2023-11-20

为何小小的飞机轮胎，能承载几百吨的机身？揭开飞机轮胎的奥秘

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众所周知飞机的体型非常庞大，轮胎与之相比可谓沧海一粟。飞机的安全起飞和降落要依靠轮胎内部各种强大独特的功能实现，它关系到成千上万人的生命安全，一旦出现质量问题，将会发生灾难性后果。因此对航空轮胎的质量就有非常苛刻的要求。当300多吨的飞机着陆时，速度可达每小时200公里，给单个轮胎造成的瞬时压力有几十吨，轮胎的温度由当时环境温度升到100度以上。
航空子午线轮胎具有胎体薄、重量轻、散热快、使用速度高、胎面更耐磨损等特点。为满足子午线轮胎抵抗飞机在起飞着陆时高载荷、高速冲击的苛刻服役工况，提高轮胎抗外物刺扎和机械损伤性能，进行轮胎结构设计时可在带束层和胎面胶之间设计一层带束层保护层。该保护层既作为轮胎的防刺扎层，有效提高航空子午线轮胎的防刺扎性能，并束紧带束层，限制带束层在高速运转状态下产生的离心力，提高轮胎在高速状态下的稳定性。
目前适用于带束层保护层的材料主要有对位芳纶和钢丝帘线。对位芳纶具有强度高、模量大、热稳定性好等一系列优异性能，用于保护层有利于束紧带束层，抑制胎面沿轮胎周向的伸长，提高航空子午线轮胎的抗刺扎能力，且芳纶密度仅为钢丝的1/5，有利于轮胎的轻量化设计。

带束层保护层骨架材料与橡胶胶料的良好结合，能保证外部荷载有效地通过橡胶基体传递到骨架材料上，最大限度发挥骨架材料的承载作用，保证轮胎的安全起飞、着陆和承载能力。但是由于芳纶大分子链上有许多体积大的芳环，其活性基团酰胺基受到芳基核的空间位阻屏蔽，且其表面缺乏化学活性官能团，导致芳纶与橡胶的粘合性能不佳。
本文采用鼎竑离子减薄仪GU-AI9000对飞机轮胎进行减薄前处理，再用EM科特CUBE-Ⅱ台式电镜进行观察。


仪器减薄参数
电压：2KV
电流：0.4A
减薄时间：2h

减薄后轮胎内部金线电镜照片

结论

使用透射电镜能够观察到离子减薄仪减薄后的轮胎内部金线样品的晶体结构。通过鼎竑离子减薄仪GU-AI9000的前处理，搭配EM科特CUBE-Ⅱ台式电镜的显微观察，可对飞机轮胎等样品进行高分辨、高可靠性分析。

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