢查飛機(jī)輪胎是否露線、裂口等，還會(huì)借助機(jī)械儀表和電子儀表來檢查輪胎的氣密性、胎壓值等，定時(shí)有效的養(yǎng)護(hù)和維修檢查工作對(duì)于保障乘客安全來說至關(guān)重要。
2008年，一架里爾60飛機(jī)在美國(guó)南卡羅來納州發(fā)生嚴(yán)重墜毀事故，事故發(fā)生的一重要原因就是未對(duì)飛機(jī)的輪胎進(jìn)行充分維護(hù)，從而導(dǎo)致飛機(jī)在起飛滑落時(shí)多個(gè)輪胎出現(xiàn)故障。
坐飛機(jī)的小伙伴估計(jì)最擔(dān)心飛機(jī)延誤了，有時(shí)候除了天氣、機(jī)場(chǎng)、或空中交通管制等原因，也有可能是飛機(jī)出現(xiàn)了機(jī)械故障，工作人員和飛行員會(huì)比乘客更期待飛機(jī)能準(zhǔn)時(shí)起飛。
文章來源： 科機(jī)靈，科普圈
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