天然橡膠被譽(yù)為“黑色黃金”，是重要的戰(zhàn)略物資和工業(yè)原料，在航空航天、交通運(yùn)輸?shù)戎T多領(lǐng)域具有不可替代的作用。2022年我國(guó)天然橡膠產(chǎn)量約74萬(wàn)噸，消費(fèi)量卻超過(guò)660萬(wàn)噸，近90%依賴進(jìn)口。
一架民航飛機(jī)沖向藍(lán)天，離不開(kāi)“腳”上一雙能夠在高速度、高載荷、高沖擊條件下正常工作的“鞋子”，也就是航空輪胎，航空輪胎要耐得住零下40到零上70攝氏度左右的極端溫度，又要在飛機(jī)降落的一瞬間，扛得住幾十噸以上的沖擊力，直接關(guān)系到飛機(jī)的安全性，其制造工藝極為復(fù)雜，被稱為輪胎制造領(lǐng)域皇冠上的明珠。但是長(zhǎng)期以來(lái)，其核心制造技術(shù)只被國(guó)外幾家公司掌控。
突破關(guān)鍵核心技術(shù)，我國(guó)科學(xué)家開(kāi)辟了一條新賽道，提出了仿生合成橡膠的技術(shù)路線。經(jīng)過(guò)多年聯(lián)合攻關(guān)，科研團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)天然橡膠的分子結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵的化學(xué)組分進(jìn)行模仿，在2023年實(shí)現(xiàn)了仿生橡膠合成技術(shù)的重要突破，完成了航空輪胎國(guó)產(chǎn)化技術(shù)全鏈條貫通和應(yīng)用驗(yàn)證。其中，廣東粵港澳大灣區(qū)黃埔材料研究院扛起建設(shè)飛行起降動(dòng)力學(xué)大裝置等核心任務(wù)，并負(fù)責(zé)將衍生的先進(jìn)技術(shù)外溢到以民航輪胎、特種工程輪胎和新能源汽車輪胎為代表的高端輪胎產(chǎn)品中，在廣州進(jìn)行產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化，形成聚集效應(yīng)。
1、核心技術(shù)攻關(guān)背后的國(guó)之重器
位于廣州黃埔的航空輪胎大科學(xué)中心是目前國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的飛行起降動(dòng)力學(xué)研究設(shè)施，致力于攻克航空輪胎及起落系統(tǒng)等關(guān)鍵核心技術(shù)難題。這座大科學(xué)中心近期已經(jīng)完成了設(shè)備的安裝和部分功能的調(diào)試，它的建成運(yùn)行將為仿生合成橡膠制造的航空輪胎最終走向產(chǎn)業(yè)化奠定基礎(chǔ)。
航空輪胎大科學(xué)中心的核心是一系列飛行起降動(dòng)力學(xué)大裝置，主要包括航空輪胎高加速試驗(yàn)臺(tái)、輪胎道面環(huán)境試驗(yàn)臺(tái)、飛機(jī)起落架擺振試驗(yàn)臺(tái)等大裝置。該裝置可覆蓋軍用飛機(jī)和民航大飛機(jī)各類性能測(cè)試，可滿足航空輪胎、航空輪輞、剎車系統(tǒng)、起落架系統(tǒng)等各種航空部件的測(cè)試需求，也是攻克航空輪胎等關(guān)鍵核心技術(shù)的國(guó)之重器。
這里有目前國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的綜合研究試驗(yàn)臺(tái)，從航空輪胎的靜力學(xué)到動(dòng)態(tài)特性研究都可以在這里完成。近期航空輪胎大科學(xué)中心已經(jīng)開(kāi)展了一定數(shù)量的輪胎測(cè)試工作。
航空輪胎所要求的各項(xiàng)性能指標(biāo)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出我們常見(jiàn)的汽車輪胎，因此其性能測(cè)試非常關(guān)鍵，科研人員只有對(duì)輪胎進(jìn)行幾百到上千次極限測(cè)試后，才能了解輪胎的最大使用壽命。
