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戰鬥機起降時速超300千米,輪胎卻依舊堅挺,這個設計很重要!

飛機輪胎的學名叫做航空輪胎,航空輪胎的工作環境極其惡劣,需要承受十幾噸乃至上百噸(大型運輸機、轟炸機)的機體以三百千米以上的速度起飛降落,單個輪胎的受壓往往達到30噸以上,因此航空輪胎必須具備像F1賽車輪胎那樣的高速性能,又必須有大型重載卡車輪胎的高載性能,而在降落時的高速剎車過程中,輪轂與剎車片摩擦後的大量熱量又會傳遞至輪胎內部,因此航空輪胎還必須使用耐熱耐高溫的特殊橡膠材料製作。也正因為如此,航空輪胎從分類上被劃歸特種輪胎,也被稱為非道路輪胎。

(艦載機高速著艦)

有很多謠言傳說航空輪胎是實心胎,其實並不是,實心海綿體輪胎多用於大口徑火炮運動體,優點是穩定不容易彈跳,可以保證火炮射擊的精度,而且實心輪胎在戰鬥中被子彈或者彈片擊穿後也能夠維持基本的內部結構,依舊可以維持火炮完成基本射擊任務,戰場適應性較好,但是實心海綿體輪胎有一個最大的缺點,那就是高速性能差!海綿體導熱存熱,在高速旋轉時還會發生空轉摩擦,極容易引燃輪胎橡膠,最終毀掉整個輪胎。正因為如此,目前的牽引式火炮在長途機動時,速度一般很少超過70千米/小時,原因就是防止輪胎過熱自燃!而飛機特別是戰鬥機起飛速度經常超過350千米/小時,摩擦生熱現象十分嚴重,實心輪胎很明顯不適應飛機的高速特徵。

(俄羅斯D30火炮輪胎起火自燃)

那麼航空輪胎可以採用普通汽車的那種內外胎輪胎嗎?很明顯也不行,內胎橡膠層過薄,在承受飛機降落時的瞬間超重壓後很容易因為內部氣體壓力過大而導致爆胎,並且在受損之後還不容易維修更換,無法適應飛機高效率的起降作業!因此目前的航空輪胎都是只有外胎的充氣輪胎,但是為了增加強度,航空輪胎通常採用雙胎面設計,在兩層胎面(胎面本身也由橡膠層和緩衝尼龍層組成)之間往往還會附加四到五層的加強帘布層,帘布層通常由芳綸纖維(防彈頭盔同款)、尼龍、鋼絲等硫化膠合而成。帘布層強度較大,主要起輪胎骨架的作用,用於支撐起輪胎的整體結構,並直接承受飛機重量的衝擊,而兩層橡膠胎面和尼龍緩衝層則起到緩衝並泄壓的作用,兩相組合,就達到了高速承壓的效果。

(航空子午線輪胎的內部構造)

那麼又有一個疑問誕生了,只有外胎怎麼保證輪胎不漏氣?其實航空輪胎側壁趾口和胎踵與輪轂和輪緣的結合部是經過了特殊的氣密設計,而且在此處還會加裝高分子材料製造的密封圈,密封性相當優異,可以承受十個以上的大氣壓強而不至於漏氣,不過為了防止內部氣壓過大而爆胎,在輪胎側壁還會設計活動式的通氣孔,氣壓過高時方便放氣。

(早期航胎因為氣壓小,甚至可以使用自行車打氣筒充氣,現在必須使用機器了)

飛機輪胎雖然是充氣輪胎,但是裡頭卻不是普通的空氣,空氣受冷熱影響容易膨脹收縮,並且內部含有一定的水汽,在高空低溫環境容易結冰,不適合航空輪胎充氣。目前的航空輪胎多使用的是受冷熱穩定性好、不容易燃燒的惰性氣體,其中以氮氣為最多。

(戰鬥機低溫結冰測試)

既然構造和普通的汽車輪胎不同,那麼航空輪胎的壽命計算顯然也和普通輪胎有很大區別,航胎並不是以使用時間和里程數來確定壽命,而是通過起落架次確定,並且每次起落之後都要由機務進行檢查,最大限度的保證安全,一般在漏出第二層帘布層的時候(也有安全線設計,磨損超過這個深度就必須更換),輪胎就必須進行更換了。

(航空輪胎報廢)

民用客機的航空輪胎使用壽命通常為200到400個起落架次,而戰鬥機因為速度更快,操作也更暴力,壽命往往只有100到200個起落架次。正因為航空輪胎是短壽命的消耗品,因此每個軍用機場通常都會配備本國裝備的主流機型的輪胎備胎,一旦出現損壞,馬上進行更換,高效率的完成作戰和訓練任務。

(機務部門更換航空輪胎)

那麼更換的航胎是不是就直接扔去廢品收購站了呢?也不是!航空輪胎因為製造成本較高,戰鬥機輪胎通常單價在十萬元以上,因此即使壞了也不能輕易丟棄,必須進行翻新,然後回收利用。不過因為翻新貨的壽命已經無法與心胎相比,因此壽命通常會下降三分之一左右,一個航空輪胎通常要經過三到五輪翻新才會徹底宣告報廢!

(航空輪胎翻新)

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