NS1379 借力碳材料,小輪胎扛起大飛機
飛機是我們遠程出行的重要交通工具之一。飛機制造業是我國戰略性高科技產業之一,2017年5月5日,國產大飛機C919飛成功。這是我國國產大飛機進入民航應用的重要里程碑。雖然我國的飛機制造業起步晚,但是行業發展的步伐快,力量大。2022年8月1日,商飛宣布,國產大飛機C919完成取證試飛,正式進入民航服務。
眾所周知,飛機制造是個超級大工程,其中飛機輪胎亦是重中之重。飛機輪胎是飛機起降過程中唯一與地面接觸的部件,其載荷能力是普通卡車輪胎的10倍以上,變形率要達到普通車用輪胎的3-4倍,要承受超過F1賽車車速的起飛速度,要經受高空中零下50-60攝氏度、落地減速制動時150攝氏度的溫度劇變,要盡可能做到輕量化,作為飛機至關重要的A類安全零部件,飛機輪胎可謂各種輪胎的“集大成者”。

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飛機輪胎形似車用輪胎卻與車用輪胎是“云泥之別”,其中的奧秘就是輪胎胎面采用高分子量的聚合物體系配合納米級的碳材料的復合配方,在特殊的加工工藝下形成細致的分子網絡結構,這種分子網絡給胎面提供極佳的抗穿刺,抗撕裂能力。此外部分飛機輪胎使用特殊的碳纖維復合材料增強簾線,進一步減輕輪胎重量,提升輪胎的抗屈撓疲勞壽命。
飛機輪胎一般都會有二十到三十,乃至四十層簾線層,正是這些簾線層保證了輪胎的強度。保證了其能承受幾十噸的壓力,以及落地時近百噸的沖擊力。
飛機輪胎一般來說只會使用250次飛行,在連續航行達到了次數以后,飛機輪胎就會被更換下來,進行保養和翻新。為了避免過度磨損而導致性能下降,造成不必要的危險,飛機輪胎只會進行5到6次的翻新。相當于一個飛機輪胎多會用1500個航班就會徹底“退休”,不再重復使用了。飛機輪胎由于其結構特殊,造價較高,目前價格在20萬元左右。
近年來,我國的通用航空行業進入了快速發展期,我國民航局備案的通用航空企業數量快速增多。根據民航局的數據,截至2021年末,我國獲得通用航空經營許可證的傳統通用航空企業共有599家,與2017年相比上升比例超過了60%。
盡管受到 2020 年疫情的沖擊,我國通用航空的總飛行時長在2020年有所下降。但在進入2021年后,我國通用航空行業快速反彈,2021年全年,我國通用航空共完成117.8萬小時,較2020年增長19.8%。
按照飛機輪胎的替換率,飛機輪胎制造是一個前景非常廣闊的行業。我國也將其納入戰略性發展行業,并籌建航空輪胎大科學中心,支持產業研究與發展。
航空輪胎大科學中心于2020年開建,建成后將成為具有水平的航空輪胎科技中心及試驗基地。

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航空輪胎大科學中心位于廣州市黃埔區,由中建三局承建,主體建筑已于今年8月初完成施工。該項目依托中科院長春應化所、廣東粵港澳大灣區黃埔材料研究院的科研優勢,以航空輪胎動力學大科學裝置為核心,建設與之配套的航空輪胎硬核科技中心和航空輪胎制造試驗基地。
當前,隨著碳纖維性復合材料技術的突破,碳纖維復合材料正逐步取代傳統金屬材料被廣泛應用于航空制造業中,特別是高強中模、大伸長碳纖維,能夠顯著提高沖擊后的壓縮強度和耐熱/濕性,成為飛機結構材料的不二之選。碳纖維正推動航空航天邁入輕量化時代。










































