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有關我國航空輪胎又有新突破!揭秘核心技術背后的國之重器

   2024-01-12 賢集網74450
核心提示:天然橡膠被譽為“黑色黃金”,是重要的戰(zhàn)略物資和工業(yè)原料,在航空航天、交通運輸?shù)戎T多領域具有不可替代的作用。2022年我國天然橡膠產量約74萬噸,消費量卻超過660萬噸,近90%依賴進口。
天然橡膠被譽為“黑色黃金”,是重要的戰(zhàn)略物資和工業(yè)原料,在航空航天、交通運輸?shù)戎T多領域具有不可替代的作用。2022年我國天然橡膠產量約74萬噸,消費量卻超過660萬噸,近90%依賴進口。



一架民航飛機沖向藍天,離不開“腳”上一雙能夠在高速度、高載荷、高沖擊條件下正常工作的“鞋子”,也就是航空輪胎,航空輪胎要耐得住零下40到零上70攝氏度左右的極端溫度,又要在飛機降落的一瞬間,扛得住幾十噸以上的沖擊力,直接關系到飛機的安全性,其制造工藝極為復雜,被稱為輪胎制造領域皇冠上的明珠。但是長期以來,其核心制造技術只被國外幾家公司掌控。



突破關鍵核心技術,我國科學家開辟了一條新賽道,提出了仿生合成橡膠的技術路線。經過多年聯(lián)合攻關,科研團隊通過對天然橡膠的分子結構和關鍵的化學組分進行模仿,在2023年實現(xiàn)了仿生橡膠合成技術的重要突破,完成了航空輪胎國產化技術全鏈條貫通和應用驗證。其中,廣東粵港澳大灣區(qū)黃埔材料研究院扛起建設飛行起降動力學大裝置等核心任務,并負責將衍生的先進技術外溢到以民航輪胎、特種工程輪胎和新能源汽車輪胎為代表的高端輪胎產品中,在廣州進行產業(yè)轉化,形成聚集效應。



1、核心技術攻關背后的國之重器



位于廣州黃埔的航空輪胎大科學中心是目前國內最先進的飛行起降動力學研究設施,致力于攻克航空輪胎及起落系統(tǒng)等關鍵核心技術難題。這座大科學中心近期已經完成了設備的安裝和部分功能的調試,它的建成運行將為仿生合成橡膠制造的航空輪胎最終走向產業(yè)化奠定基礎。







航空輪胎大科學中心的核心是一系列飛行起降動力學大裝置,主要包括航空輪胎高加速試驗臺、輪胎道面環(huán)境試驗臺、飛機起落架擺振試驗臺等大裝置。該裝置可覆蓋軍用飛機和民航大飛機各類性能測試,可滿足航空輪胎、航空輪輞、剎車系統(tǒng)、起落架系統(tǒng)等各種航空部件的測試需求,也是攻克航空輪胎等關鍵核心技術的國之重器。



這里有目前國內最先進的綜合研究試驗臺,從航空輪胎的靜力學到動態(tài)特性研究都可以在這里完成。近期航空輪胎大科學中心已經開展了一定數(shù)量的輪胎測試工作。



航空輪胎所要求的各項性能指標要遠遠超出我們常見的汽車輪胎,因此其性能測試非常關鍵,科研人員只有對輪胎進行幾百到上千次極限測試后,才能了解輪胎的最大使用壽命。



航空輪胎高加速試驗臺是輪胎性能測試的利器,能夠模擬和測試航空輪胎在最大每小時600公里的速度時與地面摩擦,同時發(fā)生輪胎的偏轉、側傾等情況下,航空輪胎的可靠性及使用壽命。



據(jù)科研人員介紹,經過反復測試,目前由我國科學家研制并送到這里的仿生合成橡膠航空輪胎,在極端工作條件下,可以實現(xiàn)比天然橡膠制造的航空輪胎使用壽命提升35%以上。并根據(jù)在航空輪胎大科學中心的試驗結果進行研究、對比,改變配方進行迭代,逐步提高(仿生)合成橡膠輪胎的性能。



2、從“實驗室”走向“產業(yè)化”



破解了原材料供應難題,只是實現(xiàn)了新型民用航空輪胎國產化的其中一步。如何研制出具有強大性能和市場競爭力的航空輪胎產品,從而打通科技成果轉化“最后一公里”是擺在科研人員面前的又一道難題。







為此,科研人員自主研發(fā)出一套全新的數(shù)字輪胎工業(yè)軟件,同步實現(xiàn)輪胎結構設計與性能預測。在軟件中,輪胎的各項數(shù)據(jù)、受力情況等要素一目了然,不僅可實現(xiàn)亞毫米級空間解析度上的設計,還大大縮短了原有的流程和開發(fā)時間。長春應化學所所長兼黃埔材料院院長楊小牛表示,將布局示范性工廠以進行測試驗證,從而更好地促進研發(fā)。此外,想把已有的技術分享給目前的輪胎廠,使其技術升級至能夠完成民航輪胎的制造。



黃埔材料院建院短短三年,從材料到產品,全鏈條自主可控的國產航空輪胎走出了實驗室,而黃埔材料院下屬公司黃埔輪胎(廣州)技術有限公司,肩負起將航空輪胎大科學中心的技術成果進行產業(yè)化的使命。如今,黃埔輪胎自有品牌新能源汽車輪胎已實現(xiàn)首胎下線。



曾經牢牢卡在中國高端輪胎工業(yè)脖子上的枷鎖,在一次次加速起飛、等效起飛模擬實驗中,逐漸松動、慢慢脫落。



原材料它是制約我國高端航空輪胎發(fā)展的第一步,因此要實現(xiàn)穩(wěn)定供給和大規(guī)模工業(yè)化生產這個目標,則非仿生合成橡膠這個辦法莫屬。要達到航空輪胎的使用標準,需要讓仿生合成橡膠具有特級天然橡膠類似的性能。他們通過模仿天然煙片橡膠的精細結構,在合成橡膠分子鏈上以特殊的方法嵌入蛋白質和磷脂,攻克了連續(xù)聚合工藝和工程技術,制備出了批量化仿生合成橡膠,其關鍵性能指標目前已經達到了進口特級天然橡膠的水平。



仿生合成橡膠的成功研發(fā),標志著我們已經將天然橡膠從農產品變成了工業(yè)品,克服了天然橡膠品質對地理位置的苛刻要求,也就不再依賴進口了??梢愿鶕?jù)市場的需求,動態(tài)調整生產量,變存戰(zhàn)略物資為存技術和生產裝置。

原文鏈接:https://www.xianjichina.com/special/detail_539671.html
來源:賢集網
 
標簽: 橡膠
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