航空輪胎是飛機(jī)起落架系統(tǒng)中一個(gè)關(guān)鍵組成部分，使用時(shí)就裝配于機(jī)輪上，并充入壓縮氣體，在飛機(jī)停放、起飛、著陸時(shí)起支撐、承載及緩沖的作用，是輪胎家族的一個(gè)分支。航空輪胎主要是由橡膠、骨架材料和添加劑通過(guò)復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)交聯(lián)而成的一個(gè)整體，其材料使用方面一向以“保守”著稱，材料的更新?lián)Q代速度很緩慢，有別于常規(guī)汽車(chē)輪胎。本文將介紹航空輪胎使用的橡膠材料、骨架材料以及補(bǔ)強(qiáng)材料這三類(lèi)材料。

　　一，橡膠材料

　　航空輪胎使用的橡膠以天然橡膠為主，同時(shí)使用少量的丁苯橡膠和順丁橡膠。雖然汽車(chē)輪胎也大量使用天然橡膠，但是汽車(chē)輪胎用天然橡膠以10號(hào)、20號(hào)標(biāo)準(zhǔn)膠為主，外觀呈棕褐色，力學(xué)性能較低，灰分、雜質(zhì)含量略高;而目前航空輪胎使用的天然橡膠為“1號(hào)煙片膠”，其力學(xué)性能好，揮發(fā)灰分含量小。總體來(lái)說(shuō)，天然橡膠的質(zhì)量穩(wěn)定性很好。

　　長(zhǎng)期以來(lái)，天然橡膠煙片膠產(chǎn)地主要集中在印尼、泰國(guó)以及馬來(lái)西亞等地，國(guó)內(nèi)主要使用上文提到的出產(chǎn)于印尼的“1號(hào)煙片膠”進(jìn)行航空輪胎生產(chǎn)。印尼處于南緯10°和北緯10°之間，全年氣候濕潤(rùn)，是天然橡膠的種植地區(qū)，該地區(qū)種植的天然橡膠割膠期長(zhǎng)，質(zhì)量穩(wěn)定可靠。

　　而我國(guó)雖地大物博，但是即便是我國(guó)的南端海南地區(qū)也是處于北緯18°左右，建國(guó)后在海南地區(qū)能夠種植出天然橡膠就已經(jīng)打破了認(rèn)可“北緯17°以北是種植天然橡膠禁區(qū)”的言論。但是由于國(guó)產(chǎn)天然橡膠的生長(zhǎng)環(huán)境、氣候、地理緯度等存在先天固有無(wú)法改變的自然差異，導(dǎo)致國(guó)產(chǎn)天然橡膠的割膠期較短，割膠期為每年的5月到10月之間，11月到次年4月期間采集的天然橡膠膠乳質(zhì)量略差，這種氣候上無(wú)法改變的因素導(dǎo)致國(guó)產(chǎn)天然橡膠的質(zhì)量及穩(wěn)定性較差，性能波動(dòng)時(shí)有發(fā)生，因此對(duì)于航空輪胎這種高性能要求的產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，一直都沒(méi)有使用國(guó)產(chǎn)天然橡膠。

　　目前航空輪胎生產(chǎn)三巨頭企業(yè)：米其林、固特異和普利司通，均在東南亞的天然膠產(chǎn)地有固定的膠園用以加工橡膠，其質(zhì)量穩(wěn)定可靠，加工的天然橡膠可以直接供應(yīng)給輪胎企業(yè)，不受外界因素影響。目前，航空輪胎用天然橡膠也成為一個(gè)“卡脖子”工程，眾多科研院所、企事業(yè)單位都開(kāi)始對(duì)其展開(kāi)科研技術(shù)攻關(guān)。

　　二，骨架材料

　　骨架材料是航空輪胎的主要受力材料，承受充氣壓力和航空器負(fù)荷以及運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的各種應(yīng)力，并需要經(jīng)受高速起飛產(chǎn)生的強(qiáng)大離心力和著陸接地瞬間的沖擊力，還需要抵抗外物的刺扎和機(jī)械損傷，進(jìn)而保持輪胎的尺寸和形狀。

　　早期的航空輪胎采用棉簾線作為骨架材料，但由于棉簾線強(qiáng)度低，同時(shí)將其作為骨架材料，會(huì)導(dǎo)致航空輪胎的層數(shù)多、胎體厚、質(zhì)量大，此外，棉簾線耐疲勞性能差。因此隨著化學(xué)纖維簾線的出現(xiàn)，棉簾線隨之被淘汰。

　　此后，人造絲曾一度在包括航空輪胎在內(nèi)的輪胎簾線中占據(jù)重要位置。人造絲的主要優(yōu)點(diǎn)之一是尺寸穩(wěn)定性好，但因其強(qiáng)度和耐疲勞等性能不佳，在20世紀(jì)50年代中期開(kāi)始逐漸被綜合性能好的尼龍?zhí)娲��?

