小小的飛機輪胎,為何能承載幾百噸的機身?揭開飛機輪胎的奧秘

奇趣     2021年09月07日

輪胎是飛機唯一與地面接觸的載體,承載著飛機起飛、著陸、滑行的重要任務,一旦出現故障,後果不堪設想。

小小的飛機輪胎,為何能承載幾百噸的機身?揭開飛機輪胎的奧秘

例如,2000年,法國航空公司一架「協和」號飛機在巴黎機場起飛時,被跑道上的一塊金屬條刺穿輪胎,輪胎甩出的橡膠碎片恰巧扎破了飛機油箱,導致這架飛機起飛不久後發生了機毀人亡的事故,機上113人遇難。

飛機輪胎的重要性由此可見,發生爆裂對飛行安全影響重大,除了會造成飛機起飛著落時偏離原有的路線,爆破產生強大的氣流和碎片進而會引發更嚴重的事故。

每一個飛機輪胎投入使用之前,必須要通過多項極為嚴格的檢查,例如經受灼熱的高溫檢測、跑道遭遇異物損傷測試、承受高達340噸重量及飛機起飛時超150英里/小時的極限速度......

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輪胎作為飛機上重要裝置之一,除了要能承受住強大的衝擊力,還需要具有耐高溫、耐冷、耐磨等性能。與飛機龐大的機身對比,飛機輪胎看起來就像是幾個小小的輪子,為什麼不把飛機輪胎設計得大一點呢?

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其實,飛機輪胎和汽車輪胎不一樣,飛機只有在滑行、起飛、降落時才會用到輪胎,飛機輪胎設計得小而輕才最有利於飛行,同時也能節省油耗。

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不過一架飛機重量少則幾十噸,多則幾百噸,起落時的衝擊力不可小覷,小小的輪胎為什麼能承受住幾百噸的重量?

揭開飛機輪胎製造的奧秘

飛機輪胎的主要組成部分包括了胎面、簾線層、輪胎側壁、胎圈等部分。

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其中,胎面由合成橡膠組成,提高輪胎的耐久性和抗衝擊力;簾線層是輪胎受力的主要部分;側壁則是為了避免簾線層損壞和暴露,主要起保護作用;而胎圈則是為了加強和輪緣的貼合。

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那麼,如何讓一個小輪胎支撐起龐大的飛機,並且滿足使用需求,在製造方面就顯得尤為重要了。

奧秘一:飛機輪胎採用特殊材料製造

飛機輪胎不同於一般輪胎,大多採用無內胎或者雙胎面,結構層次豐富,至少由20層胎體織物層組成,每一層技術要求都不盡相同。

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輪胎材料主要由橡膠、尼龍線、鋼絲三種材料通過硫化工藝粘結而成,這種特殊的復合材料需要在-40°以下和71°以上的條件下、經過24小時嚴格測試,才會投入使用,具有強大的抗衝擊力。

按照製造工藝劃分,飛機輪胎分為斜交輪胎和子午線輪胎,目前新機型基本都是採用子午線輪胎。

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斜交輪胎

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子午線輪胎

值得一提的是,子午線輪胎技術要求極高,製造工藝極其複雜,我國在2008年才終於打破國外28年的技術壟斷,成功研發出子午線航空輪胎。

奧秘二:輪胎氣體採用純氮氣

很多人誤以為飛機輪胎是實心輪胎,其實民航客機的輪胎基本採用無內胎的空心輪胎,填充的是特製的純氮氣。

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氮氣是一種惰性的氣體,化學性質也比較穩定,比空氣更加乾燥,不容易發生熱脹冷縮,同時也能使輪胎胎壓保持時間更久,不易發生爆胎。

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要知道,飛機在降落過程中與地面發生巨大摩擦,輪胎的溫度會急劇升高至150°左右,輪胎中填充的純氮氣無氧無水,既不助燃也不可燃,大大降低了爆胎的機率。

飛機和賽車在極端高負荷的環境下行駛,輪胎一般都是填充氮氣,在一定程度能提高安全性。

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或許你會問,汽車在高速上發生爆胎的後果這麼嚴重,為什麼汽車輪胎不填充氮氣呢?其實空氣中氮氣含量就占了78%,汽車輪胎保養得當、無暗傷的情況下,充免費的普通氣體也是能保證汽車安全行駛的。

奧秘三:起落架強大的減震系統

看似飛機輪胎支撐了整架飛機,其實最主要還是靠飛機的起落架來承受飛機上百噸的重量。起落架作為飛機四大關鍵部件之一,猶如飛機的「雙腳」,在起飛和降落時起著至關重要的作用,飛行過程中會被收縮起來。

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起落架上除了輪胎,還安裝有強大的減震系統,結構複雜,在降落時能夠吸收巨大的撞擊能量,幫助飛機平穩安全落地。

奧秘四:造價昂貴的飛機輪轂及特殊的紋路

飛機輪轂和活動輪緣採用的是高強度的鎂鋅合金製作,造價十分昂貴,普通的汽車輪轂根本無法與之相比,據說一架中型飛機的單個輪胎,少則十幾萬,多則幾十萬,造價十分昂貴。

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此外,生活中仔細觀察你會發現,汽車、自行車等橡膠輪胎上都有凹凸不平的花紋,其實早在1892年,人類在製造輪胎時就已經加上花紋了,目的是增加輪子與地面的摩擦力,防止打滑。

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而飛機輪胎的紋路與汽車輪胎有很大不同,飛機輪胎沒有橫向凹槽,主要因為飛機降落時是靠反推力裝置來減速,並不是靠輪胎的抓地力,也就沒有必要設計橫向凹槽了。而飛機輪胎設計豎向凹槽,在雨天或者積水跑道上,能夠快速排水和防止側滑。

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飛機輪胎關乎著生命安全,有著嚴格的更換標準,一般運行200次左右就會進行更換,而且每一次起落地面工作人員都會進行高標準的嚴格檢查。

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除了通過目視檢查飛機輪胎是否露線、裂口等,還會藉助機械儀表和電子儀表來檢查輪胎的氣密性、胎壓值等,定時有效的養護和維修檢查工作對於保障乘客安全來說至關重要

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2008年,一架里爾60飛機在美國南卡羅來納州發生嚴重墜毀事故,事故發生的一重要原因就是未對飛機的輪胎進行充分維護,從而導致飛機在起飛滑落時多個輪胎出現故障。

坐飛機的小夥伴估計最擔心飛機延誤了,有時候除了天氣、機場、或空中交通管制等原因,也有可能是飛機出現了機械故障,工作人員和飛行員會比乘客更期待飛機能準時起飛。

萬一遇到不可抗拒因素導致飛機延誤,多一點耐心,換個角度想,都是為了生命安全考慮。

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