航空輪胎是飛機起降過程中唯一與地面接觸的部件，航空輪胎的性能直接制約著飛機性能。但在國內航空輪胎市場，國際巨頭占據95%以上的絕對壟斷份額。青島森麒麟輪胎股份有限公司（下稱“森麒麟輪胎”）歷經十余年，投入近5億元，在“全纖維民用航空輪胎關鍵技術與應用”取得重大技術突破，打破國外長達六十年的技術壟斷，創建和開發了航空輪胎全生命周期管理系統、專用測試儀器和測試方法以及最先進的測試系統，為我國大型商用客機的研制提供了有力保障。在2021年度山東省科技創新大會上，該項目獲得科技進步一等獎。
航空輪胎技術要求嚴，處于國際輪胎巨頭壟斷下
近日，記者采訪了青島森麒麟輪胎股份有限公司航空輪胎管理中心設計部經理盛春敬。他介紹，航空輪胎作為飛機至關的重要A類安全零部件，因其超高荷載力、耐沖擊、耐刺扎、耐高溫特性，技術壁壘要求極高，一直被視為輪胎制造領域“皇冠上的明珠”。
“航空輪胎是飛機起降過程中唯一與地面接觸的部件，航空輪胎的性能直接制約著飛機性能。”盛春敬說，據美國民航管理局統計，飛機失事超過50%發生在起飛、降落時，其中80%與輪胎有關。
盛春敬在介紹中國商飛國產客機航空輪胎。
民用航空輪胎專業技術指標要求極高，載荷能力要能達到普通卡車輪胎的10倍以上，變形率要達到普通車用輪胎的3-4倍、起飛速度最高要能達到每小時450公里以上，超過F1方程式賽車。
以波音777飛機為例，飛機在準備航班飛行的時候飛機總重大約300多噸，這些重量主要由兩翼主起落架的12個輪子承受，平均每個輪子承受了25噸的重量。同時，飛機的起飛速度在300-350公里每小時，著陸速度在200公里每小時以上，輪胎還要承受很強的垂直方向的沖擊載荷和水平方向上速時的摩擦載荷，每平方厘米的輪胎膠面就要承受近千牛頓的壓力。除此之外，飛機輪胎還需要經受高空零下50-60攝氏度、減速剎車150攝氏度的急劇變化，這對輪胎質量來說都是非常嚴峻的考驗。
“航空輪胎是輪胎制造領域名副其實的‘皇冠上的明珠’。”盛春敬說，但該領域長期處于國際輪胎巨頭壟斷之下，使得大部分中國輪胎企業只能擠在中低端市場薄利廝殺，實現新舊動能轉換之路，是每個國內輪胎制造企業需要思考的破局之題。
“因此，發展大飛機事業，首先需要解決制約航空工業發展的核心零部件技術攻關，發展航空輪胎產業是我國大飛機戰略得以順利實施的重要組成部分。”盛春敬說。
成為國內民營企業唯一可做民航輪胎的公司
“這個輪胎就是我們為中國商飛研制的輪胎，目前已經投入使用，我們也成為目前國內民營企業唯一可以做民航輪胎的公司。”6月15日，在森麒麟輪胎的展廳內，盛春敬指著一個輪胎自豪滿滿地對記者說。
“我們從2009年開始研發，十余年來投入近5億元，目前已經取得重大技術突破。2012年第一款民用航空輪胎研發成功，2020中國商飛國產輪胎研發成功，現階段已經在中國商飛快線投入使用，打破國外長達六十年的技術壟斷。”盛春敬自豪地說。
盛春敬介紹，該項目創建和開發了航空輪胎全生命周期管理系統、專用測試儀器和測試方法以及最先進的測試系統，為我國大型商用客機的研制提供了有力保障。
“我們在國內首創了全纖維子午線航空輪胎結構設計技術和設計方法，針對航空輪胎層數過多導致的疲勞生熱難題，開發了高強度、高模量、低定伸、低生熱的胎體骨架纖維材料，保證了胎體尺寸穩定性。同時，針對航空輪胎高速、高載、高沖擊使用條件下的鋼絲圈“散絲”現象，研發了國內領先的大負荷圓斷面螺旋纏繞子午線航空輪胎鋼絲圈結構技術，提高了鋼絲圈整體穩定性與產品安全性能。