　　尼龍具有強(qiáng)度高、相對(duì)密度小、彈性好、吸濕率低、抗沖擊強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，尼龍耐屈撓性能比人造絲高10倍，耐疲勞性能也優(yōu)于其它纖維。尼龍66簾線的耐熱性能優(yōu)于尼龍6簾線，目前被普遍用于航空輪胎制造。尼龍66簾線的常用規(guī)格為1400dtex/2、1400dtex/3和1870dtex/2等，這幾種簾線在國(guó)內(nèi)主要集中由河南平頂山神馬實(shí)業(yè)股份有限公司和杭州帝凱工業(yè)布有限公司生產(chǎn)，國(guó)外的生產(chǎn)廠家有日本帝人纖維株式會(huì)社、日本住友化學(xué)以及美國(guó)杜邦等。然而在航空器快速發(fā)展的時(shí)代，飛機(jī)速度越來(lái)越快，承載需求越來(lái)越高，而留給航空輪胎的空間卻很有限，這就要求骨架材料的承載力加強(qiáng)。

　　由此可知，高強(qiáng)度尼龍66簾線是航空輪胎骨架制造的需求，也是上游簾線廠家開(kāi)發(fā)的方向，簾線廠家與航空輪胎制造廠建立戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系不失為解決問(wèn)題的途徑之一。

　　而在子午線航空輪胎中，米其林公司使用了芳綸作為骨架材料，芳綸全稱“芳香族聚酰胺纖維”，芳綸兼有合成纖維和鋼絲的優(yōu)點(diǎn)，素有“合成鋼絲”之稱。芳綸又主要分為間位芳綸1313和對(duì)位芳綸1414兩種，目前使用較多的為對(duì)位芳綸1414，國(guó)外主要由美國(guó)杜邦公司生產(chǎn)，商品牌號(hào)Kevlar，而主要生產(chǎn)企業(yè)為煙臺(tái)泰和新材料股份有限公司，商品牌號(hào)為泰普龍Taparan，隨著民用子午線航空輪胎的發(fā)展，需要我們加快芳綸簾線在航空輪胎中的應(yīng)用步伐。芳綸骨架材料在米其林子午結(jié)構(gòu)航胎中已經(jīng)獲得應(yīng)用，也是國(guó)內(nèi)航胎發(fā)展的重要趨勢(shì)之一。

　　二，補(bǔ)強(qiáng)材料

　　橡膠需要進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)才能大限度的發(fā)揮其作用，天然橡膠的常用補(bǔ)強(qiáng)劑為炭黑，航空輪胎各部件均需使用補(bǔ)強(qiáng)劑來(lái)滿足各自的性能要求。主要包括胎面膠和胎體膠。

　　在汽車(chē)輪胎中，使用較多的炭黑為超耐磨系列炭黑N110或者N115、中超耐磨N220、N234等，而航空輪胎由于使用的性能，超耐磨系列炭黑因生熱量過(guò)大而不宜采用，中超耐磨系列炭黑只能少量使用，受航空輪胎青睞的炭黑主要是高耐磨系列炭黑，如N330、N375、N326等，同時(shí)通用炭黑N600因其良好的加工工藝性能及低生熱性能在航空輪胎中應(yīng)用較多。

　　胎面膠，是航空輪胎與地面直接接觸的部位，通過(guò)胎面把路面的沖擊力和摩擦生熱傳遞到整個(gè)航空輪胎，因此具有耐磨、抗沖擊，耐刺扎以及較低的生熱性能，在補(bǔ)強(qiáng)體系選取方面，通常使用高結(jié)構(gòu)細(xì)粒子炭黑，而炭黑N234以及炭黑N375被使用;