航空輪胎高加速試驗(yàn)臺(tái)是輪胎性能測(cè)試的利器，能夠模擬和測(cè)試航空輪胎在最大每小時(shí)600公里的速度時(shí)與地面摩擦，同時(shí)發(fā)生輪胎的偏轉(zhuǎn)、側(cè)傾等情況下，航空輪胎的可靠性及使用壽命。
據(jù)科研人員介紹，經(jīng)過(guò)反復(fù)測(cè)試，目前由我國(guó)科學(xué)家研制并送到這里的仿生合成橡膠航空輪胎，在極端工作條件下，可以實(shí)現(xiàn)比天然橡膠制造的航空輪胎使用壽命提升35％以上。并根據(jù)在航空輪胎大科學(xué)中心的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行研究、對(duì)比，改變配方進(jìn)行迭代，逐步提高（仿生）合成橡膠輪胎的性能。
2、從“實(shí)驗(yàn)室”走向“產(chǎn)業(yè)化”
破解了原材料供應(yīng)難題，只是實(shí)現(xiàn)了新型民用航空輪胎國(guó)產(chǎn)化的其中一步。如何研制出具有強(qiáng)大性能和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的航空輪胎產(chǎn)品，從而打通科技成果轉(zhuǎn)化“最后一公里”是擺在科研人員面前的又一道難題。
為此，科研人員自主研發(fā)出一套全新的數(shù)字輪胎工業(yè)軟件，同步實(shí)現(xiàn)輪胎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與性能預(yù)測(cè)。在軟件中，輪胎的各項(xiàng)數(shù)據(jù)、受力情況等要素一目了然，不僅可實(shí)現(xiàn)亞毫米級(jí)空間解析度上的設(shè)計(jì)，還大大縮短了原有的流程和開(kāi)發(fā)時(shí)間。長(zhǎng)春應(yīng)化學(xué)所所長(zhǎng)兼黃埔材料院院長(zhǎng)楊小牛表示，將布局示范性工廠以進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證，從而更好地促進(jìn)研發(fā)。此外，想把已有的技術(shù)分享給目前的輪胎廠，使其技術(shù)升級(jí)至能夠完成民航輪胎的制造。
黃埔材料院建院短短三年，從材料到產(chǎn)品，全鏈條自主可控的國(guó)產(chǎn)航空輪胎走出了實(shí)驗(yàn)室，而黃埔材料院下屬公司黃埔輪胎（廣州）技術(shù)有限公司，肩負(fù)起將航空輪胎大科學(xué)中心的技術(shù)成果進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化的使命。如今，黃埔輪胎自有品牌新能源汽車輪胎已實(shí)現(xiàn)首胎下線。
曾經(jīng)牢牢卡在中國(guó)高端輪胎工業(yè)脖子上的枷鎖，在一次次加速起飛、等效起飛模擬實(shí)驗(yàn)中，逐漸松動(dòng)、慢慢脫落。
原材料它是制約我國(guó)高端航空輪胎發(fā)展的第一步，因此要實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定供給和大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)這個(gè)目標(biāo)，則非仿生合成橡膠這個(gè)辦法莫屬。要達(dá)到航空輪胎的使用標(biāo)準(zhǔn)，需要讓仿生合成橡膠具有特級(jí)天然橡膠類似的性能。他們通過(guò)模仿天然煙片橡膠的精細(xì)結(jié)構(gòu)，在合成橡膠分子鏈上以特殊的方法嵌入蛋白質(zhì)和磷脂，攻克了連續(xù)聚合工藝和工程技術(shù)，制備出了批量化仿生合成橡膠，其關(guān)鍵性能指標(biāo)目前已經(jīng)達(dá)到了進(jìn)口特級(jí)天然橡膠的水平。
仿生合成橡膠的成功研發(fā)，標(biāo)志著我們已經(jīng)將天然橡膠從農(nóng)產(chǎn)品變成了工業(yè)品，克服了天然橡膠品質(zhì)對(duì)地理位置的苛刻要求，也就不再依賴進(jìn)口了?？梢愿鶕?jù)市場(chǎng)的需求，動(dòng)態(tài)調(diào)整生產(chǎn)量，變存戰(zhàn)略物資為存技術(shù)和生產(chǎn)裝置。
