半岛全媒体记者 王丽平
(资料图)
航空轮胎是飞机起降过程中唯一与地面接触的部件，航空轮胎的性能直接制约着飞机性能。但在国内航空轮胎市场，国际巨头占据95%以上的绝对垄断份额。青岛森麒麟轮胎股份有限公司（下称“森麒麟轮胎”）历经十余年，投入近5亿元，在“全纤维民用航空轮胎关键技术与应用”取得重大技术突破，打破国外长达六十年的技术垄断，创建和开发了航空轮胎全生命周期管理系统、专用测试仪器和测试方法以及最先进的测试系统，为我国大型商用客机的研制提供了有力保障。在2021年度山东省科技创新大会上，该项目获得科技进步一等奖。
航空轮胎技术要求严，处于国际轮胎巨头垄断下
近日，记者采访了青岛森麒麟轮胎股份有限公司航空轮胎管理中心设计部经理盛春敬。他介绍，航空轮胎作为飞机至关的重要A类安全零部件，因其超高荷载力、耐冲击、耐刺扎、耐高温特性，技术壁垒要求极高，一直被视为轮胎制造领域“皇冠上的明珠”。
“航空轮胎是飞机起降过程中唯一与地面接触的部件，航空轮胎的性能直接制约着飞机性能。”盛春敬说，据美国民航管理局统计，飞机失事超过50%发生在起飞、降落时，其中80%与轮胎有关。
盛春敬在介绍中国商飞国产客机航空轮胎。
民用航空轮胎专业技术指标要求极高，载荷能力要能达到普通卡车轮胎的10倍以上，变形率要达到普通车用轮胎的3-4倍、起飞速度最高要能达到每小时450公里以上，超过F1方程式赛车。
以波音777飞机为例，飞机在准备航班飞行的时候飞机总重大约300多吨，这些重量主要由两翼主起落架的12个轮子承受，平均每个轮子承受了25吨的重量。同时，飞机的起飞速度在300-350公里每小时，着陆速度在200公里每小时以上，轮胎还要承受很强的垂直方向的冲击载荷和水平方向上速时的摩擦载荷，每平方厘米的轮胎胶面就要承受近千牛顿的压力。除此之外，飞机轮胎还需要经受高空零下50-60摄氏度、减速刹车150摄氏度的急剧变化，这对轮胎质量来说都是非常严峻的考验。
“航空轮胎是轮胎制造领域名副其实的‘皇冠上的明珠’。”盛春敬说，但该领域长期处于国际轮胎巨头垄断之下，使得大部分中国轮胎企业只能挤在中低端市场薄利厮杀，实现新旧动能转换之路，是每个国内轮胎制造企业需要思考的破局之题。
“因此，发展大飞机事业，首先需要解决制约航空工业发展的核心零部件技术攻关，发展航空轮胎产业是我国大飞机战略得以顺利实施的重要组成部分。”盛春敬说。
成为国内民营企业唯一可做民航轮胎的公司
“这个轮胎就是我们为中国商飞研制的轮胎，目前已经投入使用，我们也成为目前国内民营企业唯一可以做民航轮胎的公司。”6月15日，在森麒麟轮胎的展厅内，盛春敬指着一个轮胎自豪满满地对记者说。
“我们从2009年开始研发，十余年来投入近5亿元，目前已经取得重大技术突破。2012年第一款民用航空轮胎研发成功，2020中国商飞国产轮胎研发成功，现阶段已经在中国商飞快线投入使用，打破国外长达六十年的技术垄断。”盛春敬自豪地说。
盛春敬介绍，该项目创建和开发了航空轮胎全生命周期管理系统、专用测试仪器和测试方法以及最先进的测试系统，为我国大型商用客机的研制提供了有力保障。
“我们在国内首创了全纤维子午线航空轮胎结构设计技术和设计方法，针对航空轮胎层数过多导致的疲劳生热难题，开发了高强度、高模量、低定伸、低生热的胎体骨架纤维材料，保证了胎体尺寸稳定性。同时，针对航空轮胎高速、高载、高冲击使用条件下的钢丝圈“散丝”现象，研发了国内领先的大负荷圆断面螺旋缠绕子午线航空轮胎钢丝圈结构技术，提高了钢丝圈整体稳定性与产品安全性能。