　　胎體膠，由于航空輪胎的下沉量比較大，胎體部位的形變量是汽車(chē)輪胎的8倍左右，因此胎體膠需要具備良好的抗屈撓性，同時(shí)由于航空輪胎的胎體層數(shù)多，少者需要2～4層，多的胎體達(dá)20幾層，如此多的胎體層數(shù)是常規(guī)汽車(chē)輪胎所無(wú)法比擬的，加之橡膠是熱的不良導(dǎo)體，這就需要航空輪胎胎體膠具有很低的生熱性能，因此在補(bǔ)強(qiáng)體系選取方面，通常使用低結(jié)構(gòu)細(xì)粒子炭黑和中粒子炭黑并用實(shí)現(xiàn)，例如炭黑N326和炭黑N660，白炭黑由于具有較低的生熱性能也在航空輪胎胎體膠中逐漸使用。航空輪胎其它部位膠料根據(jù)性能要求選取相適應(yīng)的炭黑種類(lèi)。

　　國(guó)外炭黑生產(chǎn)技術(shù)以美國(guó)和日本為好，炭黑市場(chǎng)目前接近供求平衡，新增炭黑產(chǎn)能已經(jīng)被輪胎市場(chǎng)需求增長(zhǎng)所吸收，其中三大炭黑品牌主要為卡博拉炭黑、歐勵(lì)隆炭黑(原德固賽炭黑)和博拉，其中卡博特炭黑創(chuàng)建于1982年，是一家專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)化工產(chǎn)品和特種化工材料的跨國(guó)公司;歐勵(lì)隆公司已經(jīng)在炭黑行業(yè)經(jīng)歷了很多的考驗(yàn)，是市場(chǎng)的炭黑供應(yīng)商之一，炭黑品種包括高性能特種氣法炭黑、爐法炭黑以及熱裂解炭黑等;博拉(印度)集團(tuán)每年在擴(kuò)展的產(chǎn)能達(dá)22.5萬(wàn)～24萬(wàn)噸，目前已經(jīng)成為第三炭黑生產(chǎn)商。

　　以上多次提到炭黑材料，目前在眾多炭黑生產(chǎn)單位中，國(guó)內(nèi)黑貓?zhí)亢诠煞萦邢薰�司生產(chǎn)的各牌號(hào)炭黑質(zhì)量穩(wěn)定，另外還有遼濱炭黑廠有限公司。白炭黑的生產(chǎn)廠家更是數(shù)不勝數(shù)，目前國(guó)內(nèi)比較出名的廠家包括確成硅化學(xué)股份有限公司、株洲興隆新材料股份有限公司等。而國(guó)外像卡博特集團(tuán)、歐勵(lì)隆(原德固賽集團(tuán))以及羅地亞集團(tuán)等公司在生產(chǎn)炭黑的同時(shí)也致力于白炭黑的研發(fā)生產(chǎn)工作。

　　當(dāng)前，我國(guó)航空工業(yè)正處于歷史上難得的發(fā)展機(jī)遇期，飛機(jī)對(duì)輪胎的要求越來(lái)越高，而航空輪胎用主要材料均屬于新材料，加工技術(shù)含量高，替代難度大，和航空材料水平相比，我們尚存在差距。為此，我們要加快新材料研究步伐，加快開(kāi)展新材料在航空輪胎中的應(yīng)用研究工作，使航空輪胎材料更新速度與飛行器的發(fā)展同步!堅(jiān)信隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，我國(guó)航空材料科學(xué)技術(shù)會(huì)迎來(lái)一個(gè)蓬勃發(fā)展的春天。

　　Ps:唐山三捷環(huán)保科技有限公司位于唐山市灤南縣城西工業(yè)區(qū)，是國(guó)內(nèi)有關(guān)部門(mén)報(bào)廢戰(zhàn)斗機(jī)輪胎簽約處置單位，中國(guó)融通資源開(kāi)發(fā)集團(tuán)有限公司合作單位，專(zhuān)注從事報(bào)廢和超期航空輪胎回收處置再利用的研發(fā)型企業(yè)。

　　20多年來(lái)公司不斷追求變廢為寶的高價(jià)值研發(fā)，根據(jù)航空輪胎的耐磨性、承重大、抗擠壓和高回彈性等特點(diǎn)，被應(yīng)用于礦山、農(nóng)業(yè)機(jī)械等高載重低速度的重型設(shè)備和船舶護(hù)舷等領(lǐng)域。

　　品質(zhì)造就市場(chǎng)，實(shí)力贏得客戶，庫(kù)存十余萬(wàn)條輪胎是合作的有力保障，本公司真誠(chéng)歡迎致力于報(bào)廢航空輪胎再利用領(lǐng)域的同仁一起走向未來(lái)。