原文鏈接：https://www.xianjichina.com/special/detail_539671.html
來(lái)源：賢集網(wǎng)
一架民航飛機(jī)沖向藍(lán)天，離不開(kāi)“腳”上一雙能夠在高速度、高載荷、高沖擊條件下正常工作的“鞋子”，也就是航空輪胎，航空輪胎要耐得住零下40到零上70攝氏度左右的極端溫度，又要在飛機(jī)降落的一瞬間，扛得住幾十噸以上的沖擊力，直接關(guān)系到飛機(jī)的安全性，其制造工藝極為復(fù)雜，被稱為輪胎制造領(lǐng)域皇冠上的明珠。但是長(zhǎng)期以來(lái)，其核心制造技術(shù)只被國(guó)外幾家公司掌控。
突破關(guān)鍵核心技術(shù)，我國(guó)科學(xué)家開(kāi)辟了一條新賽道，提出了仿生合成橡膠的技術(shù)路線。經(jīng)過(guò)多年聯(lián)合攻關(guān)，科研團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)天然橡膠的分子結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵的化學(xué)組分進(jìn)行模仿，在2023年實(shí)現(xiàn)了仿生橡膠合成技術(shù)的重要突破，完成了航空輪胎國(guó)產(chǎn)化技術(shù)全鏈條貫通和應(yīng)用驗(yàn)證。其中，廣東粵港澳大灣區(qū)黃埔材料研究院扛起建設(shè)飛行起降動(dòng)力學(xué)大裝置等核心任務(wù)，并負(fù)責(zé)將衍生的先進(jìn)技術(shù)外溢到以民航輪胎、特種工程輪胎和新能源汽車輪胎為代表的高端輪胎產(chǎn)品中，在廣州進(jìn)行產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化，形成聚集效應(yīng)。
1、核心技術(shù)攻關(guān)背后的國(guó)之重器
位于廣州黃埔的航空輪胎大科學(xué)中心是目前國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的飛行起降動(dòng)力學(xué)研究設(shè)施，致力于攻克航空輪胎及起落系統(tǒng)等關(guān)鍵核心技術(shù)難題。這座大科學(xué)中心近期已經(jīng)完成了設(shè)備的安裝和部分功能的調(diào)試，它的建成運(yùn)行將為仿生合成橡膠制造的航空輪胎最終走向產(chǎn)業(yè)化奠定基礎(chǔ)。
航空輪胎大科學(xué)中心的核心是一系列飛行起降動(dòng)力學(xué)大裝置，主要包括航空輪胎高加速試驗(yàn)臺(tái)、輪胎道面環(huán)境試驗(yàn)臺(tái)、飛機(jī)起落架擺振試驗(yàn)臺(tái)等大裝置。該裝置可覆蓋軍用飛機(jī)和民航大飛機(jī)各類性能測(cè)試，可滿足航空輪胎、航空輪輞、剎車系統(tǒng)、起落架系統(tǒng)等各種航空部件的測(cè)試需求，也是攻克航空輪胎等關(guān)鍵核心技術(shù)的國(guó)之重器。
這里有目前國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的綜合研究試驗(yàn)臺(tái)，從航空輪胎的靜力學(xué)到動(dòng)態(tài)特性研究都可以在這里完成。近期航空輪胎大科學(xué)中心已經(jīng)開(kāi)展了一定數(shù)量的輪胎測(cè)試工作。
航空輪胎所要求的各項(xiàng)性能指標(biāo)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出我們常見(jiàn)的汽車輪胎，因此其性能測(cè)試非常關(guān)鍵，科研人員只有對(duì)輪胎進(jìn)行幾百到上千次極限測(cè)試后，才能了解輪胎的最大使用壽命。
航空輪胎高加速試驗(yàn)臺(tái)是輪胎性能測(cè)試的利器，能夠模擬和測(cè)試航空輪胎在最大每小時(shí)600公里的速度時(shí)與地面摩擦，同時(shí)發(fā)生輪胎的偏轉(zhuǎn)、側(cè)傾等情況下，航空輪胎的可靠性及使用壽命。
