在广东省广州市黄埔区的一处幽静山坳中,一座外形独特的建筑群格外引人注目:一座52米高的“竖向轮胎”与横向直径达90米的“躺卧轮胎”相互呼应,构成全球首个飞行起降动力学大装置的核心区域。这座融合科研创新与工业美学的建筑,正承载着中国航空轮胎从依赖进口到自主突破的关键使命。
航空轮胎被誉为飞机起降的“双脚”,其性能直接关系到飞行安全。与普通轮胎相比,航空轮胎需同时满足大承载、高速度、强抗冲击三大特性。科研人员形象地比喻:“这相当于让赛车轮胎在保持原有转速和尺寸的前提下,具备重型卡车的载重能力。”长期以来,我国民航飞机使用的航空轮胎主要依赖进口,实现核心技术自主可控成为几代科研工作者的夙愿。
2020年1月,中国科学院启动“仿生合成橡胶”专项攻关计划,决定在黄埔区建设航空轮胎大科学中心。次月,由长春应用化学研究所牵头,联合20家科研院所、高校及企业组建的攻关团队正式成立。其中,新成立的黄埔材料研究院承担起建设飞行起降动力学大装置的重任,标志着我国航空轮胎研发进入系统化、工程化新阶段。
走进测试大厅,多台套专业设备正在高速运转。在航空轮胎高加速试验台上,一个仿生橡胶轮胎样品正以每小时200公里的速度旋转,同时承受垂直方向的重压。“这套系统能模拟时速600公里的极端工况,全面检测轮胎在偏转、侧倾等状态下的可靠性。”研究人员介绍,通过轮胎道面环境试验台,团队还能复现飞机降落时的瞬时冲击场景,获取关键性能数据。目前,该装置已完成百余条航空轮胎的测试,积累了大量起降过程的动力学数据。
在展示中心,被部分剥离的轮胎样品清晰展现着内部结构。航空轮胎采用多层复合设计,每层的纤维排布角度都经过精密计算。为攻克结构优化难题,科研团队开发出数字轮胎工业软件,通过力学建模与智能算法,将传统需要数月的轮胎设计周期缩短至数周。这项原创技术不仅提升了研发效率,更实现了轮胎性能的精准调控。
经过五年攻关,团队已突破仿生橡胶材料制备、数字轮胎设计等41项核心技术,形成覆盖材料、工艺、装备的全链条技术体系。测试数据显示,采用仿生橡胶的航空轮胎在极端工况下的使用寿命较传统产品提升35%以上,标志着我国在该领域实现从跟跑到并跑的跨越。
这项突破性技术正产生显著的辐射效应。黄埔材料研究院副院长王杰指出,航空轮胎研发中积累的高性能橡胶材料、动态仿真技术等成果,已成功应用于新能源汽车轮胎、工程车辆轮胎等民用领域,并在空气弹簧、减震器件等非轮胎产品中实现技术迁移。目前,该装置的测试能力已扩展至起落架系统、中小型飞行器整机等领域,形成覆盖航空装备全链条的验证平台。