盛春敬介紹，航空輪胎胎體、膠部件、鋼絲圈等多達數十個部件，部件數量是普通汽車子午胎十倍以上，針對其結構復雜、部件眾多的成型裝備與工藝技術難題，研發團隊研究了多部件子午線航空輪胎成型工藝，解決了關鍵成型工藝技術難題，保證子午線航空輪胎的使用安全性。
“同時，我們還開發了全纖維民用航空輪胎專用測試設備和測試方法，建立國內領先的航空輪胎測試系統、航空輪胎質量管理體系和航空輪胎全生命周期管理系統，打破國外民用航空輪胎技術壟斷、形成我國獨立自主的航空輪胎技術。”盛春敬說。
據介紹，該項目取得授權發明專利3項、實用新型專利4項，參與制定國家標準1項、軟件著作權1項。目前，森麒麟輪胎已獲批建設山東省唯一一家航空輪胎技術創新中心，通過山東省航空輪胎工程研究中心、省航空輪胎工業設計中心和青島市航空輪胎專家工作站認定。
突破航空輪胎的技術瓶頸
森麒麟從成立之初就立志研發航空輪胎，以期突破技術壁壘、實現進口替代，從而組建了航空輪胎研發團隊，開始了艱辛的研發之路。盛春敬是2009年進入森麒麟輪胎，一進入公司就參與了該項目中。
“最困難的是沒有成熟技術經驗可借鑒，并且只能去外地做動態性能試驗，試驗周期很長，通常還要排隊，并且試驗費用很高，一次要10萬多。”盛春敬說。
為了提高效率，所以每次試驗盛春敬都要拿好幾個方案去，這樣就延長了出差時間。“最長一次我在西安待了一個半月。”
盛春敬介紹，在一個試驗中要對輪胎進行61次起降試驗，50次正常起飛10次滑行，1次超載起飛，每一次都是對輪胎性能的嚴峻考驗。
“最開始試驗時，我們的試驗結果與測試標準相差甚遠，我們就通過不斷解剖，發現傳統輪胎材料已經不能適用，并且發現同樣的材料不同組合其效果也不同。”盛春敬說，經過幾十次試驗，在不斷試驗改進的過程中，他們的輪胎在試驗過程中能經受住的試驗次數越來越多，盛春敬和同事們的信心也越來越強。
在眾多試驗中，讓盛春敬印象最深的是2014年的一次，“當時我們在做波音737主輪胎試驗，在第61次試驗的最后2秒，眼看輪胎試驗馬上要完成，就在這個時候輪胎爆掉了，這意味著要重新開始，重新論證設計方案。”盛春敬說，這是他們離成功最近的一次，這樣的結果讓他們既興奮又沮喪。
但在不斷試驗、不懈努力中，森麒麟航空輪胎終于取得重大突破，他們研發的波音737主輪胎于2014年取得了中國民航局頒發的適航證。
通過第三方測試機構進行測試，表明青島森麒麟生產的民用航空輪胎各項性能參數正常，與進口輪胎比較無明顯差異，達到國內領先，達到國外同類產品先進水平。
盛春敬介紹，該項目攻克了影響和制約航空輪胎發展的共性技術難題，突破了航空輪胎的技術瓶頸，研究建立了符合民航適航要求的航空輪胎質量保證體系。并且目前已經通過了中國民用航空局的適航審查，取得了中國民用航空局技術標準規定項目批準書和重要改裝設計批準書，打破國外的技術壁壘和市場壟斷，為航空輪胎的國產化研究和產業化奠定了基礎。
目前青島森麒麟已建成國內先進的航空輪胎產業化基地和先進的航空輪胎試驗室，研發成功民航飛機航空輪胎、中型無人機用航空輪胎、賽車輪胎等特種輪胎，并為實現國內大中型無人機配套。2020年山東省科技廳批準森麒麟建設山東省航空輪胎技術創新中心。
“我們公司所在的位置正好位于原流亭機場的航線下方，以前飛機每天都從我們頭頂上飛過，但沒有一個輪胎是我們中國人自己研發的，我們就想，誰說中國人就不能研發航空輪胎呢。現在我們可以自豪地說，我們自己研發的輪胎也能翱翔在祖國的藍天上了。”盛春敬說。
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