圖為航空輪胎大科學中心。受訪者供圖

【走近大國重器】

記者 龍躍梅

通 訊 員 何展輝 潘少杰

三月的嶺南大地，郁郁蔥蔥，生機盎然。

一陣春雨過后，記者乘車來到廣東省廣州市黃埔區(qū)新龍鎮(zhèn)。

“看那里，好大的輪胎！”

車上有人喊道。放眼望去，遠處是一座造型獨特的建筑，猶如兩個巨型輪胎。它們一豎一橫、一立一臥，銀色的外墻宛如輪圈，深色的玻璃則好似輪轂，兼具創(chuàng)意與美感。

“這就是全球第二套、全國首套飛行起降動力學大裝置。”同行的廣東粵港澳大灣區(qū)黃埔材料研究院（以下簡稱“黃埔材料院”）副院長王杰告訴記者，在這里，研究人員不僅要研制中國自己的航空輪胎，還要反復測試航空輪胎的使用極限，確保其安全可靠。

造：仿生合成橡膠突破地理束縛

來到“大輪胎”附近，王杰介紹，兩個巨型“輪胎”功能各異，設(shè)計風格也各有特色——

高達52米的“豎向輪胎”，巍峨壯觀；“橫向輪胎”雖然僅有23.45米高，但90米的橫向直徑讓它頗有氣勢；在其后側(cè)，是匯聚了先進技術(shù)的硬核科技中心。它們互為配套，共同組成航空輪胎大科學中心。

飛機直沖云霄，需要“腳下”的輪胎助其一臂之力；飛機平穩(wěn)著陸，也離不開堅實輪胎的緩沖護航。

“與汽車輪胎的生產(chǎn)不同，制造航空輪胎，就一個字——難！”王杰強調(diào)，“首先是極端的溫度變化，航空輪胎要承受從零下40攝氏度到零上70攝氏度的嚴酷考驗；再者，飛機落地瞬間，航空輪胎要扛得住幾十噸以上的沖擊力。”

正因如此，航空輪胎被比作“飛機的鞋子”，制造工藝極為復雜，成為輪胎制造領(lǐng)域“皇冠上的明珠”。

長期以來，我國航空輪胎的原材料和核心技術(shù)均受制于國外，民航飛機使用的航空輪胎只能從國外租用。

航空輪胎制造的瓶頸在哪里？我們是如何突破的？

帶著疑問，記者走進“大輪胎”一探究竟。

在展示中心，首先映入記者眼簾的是兩塊橡膠。顏色深的，是天然煙片橡膠，被譽為“黑色黃金”，是生產(chǎn)航空輪胎的關(guān)鍵原材料；顏色淺的，是被寄予厚望的仿生合成橡膠。

天然橡膠的主產(chǎn)地在東南亞，我國天然橡膠的對外依賴度很高。面對地域限制，我國科學家另辟蹊徑——研制仿生合成橡膠。

通過模仿天然煙片橡膠的精細結(jié)構(gòu)，他們巧妙地在合成橡膠分子鏈上嵌入蛋白質(zhì)和磷脂，實現(xiàn)了仿生橡膠合成技術(shù)的重大突破，制備出批量化的仿生合成橡膠。

“目前，仿生合成橡膠的關(guān)鍵性能指標已達到進口高標號天然橡膠的水平。”中國科學院長春應用化學研究所所長、黃埔材料院院長楊小牛向記者介紹，“我們正努力擺脫地理位置的束縛，希望能將天然橡膠從農(nóng)產(chǎn)品變成工業(yè)品。”

原材料有了，航空輪胎的制造似乎近在咫尺。可是，如何驗證由仿生合成橡膠制成的航空輪胎的可靠性和安全性？它的使用壽命到底如何？

記者隨著王杰，向轟鳴的檢測裝置走去。

測：極限條件試出可靠數(shù)據(jù)

來到高大寬敞的測試大廳，滿滿的科技感撲面而來，一臺臺高大的設(shè)備正在緊張調(diào)試、運行。

經(jīng)過王杰的逐一介紹，記者見識了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、飛行器落震試驗臺等先進裝置。

大廳的一隅，擺放著一些航空輪胎。它們有的“躍躍欲試”，等著被“叫號”上陣參與試驗；有的則已完成任務(wù)，安靜地“躺平”。

作為大裝置的重要組成部分，航空輪胎高加速試驗臺（以下簡稱“試驗臺”）是最先投入調(diào)試和試運行的設(shè)備，也是測試輪胎性能的利器。

試驗臺能夠模擬測試在最高時速600公里時，輪胎與地面摩擦，發(fā)生偏轉(zhuǎn)、側(cè)傾等情況下性能的可靠性，以及使用壽命等，為研究人員提供一手的研究數(shù)據(jù)。

記者走到試驗臺旁，在安全距離觀察正在開展的仿生合成橡膠航空輪胎高速轉(zhuǎn)動和瞬間承壓試驗。只見短短兩三秒內(nèi)，速度就升到每小時350公里。

一旁的監(jiān)控室內(nèi)，研究人員緊盯著屏幕上的數(shù)據(jù)變化。

除了橫向高速摩擦測試，研究人員還要模擬飛機降落時航空輪胎承壓的場景——在不斷提升輪胎轉(zhuǎn)動速度的同時，持續(xù)加大輪胎垂直方向的壓力，讓輪胎接受極限考驗。

當然，一次測試遠遠不夠，需要24小時循環(huán)反復。

“嘭！”突然發(fā)出一聲巨響。經(jīng)過反復模擬滑跑、起飛、著陸、剎車等工況，一條高速轉(zhuǎn)動的輪胎承受能力達到了極限，被拉扯變形，瞬間爆破。

楊小牛時常來這里觀察測試情況。“我們要測出并研究航空輪胎在高速轉(zhuǎn)動過程中的受力、生熱、被破壞的位置以及演化過程等數(shù)據(jù)。”他說，“研究人員一定要搞清楚，航空輪胎會以何種形式被破壞？這種破壞會不會影響到飛機的安全？即使有百萬分之一的不可靠性，也一定要把它的極限給探測出來。”

目前，飛行起降動力學大裝置已經(jīng)完成了6個規(guī)格的航空輪胎測試，收集了2300多次起飛和降落時的運行數(shù)據(jù)。黃埔材料院研究員崔榮耀介紹，根據(jù)試驗結(jié)果，改變原材料配方，通過不斷迭代，就可以提高仿生合成橡膠航空輪胎的性能。在極端工作條件下，仿生合成橡膠航空輪胎的使用壽命，可比天然橡膠航空輪胎提升35％以上。

“飛行起降動力學大裝置已具備了部分對外服務(wù)運營能力，力爭再經(jīng)3—5年具備全面對外服務(wù)能力。”面向未來，楊小牛堅定地說，“我們要深入學習貫徹習近平總書記關(guān)于發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的重要論述，讓大科學中心更好發(fā)揮關(guān)鍵性作用，助力我國航空航天、低空交通、輪式裝備等高端制造業(yè)擁有更強創(chuàng)新能力，邁向國際最高水平！”

編輯:嵇敬平