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橡胶/轮胎 |
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中国航空轮胎业发展对策 |
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作者：广西曙光橡胶工业研究设计院 关伟平 邓海燕 |
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目前，国内民用、通用航空轮胎市场的主要份额仍然被国外巨头所把持。中国民用航空轮胎业的当务之急是加快自主研发与创新，研发各种新机型轮胎，提升市场竞争力，打破国外垄断，占有更多的市场份额。
航空轮胎是一种非常特殊的轮胎产品，要求极高的安全可靠性和高技术性能。航空轮胎业是技术密集型和资金密集型产业，其准入门槛较高。目前全球总产能已达到2000万条/年，市场总需求量每年不足1000万条。因此，投资航空轮胎业，扩建、新上生产线宜慎之又慎。
中国航空轮胎的市场需求
航空轮胎通常有三大功能：(1)承载飞机在地面时的全部重量，缓冲飞机起飞、降落和滑行时产生的振动和冲击；(2)辅助飞机在地面上滑行；(3)飞机在地面上最主要的操纵系统，向跑道传递制动力，为转向提供侧向力。就目前的技术水平而言，航空轮胎的起落次数通常在120～150次，翻新次数通常为5～6次（R5～R6）。
为了适应中国民用航空业的不断发展，20世纪90年代以来，中国民用航空部门从国外引进了大批先进客机和货机，民航飞机的保有量不断增加。据统计，2005年国内定期航班通航机场133个（不含香港、澳门、台湾）。民用航空公司运营的各型飞机总量已达到729架，其中各型波音飞机421架，各型空客飞机173架，各型麦道飞机54架，其余为各型支线飞机。加上通用（现有292架飞机）、军用航空对轮胎的需求，国内航空轮胎市场容量每年大约为20万条，其中有1/3为本土企业生产。
中国今后仍需引进更多的各型飞机，才能满足国内民航运输业的要求。据波音民用飞机集团预测，到2023年中国的民用航空机队规模将达到2801架，通用航空机队也将有同等增幅。照此推算，届时将需要60万条各种规格、型号的航空轮胎。 
航空轮胎要求极高的安全可靠性和高技术性能
航空轮胎的技术状况
在轮胎这个大家族当中，航空轮胎是一个非常特殊的分支。负荷大、速度高、下沉量大、变形大、充气内压高是航空轮胎最常见的特点。以波音-737 主轮胎（H40×14.5-19）为例，单胎额定负荷达到15060kg，额定速度为362km/h，额定充气内压无负荷时为1379kPa，有负荷时达到1434kPa，下沉率达到35%。此外，除了要求具备类似于汽车轮胎的行走功能之外，航空轮胎必须特别耐冲击、耐刺扎、耐高温，要求能够满足抗外物致损的要求，能够经受住高速起飞产生的强大离心力和着陆接地瞬间的巨大冲击力。在某些情况下，譬如舰载飞机，航空轮胎在着舰瞬间极可能进入全压缩状态，亦即胎侧已经与轮辋圈座接触，但轮胎此时不允许有丝毫损坏，而且必须正常工作，继续完成着舰滑行。
目前航空轮胎的设计、制造、试验/检测技术与标准掌握在以法国米其林集团公司、美国固特异轮胎橡胶公司、日本普利司通公司、英国登禄普航空轮胎公司、中国曙光橡胶工业研究设计院为代表的数家企业手中。
曙光橡胶工业研究设计院旗下的桂林蓝宇航空轮胎发展公司，在新型民用航空轮胎自主研发方面取得了令人瞩目的成绩。该公司先后研发成功波音737-300/500型飞机主轮胎和前轮胎、波音767-200ER型飞机主轮胎和前轮胎、A310飞机主轮胎和前轮胎、运12系列飞机轮胎、图154M飞机主轮胎和前轮胎以及TB-200飞机主轮胎和前轮胎等民用航空轮胎。该公司最近又研发成功了可为737-800型飞机主起落架配套的轮胎。该轮胎规格为H44.5×16.5-21 28PR（无内胎），额定速度362km/h，额定负荷20280 kg， 额定内压1476kPa，充气外直径1105mm～1130mm，充气断面宽399mm～419mm；产品标准CTSO-C62d 、GB9745-1995。该规格轮胎经试验和检测，各项性能均符合CTSO-C62d 、GB9745-1995等技术标准的要求。
