在廣東省廣州市黃埔區的一處幽靜山坳中,一座外形獨特的建筑群格外引人注目:一座52米高的“豎向輪胎”與橫向直徑達90米的“躺臥輪胎”相互呼應,構成全球首個飛行起降動力學大裝置的核心區域。這座融合科研創新與工業美學的建筑,正承載著中國航空輪胎從依賴進口到自主突破的關鍵使命。
航空輪胎被譽為飛機起降的“雙腳”,其性能直接關系到飛行安全。與普通輪胎相比,航空輪胎需同時滿足大承載、高速度、強抗沖擊三大特性。科研人員形象地比喻:“這相當于讓賽車輪胎在保持原有轉速和尺寸的前提下,具備重型卡車的載重能力。”長期以來,我國民航飛機使用的航空輪胎主要依賴進口,實現核心技術自主可控成為幾代科研工作者的夙愿。
2020年1月,中國科學院啟動“仿生合成橡膠”專項攻關計劃,決定在黃埔區建設航空輪胎大科學中心。次月,由長春應用化學研究所牽頭,聯合20家科研院所、高校及企業組建的攻關團隊正式成立。其中,新成立的黃埔材料研究院承擔起建設飛行起降動力學大裝置的重任,標志著我國航空輪胎研發進入系統化、工程化新階段。
走進測試大廳,多臺套專業設備正在高速運轉。在航空輪胎高加速試驗臺上,一個仿生橡膠輪胎樣品正以每小時200公里的速度旋轉,同時承受垂直方向的重壓。“這套系統能模擬時速600公里的極端工況,全面檢測輪胎在偏轉、側傾等狀態下的可靠性。”研究人員介紹,通過輪胎道面環境試驗臺,團隊還能復現飛機降落時的瞬時沖擊場景,獲取關鍵性能數據。目前,該裝置已完成百余條航空輪胎的測試,積累了大量起降過程的動力學數據。
在展示中心,被部分剝離的輪胎樣品清晰展現著內部結構。航空輪胎采用多層復合設計,每層的纖維排布角度都經過精密計算。為攻克結構優化難題,科研團隊開發出數字輪胎工業軟件,通過力學建模與智能算法,將傳統需要數月的輪胎設計周期縮短至數周。這項原創技術不僅提升了研發效率,更實現了輪胎性能的精準調控。
經過五年攻關,團隊已突破仿生橡膠材料制備、數字輪胎設計等41項核心技術,形成覆蓋材料、工藝、裝備的全鏈條技術體系。測試數據顯示,采用仿生橡膠的航空輪胎在極端工況下的使用壽命較傳統產品提升35%以上,標志著我國在該領域實現從跟跑到并跑的跨越。
這項突破性技術正產生顯著的輻射效應。黃埔材料研究院副院長王杰指出,航空輪胎研發中積累的高性能橡膠材料、動態仿真技術等成果,已成功應用于新能源汽車輪胎、工程車輛輪胎等民用領域,并在空氣彈簧、減震器件等非輪胎產品中實現技術遷移。目前,該裝置的測試能力已擴展至起落架系統、中小型飛行器整機等領域,形成覆蓋航空裝備全鏈條的驗證平臺。












