為何小小的飛機輪胎，能承載幾百噸的機身？揭開飛機輪胎的奧秘

來源：廣州領(lǐng)拓儀器科技有限公司 2023年11月20日 11:18

前言

飛機的體型非常龐大，輪胎與之相比可謂滄海一粟。飛機的安全起飛和降落要依靠輪胎內(nèi)部各種強大的功能實現(xiàn)，它關(guān)系到成千上萬人的生命安全，一旦出現(xiàn)質(zhì)量問題，將會發(fā)生災(zāi)難性后果。因此對航空輪胎的質(zhì)量就有非常苛刻的要求。當(dāng)300多噸的飛機著陸時，速度可達每小時200公里，給單個輪胎造成的瞬時壓力有幾十噸，輪胎的溫度由當(dāng)時環(huán)境溫度升到100度以上。

航空子午線輪胎具有胎體薄、重量輕、散熱快、使用速度高、胎面更耐磨損等特點。為滿足子午線輪胎抵抗飛機在起飛著陸時高載荷、高速沖擊的苛刻服役工況，提高輪胎抗外物刺扎和機械損傷性能，進行輪胎結(jié)構(gòu)設(shè)計時可在帶束層和胎面膠之間設(shè)計一層帶束層保護層。該保護層既作為輪胎的防刺扎層，有效提高航空子午線輪胎的防刺扎性能，并束緊帶束層，限制帶束層在高速運轉(zhuǎn)狀態(tài)下產(chǎn)生的離心力，提高輪胎在高速狀態(tài)下的穩(wěn)定性。

目前適用于帶束層保護層的材料主要有對位芳綸和鋼絲簾線。對位芳綸具有強度高、模量大、熱穩(wěn)定性好等一系列優(yōu)異性能，用于保護層有利于束緊帶束層，抑制胎面沿輪胎周向的伸長，提高航空子午線輪胎的抗刺扎能力，且芳綸密度僅為鋼絲的1/5，有利于輪胎的輕量化設(shè)計。

帶束層保護層骨架材料與橡膠膠料的良好結(jié)合，能保證外部荷載有效地通過橡膠基體傳遞到骨架材料上，最大限度發(fā)揮骨架材料的承載作用，保證輪胎的安全起飛、著陸和承載能力。但是由于芳綸大分子鏈上有許多體積大的芳環(huán)，其活性基團酰胺基受到芳基核的空間位阻屏蔽，且其表面缺乏化學(xué)活性官能團，導(dǎo)致芳綸與橡膠的粘合性能不佳。

本文采用鼎竑離子減薄儀GU-AI9000對飛機輪胎進行減薄前處理，再用EM科特CUBE-Ⅱ臺式電鏡進行觀察。

實驗部分

儀器減薄參數(shù)

電壓：2KV

電流：0.4A

減薄時間：2h

離子減薄儀GU-AI9000

結(jié)果與討論

減薄后輪胎內(nèi)部金線電鏡照片

明場圖像

暗場圖像

背散射照片

結(jié)論

使用透射電鏡能夠觀察到離子減薄儀減薄后的輪胎內(nèi)部金線樣品的晶體結(jié)構(gòu)。通過鼎竑離子減薄儀GU-AI9000的前處理，搭配EM科特CUBE-Ⅱ臺式電鏡的顯微觀察，可對飛機輪胎等樣品進行高分辨、高可靠性分析。

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