飛機輪胎探秘

　　說到飛機，大家肯定都不陌生�，F在我們的長途出行中，飛機已經逐漸成為了大眾交通工具的不二之選了。雖然飛機是大家經常坐了，但是一般人很少注意到飛機上一個重要部件——飛機輪胎，雖然不起眼，但它的重要性卻可以與航空發動機相比。據美國FAA統計， 飛機失事超過50%發生在起飛、降落時，其中80%與輪胎有關。因此飛機的安全運行離不開其堅固可靠的輪胎。

　　飛機輪胎的承壓

　　飛機輪胎是飛機上安全性與可靠性要求都很高的重要部件，飛機的安全起飛和降落都必須依靠飛機輪胎的各種獨特的功能。飛機輪胎看起來小， 其實大有玄機。首先就是飛機輪胎之所以設計得比較小，是因為輪胎對飛機來說是固定載重，越輕越能節省油耗，但是飛機輪胎又要承受上百噸的重量和飛機以幾百千米的時速著陸的力量，每平方厘米的輪胎膠面就要承受近千牛的壓力。

　　能承受幾百噸壓力的飛機輪胎的制造原料自然也不一般。飛機輪胎要求具有高抗沖擊強度和很低生熱性， 用于制造航空輪胎的橡膠材料必須確保在-40℃以下和71℃以上的苛刻條件下，經24小時后性能仍符合規定指標，同時輪胎的爆破壓力高于額定內壓4倍以上。

　　以波音777飛機為例：波音777飛機在準備航班飛行的時候飛機總重大約300多噸，而這些重量主要由兩翼的主起落架承受。777飛機的一側主起落架有6個輪子。換言之，12個輪子承受了近300噸的重量，平均每個輪子承受了25噸的重量。其次在飛機起飛和著陸的時候，輪胎還要承受很強的垂直方向的沖擊載荷和水平方向的減速時的摩擦載荷。飛機的起飛速度一般在300~350千米每小時，著陸速度在200千米每小時以上，可見輪胎要承受的壓力之大。

　　正因為如此，飛機輪胎的單胎載荷可以達到15000千克，大約是汽車輪胎的17~18倍。像一般的中型客機的一個起落架一般有6個輪子，但是飛機的著陸主要沖擊動能是由起落架的減震系統吸收的。其中起主要作用的是油液空氣減震器，降落的壓力傳遞到油液系統，實現較為平穩的降落。

　　輪胎壽命及制造

　　如果按航班次數來算的話，一個輪胎大概可以使用250個航班。連續使用250個航班之后，輪胎就需要拿去保養。例如，對磨損的胎面進行翻新，這種翻新一般可以重復5~6次， 也就是說一個輪胎大概可以用1500個航班。

　　除了要承受的重量和載荷之外， 它還需要克服溫度的急劇變化。在高空中，溫度大約零下50~60℃，而減速剎車時的溫度大約為150℃。

　　飛機輪胎胎面有一條條沿圓周方向延伸的直溝，而沒有橫向溝槽；汽車輪胎胎面大多是由周向直溝與橫向溝槽組成各式各樣的花紋圖案。胎面花紋不是為了美觀而設計，而是根據性能要求來確定。飛機的滑行與制動要求輪胎具備良好的防水滑功能，飛機輪胎為此設置了周向直溝；而橫向溝槽會顯著縮短輪胎壽命，因此飛機輪胎沒有橫向溝槽。

　　內壓高要求輪胎有更多層數的骨架材料，飛機輪胎的胎體比較厚，生熱比較大。高內壓會增加輪胎的接地壓強，飛機跑道規定了接地壓強的大值，為此，輪胎通過增加下沉率從而增加接地面積來兼顧高負荷與低壓強的要求。然而，下沉率越高，輪胎的變形越大、生熱越大，這就要求輪胎具有良好的耐熱性能。

　　飛機輪胎是由三種基本材料構成的復合結構，這三種材料是：橡膠、尼龍線、鋼絲，這些成分通過硫化粘結在一起。不同于普通的汽車輪胎， 飛機輪胎所用的橡膠和膠面都是不一樣的，先橡膠采用的是耐磨耐高溫的特種橡膠，它和鋼絲膠合的材料作為胎面的材料，厚度大約為2厘米， 除此之外飛機輪胎增加了兩層的補強簾布層，強度更上一層樓。再加上高溫氟塑料制成的短氣門嘴，基本不會出現泄漏的情況。

　　此外，飛機輪胎的輪轂也與汽車輪轂不同，采用的是超高強度的鎂鋅合金，造價很昂貴。一架中型飛機的輪胎，單胎的價格將近20萬元。

　　飛機輪胎充氣嗎？

　　像波音737飛機的輪胎氣壓為1.378兆帕，是汽車輪胎氣壓的六倍， 其實飛機輪胎里面充的氣勢氮氣，為什么充氮氣呢？

　　1.提高輪胎行駛的穩定性和舒適性

　　氮氣幾乎為惰性的雙原子氣體， 化學性質極不活潑，氣體分子比氧分子大，不易熱脹冷縮，變形幅度小， 其滲透輪胎胎壁的速度比空氣慢約30%～40%， 能保持穩定胎壓，提高輪胎行駛的穩定性，保障駕駛的舒適性；氮氣的音頻傳導性低，相當于普通空氣的1/5，使用氮氣能有效減少輪胎的噪音，提高行駛的寧靜度。

　　2.防止爆胎和缺氣碾行

　　爆胎是公路交通事故中的頭號殺手。據統計，在高速公路上有46%的交通事故是由于輪胎發生故障引起的，其中爆胎一項就占輪胎事故總量的70%。汽車行駛時，輪胎溫度會因與地面磨擦而升高，尤其在高速行駛及緊急剎車時，胎內氣體溫度會急速上升，胎壓驟增，所以會有爆胎的可能。

　　而高溫導致輪胎橡膠老化，疲勞強度下降，胎面磨損劇烈，又是可能爆胎的重要因素。而與一般高壓空氣相比，高純度氮氣因為無氧且幾乎不含水份不含油，其熱膨脹系數低，熱傳導性低，升溫慢，減少了輪胎聚熱的速度，不可燃也不助燃等特性，所以可大大地減少爆胎的幾率。

　　3.延長輪胎使用壽命

　　使用氮氣后，胎壓穩定體積變化小，大大減少了輪胎不規則磨擦的可能性，如冠磨、胎肩磨、偏磨，提高了輪胎的使用壽命；橡膠的老化是受空氣中的氧分子氧化所致，老化后其強度及彈性下降，且會有龜裂現象， 這是造成輪胎使用壽命縮短的原因之一。

　　氮氣分離裝置能極大限度地排除空氣中的氧氣、硫、油、水和其它雜質， 有效減少了輪胎內襯層的氧化程度和橡膠被腐蝕的現象，不會腐蝕金屬輪輞，延長了輪胎的使用壽命，也一定程度減少輪輞生銹的狀況。

　　4.減少油耗，保護環境

　　輪胎胎壓不足與受熱后滾動阻力的增加，會造成地面滑行時的油耗增加；而氮氣除了可以維持穩定的胎壓， 延緩胎壓減少之外，其干燥且不含油不含水、熱傳導性低、升溫慢的特性， 減低了輪胎行走時溫度的升高，以及輪胎變形小抓地力提高等，減少了滾動阻力，從而達到減少油耗的目的。

　　總而言之，飛機輪胎看起來小， 卻能夠承受近百噸的飛機重量以及降落的沖擊，是因為起落架的減震系統、輪轂的設計、輪胎的結構、材料等等因素共同實現的，這就是飛機輪胎的奧秘。