航空輪胎是飛機(jī)起降過(guò)程中唯一與地面接觸的部件，航空輪胎的性能直接制約著飛機(jī)性能。但在國(guó)內(nèi)航空輪胎市場(chǎng)，國(guó)際巨頭占據(jù)95%以上的絕對(duì)壟斷份額。青島森麒麟輪胎股份有限公司（下稱“森麒麟輪胎”）歷經(jīng)十余年，投入近5億元，在“全纖維民用航空輪胎關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用”取得重大技術(shù)突破，打破國(guó)外長(zhǎng)達(dá)六十年的技術(shù)壟斷，創(chuàng)建和開發(fā)了航空輪胎全生命周期管理系統(tǒng)、專用測(cè)試儀器和測(cè)試方法以及最先進(jìn)的測(cè)試系統(tǒng)，為我國(guó)大型商用客機(jī)的研制提供了有力保障。在2021年度山東省科技創(chuàng)新大會(huì)上，該項(xiàng)目獲得科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。
航空輪胎技術(shù)要求嚴(yán)，處于國(guó)際輪胎巨頭壟斷下
近日，記者采訪了青島森麒麟輪胎股份有限公司航空輪胎管理中心設(shè)計(jì)部經(jīng)理盛春敬。他介紹，航空輪胎作為飛機(jī)至關(guān)的重要A類安全零部件，因其超高荷載力、耐沖擊、耐刺扎、耐高溫特性，技術(shù)壁壘要求極高，一直被視為輪胎制造領(lǐng)域“皇冠上的明珠”。
“航空輪胎是飛機(jī)起降過(guò)程中唯一與地面接觸的部件，航空輪胎的性能直接制約著飛機(jī)性能�！笔⒋壕凑f(shuō)，據(jù)美國(guó)民航管理局統(tǒng)計(jì)，飛機(jī)失事超過(guò)50%發(fā)生在起飛、降落時(shí)，其中80%與輪胎有關(guān)。
盛春敬在介紹中國(guó)商飛國(guó)產(chǎn)客機(jī)航空輪胎。
民用航空輪胎專業(yè)技術(shù)指標(biāo)要求極高，載荷能力要能達(dá)到普通卡車輪胎的10倍以上，變形率要達(dá)到普通車用輪胎的3-4倍、起飛速度最高要能達(dá)到每小時(shí)450公里以上，超過(guò)F1方程式賽車。
以波音777飛機(jī)為例，飛機(jī)在準(zhǔn)備航班飛行的時(shí)候飛機(jī)總重大約300多噸，這些重量主要由兩翼主起落架的12個(gè)輪子承受，平均每個(gè)輪子承受了25噸的重量。同時(shí)，飛機(jī)的起飛速度在300-350公里每小時(shí)，著陸速度在200公里每小時(shí)以上，輪胎還要承受很強(qiáng)的垂直方向的沖擊載荷和水平方向上速時(shí)的摩擦載荷，每平方厘米的輪胎膠面就要承受近千牛頓的壓力。除此之外，飛機(jī)輪胎還需要經(jīng)受高空零下50-60攝氏度、減速剎車150攝氏度的急劇變化，這對(duì)輪胎質(zhì)量來(lái)說(shuō)都是非常嚴(yán)峻的考驗(yàn)。
“航空輪胎是輪胎制造領(lǐng)域名副其實(shí)的‘皇冠上的明珠’。”盛春敬說(shuō)，但該領(lǐng)域長(zhǎng)期處于國(guó)際輪胎巨頭壟斷之下，使得大部分中國(guó)輪胎企業(yè)只能擠在中低端市場(chǎng)薄利廝殺，實(shí)現(xiàn)新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換之路，是每個(gè)國(guó)內(nèi)輪胎制造企業(yè)需要思考的破局之題。
“因此，發(fā)展大飛機(jī)事業(yè)，首先需要解決制約航空工業(yè)發(fā)展的核心零部件技術(shù)攻關(guān)，發(fā)展航空輪胎產(chǎn)業(yè)是我國(guó)大飛機(jī)戰(zhàn)略得以順利實(shí)施的重要組成部分。”盛春敬說(shuō)。
成為國(guó)內(nèi)民營(yíng)企業(yè)唯一可做民航輪胎的公司
“這個(gè)輪胎就是我們?yōu)橹袊?guó)商飛研制的輪胎，目前已經(jīng)投入使用，我們也成為目前國(guó)內(nèi)民營(yíng)企業(yè)唯一可以做民航輪胎的公司�！�6月15日，在森麒麟輪胎的展廳內(nèi)，盛春敬指著一個(gè)輪胎自豪滿滿地對(duì)記者說(shuō)。