此外，曙光橡胶工业研究设计院近年来投入大量的人力、物力，对航空子午线轮胎的设计方法、配方体系、测试技术、骨架材料展开了系统的预研，并且已经有所突破，为建设航空子午线轮胎研制、测试及批量生产技术平台奠定了基础，预计在最近几年内即可生产各种规格、型号的产品，满足国内的配套需要。
发展中国航空轮胎业的对策
中国民用、通用航空业每年消耗的航空轮胎除小部分由本土企业提供外，大部分由国外的轮胎巨头如法国米其林集团公司、日本普利司通公司、美国固特异轮胎橡胶公司等企业提供。目前，除了国产民用飞机（如运7、运12系列等）全部采用国产轮胎外，进口民用飞机的航空轮胎国产化率平均不到10%（波音737-300、波音737-500、波音757-200等少数进口飞机的航空轮胎国产化率可达25%)。按前两年进口航空轮胎每条平均价格343美元计，每年航空公司为此支付的轮胎进口费用相当可观。
民用航空轮胎市场的现状是：本土企业能提供的产品，价格就低；本土企业不能提供的产品，价格就高。譬如，本土企业可以提供的波音737-300型飞机主轮胎每条售价折合人民币仅3500多元，而未能提供的波音737-800型飞机主轮胎每条售价折合人民币竟高达8000多元。因此，国内民用航空轮胎业极需加快自主研发与创新，从而提升市场竞争力。为达到此目的需要切实抓好如下七个方面的工作。
重视人才 加大研发投入
航空轮胎业是技术密集型和资金密集型产业，因此该行业必须拥有一支高技术素质的研发队伍。当今世界无论是国家间的竞争，还是企业间的竞争，归根结底是人才的竞争，所以要把人才的招揽、人才的培训和人才的使用列入企业的发展战略。
此外，还要加大研发资金的投入，为提高企业的核心竞争力提供必要的经费支撑。据报道，2003年法国米其林集团公司的研发费用为8.028亿美元，占销售额比例为4.6%；日本普利司通公司的研发费用为6.081亿美元，占销售额比例为3.1%；美国固特异轮胎橡胶公司的研发费用为3.504亿美元，占销售额比例为2.3%。
加强设计理论研究
建国以来，中国的航空轮胎业虽然已取得了长足的发展，但国内航空轮胎设计理论研究相对薄弱与滞后。
航空轮胎研发缺乏先进的基础设计理论支撑，从而制约了中国航空轮胎自主研发水平的进一步提高。国内轮胎设计理论多数是基于汽车轮胎的，基于航空轮胎的基础设计理论并不多。因此，需要以航空轮胎为研究对象，开展航空轮胎基础设计理论研究。有必要建立航空轮胎的数学、力学和热学模型，利用计算机技术和有限元法以及仿真技术的综合运用，分析轮胎结构和材料的力学性能，研究胎体和轮胎接地面的应力应变和温度场分布，提出先进适用的航空轮胎基础设计理论，用以指导航空轮胎的设计。
国内在航空轮胎结构设计研究方面取得了许多进展和成功经验，但与西方发达国家相比差距仍然不小。目前西方发达国家的航空轮胎结构已由斜交结构向子午线结构发展，如法国米其林集团公司航空轮胎的子午化率已相当高，其子午线结构民用航空轮胎大部分已装配于各型空客飞机上。中国航空轮胎业有必要跟踪国外先进动态，开展航空轮胎子午化的研究，使航空轮胎结构由斜交结构和带束斜交结构向子午线结构发展。 
加强研发和创新是发展国内航空轮胎业的重要策略之一。
图为国内研发的易排水航空轮胎。
注重新材料、新配方研究和应用
