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飞机轮胎:小小身材 大大能量

Landing a huge airframe on the ground is always a frightening experience. Some people worry if the plane's tyres will not be able to support the fuselage and blow out, others worry if the plane will suddenly lose its balance ...


庞大的机身降落地面,总是令人心惊胆战。有人会担心飞机轮胎会不会支撑不了机身而爆胎,有人会担心飞机会不会突然失去平衡……


确实,从外观上看,小小的飞机轮胎确实没有给人足够的安全感,以波音737用的R15型号轮胎为例,直径68.58cm的它宽度大约为19cm。而在现实生活中,一个普通的半挂卡车轮胎直径为108.5cm,能够轻松将它比下去。



那么,相比起机身来说甚至算得上迷你的飞机轮胎,究竟是怎么支撑起那么大的起飞重量和高速降落时候的冲击呢?


没有点黑科技可不行,究其原因大有玄机。


  1. 特殊材料

飞机轮胎与其他轮胎一样,由橡胶和骨架材料组成。但它之所以异常结实, 要归功于其内部的尼龙绳和一种名为芳纶的合成聚合物, 这些材料被嵌入橡胶里, 能够帮助轮胎抵抗更大的张力。


1947年开始,尼龙帘线便开始应用在航空轮胎中,主要用作胎体帘布层,少量用于胎面补强层或带束层。使用尼龙帘线可以大大提高航空轮胎胎体的强度和抗冲击损坏能力,降低轮胎的质量和发热量,并提高轮胎的防水性。此外,它还可以增加胎面胶的模量,减少胎面与胎体间因高速离心力作用而产生的剥离现象。因此,在当今技术水平下,航空轮胎使用尼龙帘线通常被认为是最有效的方式之一。


另外,芳族聚酰胺纤维具有极高的热稳定性、不易溶解、

易燃的特点。使用芳纶帘线制造的子午线轮胎,虽然侧滑量较人造丝高一些,但操纵稳定性和高速耐久性都比钢丝轮胎好,而且重量轻,具有其他材料无法比拟的优点。



  1. 胎压&气体

飞机轮胎的承重能力受胎压的影响。当给轮胎充气的压力增加时,胎体内的空气压强增加,可以有效支撑飞机带来的荷载,从而提高轮胎的承重能力。


其次,气体的种类和充气时的压力也会直接影响轮胎的性能。轮胎内充气的气体通常为干燥的氮气,因为氮气相对于空气来说稳定性更高,同时也不易溶于水,从而降低了轮胎在使用中的腐蚀风险。而轮胎充气时的压力也需要控制在适当的范围内,以避免轮胎的过度膨胀或过度收缩。充气气体的数量和压力需要根据轮胎的型号、用途、载荷和速度等因素进行调整,并由专业人员进行监控和调整。



  1. 花纹设计

在飞机着陆后一段时间内,由于飞机速度很快,轮胎会出现打滑现象,这也就意味着轮胎会有磨损,直到轮胎速度与机身速度相统一,从而导致大量的烟雾产生。为了减少磨损,飞机轮胎的花纹设计通常是具有直线凹槽的,而不是汽车轮胎的块状花纹。尽管块状花纹可以提供更好的抓地能力,但并不适合用于飞机地面滑行,而这也是导致轮胎磨损的主要原因。



参考资料:

[1]邢文.飞机轮胎里充的是什么气体[J].大飞机,2019,No.065(11):78-79.

[2]闻载.飞机为什么不易爆胎[J].大飞机,2019,No.055(01):77-78.

[3]李汉堂.航空轮胎骨架材料的发展[J].世界橡胶工业,2014,41(05):48-55.


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