“我們從2009年開始研發(fā)，十余年來(lái)投入近5億元，目前已經(jīng)取得重大技術(shù)突破。2012年第一款民用航空輪胎研發(fā)成功，2020中國(guó)商飛國(guó)產(chǎn)輪胎研發(fā)成功，現(xiàn)階段已經(jīng)在中國(guó)商飛快線投入使用，打破國(guó)外長(zhǎng)達(dá)六十年的技術(shù)壟斷。”盛春敬自豪地說(shuō)。
盛春敬介紹，該項(xiàng)目創(chuàng)建和開發(fā)了航空輪胎全生命周期管理系統(tǒng)、專用測(cè)試儀器和測(cè)試方法以及最先進(jìn)的測(cè)試系統(tǒng)，為我國(guó)大型商用客機(jī)的研制提供了有力保障。
“我們?cè)趪?guó)內(nèi)首創(chuàng)了全纖維子午線航空輪胎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)和設(shè)計(jì)方法，針對(duì)航空輪胎層數(shù)過(guò)多導(dǎo)致的疲勞生熱難題，開發(fā)了高強(qiáng)度、高模量、低定伸、低生熱的胎體骨架纖維材料，保證了胎體尺寸穩(wěn)定性。同時(shí)，針對(duì)航空輪胎高速、高載、高沖擊使用條件下的鋼絲圈“散絲”現(xiàn)象，研發(fā)了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的大負(fù)荷圓斷面螺旋纏繞子午線航空輪胎鋼絲圈結(jié)構(gòu)技術(shù)，提高了鋼絲圈整體穩(wěn)定性與產(chǎn)品安全性能。
盛春敬介紹，航空輪胎胎體、膠部件、鋼絲圈等多達(dá)數(shù)十個(gè)部件，部件數(shù)量是普通汽車子午胎十倍以上，針對(duì)其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、部件眾多的成型裝備與工藝技術(shù)難題，研發(fā)團(tuán)隊(duì)研究了多部件子午線航空輪胎成型工藝，解決了關(guān)鍵成型工藝技術(shù)難題，保證子午線航空輪胎的使用安全性。
“同時(shí)，我們還開發(fā)了全纖維民用航空輪胎專用測(cè)試設(shè)備和測(cè)試方法，建立國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的航空輪胎測(cè)試系統(tǒng)、航空輪胎質(zhì)量管理體系和航空輪胎全生命周期管理系統(tǒng)，打破國(guó)外民用航空輪胎技術(shù)壟斷、形成我國(guó)獨(dú)立自主的航空輪胎技術(shù)�！笔⒋壕凑f(shuō)。
據(jù)介紹，該項(xiàng)目取得授權(quán)發(fā)明專利3項(xiàng)、實(shí)用新型專利4項(xiàng)，參與制定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)、軟件著作權(quán)1項(xiàng)。目前，森麒麟輪胎已獲批建設(shè)山東省唯一一家航空輪胎技術(shù)創(chuàng)新中心，通過(guò)山東省航空輪胎工程研究中心、省航空輪胎工業(yè)設(shè)計(jì)中心和青島市航空輪胎專家工作站認(rèn)定。
突破航空輪胎的技術(shù)瓶頸
森麒麟從成立之初就立志研發(fā)航空輪胎，以期突破技術(shù)壁壘、實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代，從而組建了航空輪胎研發(fā)團(tuán)隊(duì)，開始了艱辛的研發(fā)之路。盛春敬是2009年進(jìn)入森麒麟輪胎，一進(jìn)入公司就參與了該項(xiàng)目中。
“最困難的是沒有成熟技術(shù)經(jīng)驗(yàn)可借鑒，并且只能去外地做動(dòng)態(tài)性能試驗(yàn)，試驗(yàn)周期很長(zhǎng)，通常還要排隊(duì)，并且試驗(yàn)費(fèi)用很高，一次要10萬(wàn)多。”盛春敬說(shuō)。
