中国速度 中国速度领跑世界
作者：chunzhi 发布时间:2022-10-09中国速度，中国速度领跑世界
航空轮胎对冲击、承载、生热和耐磨等技术指标有着极为苛刻的要求，要实现技术全链条自主可控，并真正地进入良性轨道，具有市场竞争力，获得商业化成功，必须要闯过材料研发、工程化和市场化“三道关”。
9月的岭南，古树阴翳下仍觉得非常潮热。
从黄埔军校旧址向东北出发25公里，就能远远地看见矗立在黄埔区新龙镇一座轮胎形状的建筑——这里是即将建成的航空轮胎大科学中心。
与天气同样“火热”的，是科研人员们激动而按捺不住的心情。在这里，先进试验设备——航空轮胎高加速试验台的“日程表”，早已被排得满满当当。伴随着尖锐刺耳的巨大声响，短短几秒钟内，轮胎运转时速加速至300公里/小时。这模拟了飞机起飞的全过程，轮胎的各项数据通过传感器、摄像头被全方位记录下来，以备进一步分析。
像这样的大型试验设备一共有七套，眼下，它们要做的就是评估航空轮胎装在飞机上是否安全可靠。
小小的轮胎有啥了不起？
公开资料显示，我国轮胎产量占到了全球四成左右，是名副其实的轮胎大国。但单条轮胎的利润却低得可怜。“同样型号、规格、用途的汽车轮胎，国产名牌轮胎的价格不足米其林、固特异等国外轮胎品牌的一半，有些企业生产一条轮胎的利润仅有二三十元。” 在行业内摸爬滚打近20年的黄埔轮胎（广州）有限公司总经理王林龙告诉科技日报记者。
汽车轮胎尚且如此，作为行业最尖端的产品——航空轮胎的情况自不必说。“航空轮胎，国产的？”听到这个问题，几位资深飞机维修工程师都纷纷表示，至少在民航领域“闻所未闻”。
航空轮胎对飞机的安全性和可靠性至关重要，对冲击、承载、生热和耐磨等技术指标有着极为苛刻的要求。放眼全球，航空轮胎行业的核心技术长期掌握在国外少数的大公司手中，对后来者而言，进入该领域门槛极高。闯出一条路，唯有靠科技创新。
勇闯材料研发、工程化和市场化“三道关”
“我们就像在一间黑屋子里，连门在哪里、有没有门都不知道。”这是中国科学院长春应用化学研究所（以下简称长春应化所）所长杨小牛刚承担任务时真实的想法。
照猫画虎，生产出一条航空轮胎不难，通过偶尔的测试也不难。但要实现工业化生产、质量追上甚至超越国外品牌，技术全链条自主可控，并真正地进入良性轨道，具有市场竞争力，获得商业化成功，必须要闯过材料研发、工程化和市场化“三道关”。
正应了杨小牛常常警醒团队成员的一句话：科学，没有捷径可以走，没有弯道可以超。
橡胶材料，是研发航空轮胎亟须攻克的第一道难关。
橡胶被誉为“黑色黄金”，作为重要的战略物资和工业原料，橡胶在国防军工、航空航天、交通运输等诸多领域具有不可替代的地位。
从某种意义上来说，橡胶改变过人类的历史进程。1941年12月7日，珍珠港事件爆发；六周后，日本攻占东南亚地区，掌握了世界90%以上的橡胶供应，迫使美国爆发“橡胶危机”。时至今日，来自东南亚的顶级天然橡胶，仍是生产航空轮胎的重要原材料。
要实现稳定供给、大规模工业化生产、自主可控的目标，则非人工合成橡胶这个办法莫属。长春应化所在此领域有着悠久、深厚、光荣的历史和积淀。1950年，新中国第一块合成橡胶——氯丁橡胶就诞生于此；该所20世纪70年代研制成功的镍系顺丁橡胶生产技术，至今仍处于世界领先水准。
如今，长春应化所研究员白晨曦带领团队接过前辈手中的火炬，致力于高性能仿生合成橡胶的制备和工程化工作。要达到航空轮胎的使用标准，需要让人工合成橡胶具有天然顶级烟片胶类似的性能。其关键是在合成橡胶分子链上以特殊的方法嵌入蛋白质和磷脂。
“我们就像在无人之地奔跑，有目标，路却需要自己走。”白晨曦说。从技术路线到配方选择，从合成装备到仿生枝接……数年时间弹指一挥，他和团队成员埋头寻找材料的最优解。
北国春城捷报频传：小试、中试成功；百吨级、千吨级开车成功，材料配方迭代了很多次，还将根据未来技术和产业发展的需要继续迭代下去。
长春应化所的科研人员们在无人的荒野中蹚出一条康庄大道。
全链条自主可控国产航空轮胎走出实验室
自东北一路南下，3000公里之外的广州，大科学装置的建设如火如荼。
除了投入使用的高加速试验台，广东粤港澳大湾区黄埔材料研究院（以下简称埔材院）研究员崔荣耀向记者介绍了每一处场地的功用——即使现在只是一座座钢筋交织、空荡荡的基坑。他兴致盎然地描绘着图景，仿佛真的有起落架从高空砸下，产生了轮胎的形变、起落架的摆振。
思维敏捷、话语中充满对未来希望的崔荣耀，其实已经退休多年。他与众多科研工作者有一个共同的目标：解决航空轮胎工程化问题。
标准，是一款产品适用与否的关键。但航空轮胎的标准就像一个“盲盒”：现有测试数据、评价标准大多由国外材料翻译而来，知其然却不知其所以然。“航空轮胎动力学大装置就是要解决这个问题。”崔荣耀说。
一系列先进的试验装置，可以还原在真实使用场景中轮胎的表现，搜集并建立包括航空轮胎、汽车轮胎、特种轮胎等几乎所有下游产品的数据库，利用数字孪生、模拟地面动力学等实验装置，实现由基础理论、硬核科技共性技术再到工业产品研发的突破。
举例来说，航空轮胎需要对其对抗冲击、大承载、低生热和高耐磨等多个矛盾性参数进行综合设计，充分平衡它们之间的性能关系，实现高可靠要求。这需要模拟实际工况进行测试，预测出轮胎一共能完成的起降次数。
在实践中，航空轮胎有时会经受零下50—60摄氏度的低温环境，以及降落时升至150摄氏度的温度剧变；有时则需要在短时间内达到起飞速度；有时则需要在干燥、结冰的跑道上起降……
“为了实现航空轮胎的高可靠性，我们需要了解其全生命周期的表现，希望将其寿命末期出现爆胎控制在特定部位，甚至精准到哪一次出现。”杨小牛说。
传统意义上，轮胎尤其是航空轮胎迭代的链条、周期较为漫长；如今，几乎可以保持动态更新。巨大的跨越，源于颠覆性的核心算法、完全独立自主的数字轮胎工业软件。在软件中，轮胎的各项数据、受力情况等要素一目了然，大大缩短了原有的流程和开发时间。
负责软件开发的项目研究员叶峰表示，该软件从核心算法上进行了颠覆性的创新，使用了基于等几何原理的底层算法求解策略，同步实现轮胎结构设计与性能预测，加速了产品制造的迭代进程，形成多个规格型号的航空轮胎产品的并行开发能力。
从材料到产品，全链条自主可控的国产航空轮胎走出了实验室，变成了看得见、摸得着的样品。
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