盛春敬介绍，航空轮胎胎体、胶部件、钢丝圈等多达数十个部件，部件数量是普通汽车子午胎十倍以上，针对其结构复杂、部件众多的成型装备与工艺技术难题，研发团队研究了多部件子午线航空轮胎成型工艺，解决了关键成型工艺技术难题，保证子午线航空轮胎的使用安全性。
“同时，我们还开发了全纤维民用航空轮胎专用测试设备和测试方法，建立国内领先的航空轮胎测试系统、航空轮胎质量管理体系和航空轮胎全生命周期管理系统，打破国外民用航空轮胎技术垄断、形成我国独立自主的航空轮胎技术。”盛春敬说。
据介绍，该项目取得授权发明专利3项、实用新型专利4项，参与制定国家标准1项、软件著作权1项。目前，森麒麟轮胎已获批建设山东省唯一一家航空轮胎技术创新中心，通过山东省航空轮胎工程研究中心、省航空轮胎工业设计中心和青岛市航空轮胎专家工作站认定。
突破航空轮胎的技术瓶颈
森麒麟从成立之初就立志研发航空轮胎，以期突破技术壁垒、实现进口替代，从而组建了航空轮胎研发团队，开始了艰辛的研发之路。盛春敬是2009年进入森麒麟轮胎，一进入公司就参与了该项目中。
“最困难的是没有成熟技术经验可借鉴，并且只能去外地做动态性能试验，试验周期很长，通常还要排队，并且试验费用很高，一次要10万多。”盛春敬说。
为了提高效率，所以每次试验盛春敬都要拿好几个方案去，这样就延长了出差时间。“最长一次我在西安待了一个半月。”
盛春敬介绍，在一个试验中要对轮胎进行61次起降试验，50次正常起飞10次滑行，1次超载起飞，每一次都是对轮胎性能的严峻考验。
“最开始试验时，我们的试验结果与测试标准相差甚远，我们就通过不断解剖，发现传统轮胎材料已经不能适用，并且发现同样的材料不同组合其效果也不同。”盛春敬说，经过几十次试验，在不断试验改进的过程中，他们的轮胎在试验过程中能经受住的试验次数越来越多，盛春敬和同事们的信心也越来越强。
在众多试验中，让盛春敬印象最深的是2014年的一次，“当时我们在做波音737主轮胎试验，在第61次试验的最后2秒，眼看轮胎试验马上要完成，就在这个时候轮胎爆掉了，这意味着要重新开始，重新论证设计方案。”盛春敬说，这是他们离成功最近的一次，这样的结果让他们既兴奋又沮丧。
但在不断试验、不懈努力中，森麒麟航空轮胎终于取得重大突破，他们研发的波音737主轮胎于2014年取得了中国民航局颁发的适航证。
通过第三方测试机构进行测试，表明青岛森麒麟生产的民用航空轮胎各项性能参数正常，与进口轮胎比较无明显差异，达到国内领先，达到国外同类产品先进水平。
盛春敬介绍，该项目攻克了影响和制约航空轮胎发展的共性技术难题，突破了航空轮胎的技术瓶颈，研究建立了符合民航适航要求的航空轮胎质量保证体系。并且目前已经通过了中国民用航空局的适航审查，取得了中国民用航空局技术标准规定项目批准书和重要改装设计批准书，打破国外的技术壁垒和市场垄断，为航空轮胎的国产化研究和产业化奠定了基础。
目前青岛森麒麟已建成国内先进的航空轮胎产业化基地和先进的航空轮胎试验室，研发成功民航飞机航空轮胎、中型无人机用航空轮胎、赛车轮胎等特种轮胎，并为实现国内大中型无人机配套。2020年山东省科技厅批准森麒麟建设山东省航空轮胎技术创新中心。
“我们公司所在的位置正好位于原流亭机场的航线下方，以前飞机每天都从我们头顶上飞过，但没有一个轮胎是我们中国人自己研发的，我们就想，谁说中国人就不能研发航空轮胎呢。现在我们可以自豪地说，我们自己研发的轮胎也能翱翔在祖国的蓝天上了。”盛春敬说。