為了提高效率，所以每次試驗(yàn)盛春敬都要拿好幾個(gè)方案去，這樣就延長(zhǎng)了出差時(shí)間。“最長(zhǎng)一次我在西安待了一個(gè)半月�！�
盛春敬介紹，在一個(gè)試驗(yàn)中要對(duì)輪胎進(jìn)行61次起降試驗(yàn)，50次正常起飛10次滑行，1次超載起飛，每一次都是對(duì)輪胎性能的嚴(yán)峻考驗(yàn)。
“最開始試驗(yàn)時(shí)，我們的試驗(yàn)結(jié)果與測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)相差甚遠(yuǎn)，我們就通過(guò)不斷解剖，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)輪胎材料已經(jīng)不能適用，并且發(fā)現(xiàn)同樣的材料不同組合其效果也不同�！笔⒋壕凑f(shuō)，經(jīng)過(guò)幾十次試驗(yàn)，在不斷試驗(yàn)改進(jìn)的過(guò)程中，他們的輪胎在試驗(yàn)過(guò)程中能經(jīng)受住的試驗(yàn)次數(shù)越來(lái)越多，盛春敬和同事們的信心也越來(lái)越強(qiáng)。
在眾多試驗(yàn)中，讓盛春敬印象最深的是2014年的一次，“當(dāng)時(shí)我們?cè)谧霾ㄒ?37主輪胎試驗(yàn)，在第61次試驗(yàn)的最后2秒，眼看輪胎試驗(yàn)馬上要完成，就在這個(gè)時(shí)候輪胎爆掉了，這意味著要重新開始，重新論證設(shè)計(jì)方案�！笔⒋壕凑f(shuō)，這是他們離成功最近的一次，這樣的結(jié)果讓他們既興奮又沮喪。
但在不斷試驗(yàn)、不懈努力中，森麒麟航空輪胎終于取得重大突破，他們研發(fā)的波音737主輪胎于2014年取得了中國(guó)民航局頒發(fā)的適航證。
通過(guò)第三方測(cè)試機(jī)構(gòu)進(jìn)行測(cè)試，表明青島森麒麟生產(chǎn)的民用航空輪胎各項(xiàng)性能參數(shù)正常，與進(jìn)口輪胎比較無(wú)明顯差異，達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先，達(dá)到國(guó)外同類產(chǎn)品先進(jìn)水平。
盛春敬介紹，該項(xiàng)目攻克了影響和制約航空輪胎發(fā)展的共性技術(shù)難題，突破了航空輪胎的技術(shù)瓶頸，研究建立了符合民航適航要求的航空輪胎質(zhì)量保證體系。并且目前已經(jīng)通過(guò)了中國(guó)民用航空局的適航審查，取得了中國(guó)民用航空局技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定項(xiàng)目批準(zhǔn)書和重要改裝設(shè)計(jì)批準(zhǔn)書，打破國(guó)外的技術(shù)壁壘和市場(chǎng)壟斷，為航空輪胎的國(guó)產(chǎn)化研究和產(chǎn)業(yè)化奠定了基礎(chǔ)。
目前青島森麒麟已建成國(guó)內(nèi)先進(jìn)的航空輪胎產(chǎn)業(yè)化基地和先進(jìn)的航空輪胎試驗(yàn)室，研發(fā)成功民航飛機(jī)航空輪胎、中型無(wú)人機(jī)用航空輪胎、賽車輪胎等特種輪胎，并為實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)大中型無(wú)人機(jī)配套。2020年山東省科技廳批準(zhǔn)森麒麟建設(shè)山東省航空輪胎技術(shù)創(chuàng)新中心。
“我們公司所在的位置正好位于原流亭機(jī)場(chǎng)的航線下方，以前飛機(jī)每天都從我們頭頂上飛過(guò)，但沒有一個(gè)輪胎是我們中國(guó)人自己研發(fā)的，我們就想，誰(shuí)說(shuō)中國(guó)人就不能研發(fā)航空輪胎呢�，F(xiàn)在我們可以自豪地說(shuō)，我們自己研發(fā)的輪胎也能翱翔在祖國(guó)的藍(lán)天上了�！笔⒋壕凑f(shuō)。
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