北京
本报记者 贺林平
多达10层以上，这是一条航空轮胎内部结构层数；几百次到上千次，这是产品研发要经历的极限测试次数；经得住零下40摄氏度到零上70摄氏度的温度变化，在飞机降落瞬间扛住几十吨以上的冲击力，这是对航空轮胎性能的苛刻要求……
与普通轮胎相比较，航空轮胎有3个显著特点：大承载、高速度、抗冲击。科研人员形象比喻：“这就类似让赛车轮胎在维持转速和尺寸不变的情况下，还要具备大货车轮胎的载重能力。”在很长一段时期内，我国民航飞机主要采取租用国外航空轮胎的方式。造出中国人自己的高质量航空轮胎，是我国一代代科学家为之持续攻关的梦想。
在广东省广州市黄埔区，藏身小山坳里的飞行起降动力学大装置，正为实现这一梦想积攒着力量。
2020年1月，中国科学院关键核心技术攻坚先导专项(C类)“仿生合成橡胶”专项正式立项，计划建设航空轮胎大科学中心，开展科研攻关以及核心指标评价测试。次月，广东粤港澳大湾区黄埔材料研究院(以下简称“黄埔材料院”)应运而生。
黄埔区新龙镇，依山傍水，一座银色外墙、深色玻璃的连体建筑坐落其中：前面的“竖向轮胎”高52米，背后躺着的“轮胎”横向直径90米，一立一卧，互为配套。中国科学院长春应用化学研究所(以下简称“长春应化所”)所长、黄埔材料院院长杨小牛介绍，就在这个建筑内，已建成飞行起降动力学大装置，“我们不仅要研制中国人自己的航空轮胎，还要测明使用极限，确保其安全可靠”。
2020年初，长春应化所牵头组建了包含中国科学院研究所、大学和地方工业部门及企业共20家单位参与的科研攻关“国家队”，目标直指航空轮胎技术难题。其中，黄埔材料院承担了航空轮胎动力学大装置的建设等任务。
走进高大宽敞的测试大厅，航空轮胎高加速试验台、轮胎道面环境试验台……一台台高大的装置正在紧张调试、运行。
隔着安全玻璃观察，一个仿生橡胶航空轮胎样品正在接受高速转动和瞬间承压试验。短短数秒内，轮胎转速就升到每小时200公里左右。“试验台能够在最高时速600公里下进行模拟测试，为轮胎发生偏转、侧倾等情况时的可靠性以及使用寿命等，提供一手研究数据。”研究人员解释。
此外，研究人员还要模拟飞机降落时航空轮胎承压的场景——在不断提升轮胎转动速度的同时，持续加大轮胎垂直方向的压力，让轮胎接受极限考验。
目前，飞行起降动力学大装置多台套装备已投入使用，完成了百余条航空轮胎测试，收集了大量起飞和降落时的运行数据。研究人员表示：“这里的仿生橡胶航空轮胎，在极端工作条件下，可以实现比天然橡胶制造的航空轮胎使用寿命提升35%以上。”
在展示中心，一个仿生橡胶航空轮胎样品被剥开一角，轮胎内部的分层结构一目了然。航空轮胎的结构复杂，各层中的排布角度会对轮胎性能造成巨大影响。科研人员自主研发出一套全新的数字轮胎工业软件，能通过力学驱动计算设计出最优的轮胎结构，大大缩短流程和开发时间。
目前，科研团队已经完成航空轮胎国产化技术全链条贯通和应用验证，实现了仿生橡胶和数字轮胎工业软件两项从“0到1”的原创性技术突破，掌握了41项核心技术。
山坳里的飞行起降动力学大装置，正在产生巨大的“溢出效应”。
“航空轮胎相关技术，可以外溢到其他非公路轮胎和新能源汽车轮胎等轮胎制品，也可以外溢到非轮胎行业。”黄埔材料院分管日常工作的副院长王杰解释，在空气弹簧、橡胶减震器等领域，相关技术都能获得广泛应用。
“目前，飞行起降动力学大装置已具备测试验证航空轮胎、起落架系统和中小型整机设计制造性能和使役可靠性的能力。”杨小牛说，现在黄埔材料院园区“热”了起来，每年接待企业、科研院所等参观合作、科普教育达4200余人次。
《 人民日报 》( 2025年12月13日 05 版)
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