航空轮胎跑出中国“加速度” 仿生合成橡胶是如何炼成的?

发布时间:2024-12-15 01:37:14 来源: sp20241215

  今天一起走进目前国内最先进的飞行起降动力学研究设施——航空轮胎大科学中心,以及我国仿生合成橡胶的科研基地——中国科学院长春应用化学研究所,带您揭秘仿生合成橡胶制造航空轮胎。

  我国仿生合成橡胶技术实现重要突破

  一架民航飞机冲向蓝天,离不开“脚”上一双能够在高速度、高载荷、高冲击条件下正常工作的“鞋子”,也就是航空轮胎。它既要耐得住零下40摄氏度到零上70摄氏度左右的极端温度,又要在飞机降落的一瞬间,扛得住几十吨以上的冲击力,直接关系到飞机的安全性。航空轮胎制造工艺极为复杂,被称为轮胎制造领域皇冠上的明珠。但是长期以来,其核心制造技术只被国外几家公司掌控。

  突破关键核心技术,我国科学家开辟了一条新赛道,提出了仿生合成橡胶的技术路线。经过多年联合攻关,科研团队通过对天然橡胶的分子结构和关键的化学组分进行模仿,在今年实现了仿生橡胶合成技术的重要突破,完成了航空轮胎国产化技术全链条贯通和应用验证。

  依托大科学中心为航空轮胎性能把关

  航空轮胎大科学中心主要由飞行起降动力学、硬核科技和航空轮胎制造实验基地组成,其核心是一系列飞行起降动力学大装置,主要包括航空轮胎高加速试验台、轮胎道面环境试验台、飞机起落架摆振试验台等大装置。

  总台央视记者 褚尔嘉:我旁边的这台装置就是航空轮胎高加速试验台,它是这座大科学中心里轮胎性能测试的利器。现在试验台上就有一个航空轮胎等待测试。这台装置能够模拟和测试航空轮胎在最大每小时600公里的速度时,与地面摩擦,同时发生轮胎的偏转、侧倾等情况下,航空轮胎的可靠性及使用寿命。

  记者看到,在航空轮胎高加速试验台上,民用航空轮胎正在进行轮胎高速转动和瞬间承压的试验。短短十几秒钟内,速度已经提升到每小时200公里左右。在监控室里,科研人员正在紧张地注视着屏幕上的一组组数据。当轮胎转动速度再次提升时,科研人员开始给轮胎加大垂直方向的压力,模拟飞机降落时航空轮胎的承压。这一试验过程与民航飞机降落时的工况十分接近。

  中国科学院长春应用化学研究所所长 杨小牛:这个高加速试验台是最先调试和试运行的设备,用了这台设备以后,我们就能够知道航空轮胎在全天候使用情况下,轮胎的性能,包括它的可靠性、寿命等。我们已经测试了6个规格的轮胎,2300多次起飞和降落时候它运行的工况。

  科研人员告诉记者,经过反复测试,目前由我国科学家研制并送到这里的仿生合成橡胶航空轮胎,在极端工作条件下,可以实现比天然橡胶制造的航空轮胎使用寿命提升35%以上。

  广东粤港澳大湾区黄埔材料研究院研究员 崔荣耀:通过这些试验,我们可以对我们现在新研制的仿生合成橡胶轮胎和天然橡胶轮胎的这些综合的特性进行研究、对比,根据试验结果,经过改变配方进行迭代。这样的话,就可以把仿生合成橡胶轮胎的性能提高。

  据介绍,航空轮胎所要求的各项性能指标要远远超出我们常见的汽车轮胎,既要耐得住零下40摄氏度到零上70摄氏度左右的极端温度。又要在飞机降落的一瞬间,扛得住几十吨以上的冲击力。因此航空轮胎性能测试非常关键,科研人员只有对轮胎进行几百到上千次极限测试后,才能了解轮胎的最大使用寿命。

  中国科学院长春应用化学研究所所长 杨小牛:这么快的速度下,我们看出航空轮胎每一圈,它的力、热、破坏的位置,如何ଛ