飞机轮胎：借力碳材料，小轮胎扛起大飞机

飞机是我们远程出行的重要交通工具之一。飞机制造业是我国国家战略性高科技产业之一，2017年5月5日，国产大飞机C919首飞成功。这是我国国产大飞机进入民航应用的重要里程碑。虽然我国的飞机制造业起步晚，但是行业发展的步伐快，力量大。2022年8月1日，中国商飞宣布，国产大飞机C919完成取证试飞，正式进入民航服务。

众所周知，飞机制造是个超级大工程，其中飞机轮胎亦是重中之重。飞机轮胎是飞机起降过程中唯一与地面接触的部件，其载荷能力是普通卡车轮胎的10倍以上，变形率要达到普通车用轮胎的3-4倍，要承受超过F1赛车车速的起飞速度，要经受高空中零下50-60摄氏度、落地减速制动时150摄氏度的温度剧变，要尽可能做到轻量化，作为飞机至关重要的A类安全零部件，飞机轮胎可谓各种轮胎的“集大成者”。

飞机轮胎形似车用轮胎却与车用轮胎是“云泥之别”，其中的奥秘就是轮胎胎面采用高分子量的聚合物体系配合纳米级的碳材料的复合配方，在特殊的加工工艺下形成细致的分子网络结构，这种分子网络给胎面提供极佳的抗穿刺，抗撕裂能力。此外部分飞机轮胎使用特殊的碳纤维复合材料增强帘线，进一步减轻轮胎重量，提升轮胎的抗屈挠疲劳寿命。

飞机轮胎一般都会有二十到三十，乃至四十层帘线层，正是这些帘线层保证了轮胎的强度。保证了其能承受几十吨的压力，以及落地时近百吨的冲击力。

飞机轮胎一般来说只会使用250次飞行，在连续航行达到了次数以后，飞机轮胎就会被更换下来，进行保养和翻新。为了避免过度磨损而导致性能下降，造成不必要的危险，飞机轮胎只会进行5到6次的翻新。相当于一个飞机轮胎最多会用1500个航班就会彻底“退休”，不再重复使用了。飞机轮胎由于其结构特殊，造价较高，目前价格在20万元左右。

近年来，我国的通用航空行业进入了快速发展期，我国民航局备案的通用航空企业数量快速增多。根据民航局的数据，截至2021年末，我国获得通用航空经营许可证的传统通用航空企业共有599家，与2017年相比上升比例超过了60%。

尽管受到 2020 年疫情的冲击，我国通用航空的总飞行时长在2020年有所下降。但在进入2021年后，我国通用航空行业快速反弹，2021年全年，我国通用航空共完成117.8万小时，较2020年增长19.8%。

按照飞机轮胎的替换率，飞机轮胎制造是一个前景非常广阔的行业。我国也将其纳入战略性发展行业，并筹建航空轮胎大科学中心，支持产业研究与发展。

航空轮胎大科学中心于2020年开建，建成后将成为具有全球领先水平的航空轮胎科技中心及试验基地。

航空轮胎大科学中心位于广州市黄埔区，由中建三局承建，主体建筑已于今年8月初完成施工。该项目依托中科院长春应化所、广东粤港澳大湾区黄埔材料研究院的科研优势，以航空轮胎动力学大科学装置为核心，建设与之配套的航空轮胎硬核科技中心和航空轮胎制造试验基地。

当前，随着碳纤维性复合材料技术的突破，碳纤维复合材料正逐步取代传统金属材料被广泛应用于航空制造业中，特别是高强中模、大伸长碳纤维，能够显著提高冲击后的压缩强度和耐热/湿性，成为飞机结构材料的不二之选。碳纤维正推动航空航天迈入轻量化时代。