打破发达国家封锁 我国航空轮胎追上20年差距,但国产替代仍艰难

轮胎作为汽车的重要零部件,是发展汽车产业的基础。作为汽车产业重要配套产业的轮胎行业,与我国经济发展息息相关。众所周知,

我国是世界轮胎生产大国,继2005年中国轮胎产量超过美国之后,其产量一直位居世界第一。2005年后我国轮胎产量仍然不断迅猛增长,到2017年全国轮胎产量已达到9.26亿条,约占全球产量的1/3,出口约4.57亿条,也居世界首位。然而我国并不是轮胎生产强国,例如在世界各汽车、摩托车大奖赛上,其赛车用轮胎长期被米其林,固特异,普利司通等公司所霸占,我国轮胎公司难觅踪影。

1973年米其林公司发明的的子午线轮胎产品是轮胎技术领域的一个重大进步,它使赛车最大时速一举突破了320公里,使用子午线轮胎的参赛队伍频频获得各大赛桂冠。这种轮胎的优越性能立刻获得了西方航空业界的高度关注,能更好的满足新型喷气式飞机对航空轮胎高速、重载、长距离起飞滑行等苛刻使用条件的要求。

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航空轮胎接近汽车轮胎大小,却要以每小时300-400km/h的速度起飞,接近250km/h的速度着陆,据测试,每一平米的轮胎胶面就要承受102公斤的重力。航空轮胎所承受的温度差异从空中零下50度到与地面摩擦时接近150度高温的极端区间。加上飞机滑跑时道面情况的差异,使得轮胎的摩擦情况也有差异。因此飞机的轮胎必须要有几个特性:耐高温低温、耐冲击,耐摩擦等。

近几十年来,子午线航空轮胎产品的市场份额也一直在不断扩大,目前交付使用的新型客机90%都是使用的西方各大轮胎公司生产的子午线航空轮胎产品。在对比试验中,航空子午线轮胎可做到在钢刃上以380公里/小时高速通过3次而不漏气和掉屑,显示了其巨大的安全和技术优势。

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子午线航空轮胎技术是高性能航空轮胎的尖端制造技术,能有效地提高航空轮胎的速度性、安全性等综合性能指标。航空轮胎是飞机起飞着陆过程中唯一与地面接触的部件,是飞机至关重要的A类安全零部件,航空轮胎的性能制约着飞机的起降性能。高性能航空轮胎技术是先进飞机制造技术的重要组成部分,是飞机先进性的重要的技术指标之一。因此,世界各国都把子午线航空轮胎制造技术作为航空制造技术的重大研究课题。

我国在子午线轮胎上的研究起步很晚,比世界先进国家迟了整整五十年。作为战略物质,法国、日本等技术先进国家长期以来一直对我国实行严格的军用航空轮胎技术封锁和产品禁运,甚至各家生产的民用航空轮胎报废后都实行严格的回收程序,防止产品遭分析模仿。

直到2008年1月17日,由桂林曙光橡胶工业研究设计院研制的我国首条子午线航空轮胎产品成功通过国家军用标准规定的各项静态和动态试验,才使我国的子午线航空轮胎实现了“零”的突破。

2008年12月装配该子午线航空轮胎的国产第三代先进战机改型:歼-10B首飞成功,标志着中国成为世界上第五个独立掌握子午线航空轮胎技术的国家(法、美、日、英) 。歼-10B航空轮胎在跑道上的最高滑跑起飞速度达到了450公里/小时,创造了我国飞机地面滑跑速度的最高纪录。

2011年1月11日中午12时50分,国产某型号先进战机在成都首飞成功。该型号战机达到目前国际公认的第四代战机标准,与它配套的国产子午线航空轮胎同样出自曙光橡胶工业研究设计院设计。这标志着继第三代战机之后,我国子午线航空轮胎技术开发应用再次取得巨大成功。

但是在民用航空领域,我国尚无民航大飞机子午线轮胎自主技术和产品。作为全球轮胎产销大国,中国轮胎行业在高端航空轮胎领域长期处于“失语”状态,凸显了尴尬的产业竞争力。

近几年,我国企业在进军航空轮胎的道路上取得了很大进步。2017年12月18日,由北京化工大学牵头,哈尔滨工业大学、浙江大学、四川大学、华南理工大学共同承担的国家自然科学基金重大项目"大飞机子午线轮胎先进复合材料及结构的设计与制造基础研究"项目启动。

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截至2020年1月,该项目已建立起航空轮胎仿真分析平台,并在相关技术和工艺方面取得突破。在山东玲珑轮胎股份有限公司参与下,完成航空子午线轮胎第一批样品的试制,后续将逐步开展相关性能评价工作。今年,该项目将加速成果转化,实现工程化应用。

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另外,2018年8月,神州轮胎公司联合浙江大学、北京橡胶设计院等科研院所组建研发团队,启动实施了国产大飞机子午线航空轮胎自主研发项目。2019年5月27日,神州轮胎自主研发生产的大型民用客机航空子午线轮胎样胎正式下线。该轮胎胎体采用五到八层高强度帘线,兼具柔软和强度,在高载高压的情况下能够保证飞机安全。

然而,要切入国际巨头霸占的全球飞机制造价值链分工平台,抢夺存量和增量市场份额,并非易事。

多年来,国际轮胎巨头不断加大研发投入,构筑更高的资金壁垒和技术壁垒。该领域的技术研发门槛不断升级。

以固特异为例,该公司研发的超轻子午线航空轮胎,2017年底通过波音777X机型资质认证。该产品应用了羽量级合金芯胎圈技术,产品大幅减重的同时,具备更高的尺寸稳定性和使用寿命。

相比之下,中国企业的资金实力无法和国际巨头相比,技术研发经验也尚浅。要想跟上国际巨头重金砸出的技术迭代升级脚步,还需要更多的投入。

航空轮胎国产替代之路,注定不会是一片坦途。



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