據(jù)科研人員介紹，經(jīng)過(guò)反復(fù)測(cè)試，目前由我國(guó)科學(xué)家研制并送到這里的仿生合成橡膠航空輪胎，在極端工作條件下，可以實(shí)現(xiàn)比天然橡膠制造的航空輪胎使用壽命提升35％以上。并根據(jù)在航空輪胎大科學(xué)中心的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行研究、對(duì)比，改變配方進(jìn)行迭代，逐步提高（仿生）合成橡膠輪胎的性能。
2、從“實(shí)驗(yàn)室”走向“產(chǎn)業(yè)化”
破解了原材料供應(yīng)難題，只是實(shí)現(xiàn)了新型民用航空輪胎國(guó)產(chǎn)化的其中一步。如何研制出具有強(qiáng)大性能和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的航空輪胎產(chǎn)品，從而打通科技成果轉(zhuǎn)化“最后一公里”是擺在科研人員面前的又一道難題。
為此，科研人員自主研發(fā)出一套全新的數(shù)字輪胎工業(yè)軟件，同步實(shí)現(xiàn)輪胎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與性能預(yù)測(cè)。在軟件中，輪胎的各項(xiàng)數(shù)據(jù)、受力情況等要素一目了然，不僅可實(shí)現(xiàn)亞毫米級(jí)空間解析度上的設(shè)計(jì)，還大大縮短了原有的流程和開(kāi)發(fā)時(shí)間。長(zhǎng)春應(yīng)化學(xué)所所長(zhǎng)兼黃埔材料院院長(zhǎng)楊小牛表示，將布局示范性工廠以進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證，從而更好地促進(jìn)研發(fā)。此外，想把已有的技術(shù)分享給目前的輪胎廠，使其技術(shù)升級(jí)至能夠完成民航輪胎的制造。
黃埔材料院建院短短三年，從材料到產(chǎn)品，全鏈條自主可控的國(guó)產(chǎn)航空輪胎走出了實(shí)驗(yàn)室，而黃埔材料院下屬公司黃埔輪胎（廣州）技術(shù)有限公司，肩負(fù)起將航空輪胎大科學(xué)中心的技術(shù)成果進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化的使命。如今，黃埔輪胎自有品牌新能源汽車輪胎已實(shí)現(xiàn)首胎下線。
曾經(jīng)牢牢卡在中國(guó)高端輪胎工業(yè)脖子上的枷鎖，在一次次加速起飛、等效起飛模擬實(shí)驗(yàn)中，逐漸松動(dòng)、慢慢脫落。
原材料它是制約我國(guó)高端航空輪胎發(fā)展的第一步，因此要實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定供給和大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)這個(gè)目標(biāo)，則非仿生合成橡膠這個(gè)辦法莫屬。要達(dá)到航空輪胎的使用標(biāo)準(zhǔn)，需要讓仿生合成橡膠具有特級(jí)天然橡膠類似的性能。他們通過(guò)模仿天然煙片橡膠的精細(xì)結(jié)構(gòu)，在合成橡膠分子鏈上以特殊的方法嵌入蛋白質(zhì)和磷脂，攻克了連續(xù)聚合工藝和工程技術(shù)，制備出了批量化仿生合成橡膠，其關(guān)鍵性能指標(biāo)目前已經(jīng)達(dá)到了進(jìn)口特級(jí)天然橡膠的水平。
仿生合成橡膠的成功研發(fā)，標(biāo)志著我們已經(jīng)將天然橡膠從農(nóng)產(chǎn)品變成了工業(yè)品，克服了天然橡膠品質(zhì)對(duì)地理位置的苛刻要求，也就不再依賴進(jìn)口了?？梢愿鶕?jù)市場(chǎng)的需求，動(dòng)態(tài)調(diào)整生產(chǎn)量，變存戰(zhàn)略物資為存技術(shù)和生產(chǎn)裝置。
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