锦纶（俗称尼龙）帘线具有强度高、密度小、弹性好、吸湿率低、耐冲击强度高等优点，非常适宜作轮胎的骨架材料。航空轮胎的骨架材料普遍采用锦纶帘线。由于芳纶（B纤维）具有高模量、高强度、高热稳定性、质量轻等一系列优异性能，近年来国外已研究应用芳纶以及芳纶混杂帘线作为航空轮胎胎体骨架材料和胎面补强层材料。国内应加强新型骨架材料的研究以及在航空轮胎上的应用。
航空轮胎各部位的胶料配方有不同的功能，因而要求具有不同的性能。如胎面胶要求具备高强度、低生热、抗刺扎、耐磨耗等性能，胎侧胶要求耐天候老化、耐曲挠疲劳等，胎体挂胶要求与帘线具有高的粘合力，能抵抗长期高载荷作用下剪切力和剥离力的作用等。近年来，随着化学工业的发展，出现了不少新型橡胶配合剂，新型碳黑、白碳黑等橡胶补强材料，各种新型助剂等，为高性能胶料配方的研究和应用提供了很好的条件。
加速研究制造新技术
当前，国际轮胎工业开始了新一轮的技术革命，推出了“全新概念技术”。目前具有“全新概念技术”特点的新技术有米其林C3M技术、大陆MMP技术、倍耐力MIRS技术、三海CCC技术、横滨/东洋不二精工轮胎新工法等。这些技术具有加工精度高、产品一致性好、自动化程度高、生产效率高、节约原材料、降低生产成本等显著优点，非常适合应用于包括航空轮胎在内的轮胎工业。实现上述全新概念技术，关键是需要有相应的新设备作支撑。因此，中国航空轮胎业要跟踪国外先进技术动态，自主开发自己的新技术，加快轮胎工装设备的升级换代步伐。
严格制造过程与成品质量检测
航空轮胎要求具有极高的安全可靠性和高技术性能，因此产品制造过程与成品的质量检测十分重要，必须借助先进的检测仪器与设备实现生产过程在线检测和成品检测。
胶料混炼的均匀性和配合剂的分散度对保证胶料的性能相当重要。北京万汇一方科技发展有限公司最近推出的RCD-Ⅱ型橡胶炭黑分散度测定仪，由计算机、光-电-数字转换系统、检测软件系统等多系统集成，具有自动分级、图像对比、粒径分析、结果储存和报告打印功能，非常适合用于胶料混炼工序在线检测。
航空轮胎动态性能试验是航空轮胎所有试验中最重要的一项。该项试验通过模拟航空轮胎的实际使用条件来考核其使用性能。航空轮胎的动态性能试验条件和试验结果必须满足适航当局颁布的技术标准要求。航空轮胎动态性能试验为型式检验项目，在轮胎鉴定前采取随机抽样方法抽取试样，然后在航空轮胎/机轮刹车装置动力模拟试验机上进行动态性能试验。
加强翻新研究，提高翻新次数
加强航空轮胎翻新研究，提高翻新次数对于提升市场竞争力十分重要。由于翻新轮胎的价格仅为新胎价格的25%～35%，因此提高翻新次数，对于航空公司节约轮胎的花费，提高经济效益具有重要作用。
加强与飞机制造商的合作
航空轮胎是飞机起落架上必不可少的部件，需要具备与起落架系统良好的匹配性能，满足飞机的一系列使用条件的要求。因此，本土航空轮胎企业应加强与飞机制造商的技术协调与合作，按照飞机的性能要求研发相配套的轮胎。
中国航空轮胎业要取得良好的发展，打破国外垄断，除了本土航空轮胎企业自身的努力外，还有赖于国家有关部门制定相关的产业政策，给予适当的扶持。需要适航管理当局提供有关适航法规、规章、条例等咨询，提供航空轮胎最新的技术标准。有赖国内航空器材进口部门在从国外引进和采购飞机时，向国外飞机制造商索取该型号飞机轮胎的采购规范，提供给本土航空轮胎企业，使之得以按照轮胎的采购规范要求进行设计、制造、试验和检测。
此外，还需要国内所有航空公司给予合作与支持，协助本土航空轮胎企业取得所需的相关飞机技术资料，使之得以按照适航管理程序要求进行轮胎的装机计算和装机申请，完成轮胎的飞行试验，取得相应的适航证书。本着共同发展中国航空轮胎业的目标，优先使用国产航空轮胎，实现互利双赢。
原载《中国塑料橡胶》(end)
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(5/25/2006) |
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