C919 eröffnet wieder eine neue Route. Wie kann ein winziger Flugzeugreifen ein Hunderte Tonnen schweres Flugzeug tragen?

□ Respektieren Sie nicht das Prinzip, eine grüne Kiefer zu werden

Vor Kurzem flog das weltweit erste Passagierflugzeug C919 von China Eastern Airlines mit der Maschinennummer B-919A vom Flughafen Shanghai Hongqiao zum Flughafen Guangzhou Baiyun und markierte damit den offiziellen Beginn des vierten kommerziellen Linienbetriebs des im Inland produzierten Großflugzeugs. Der kommerzielle Betrieb des im Inland produzierten Großflugzeugs C919 ist untrennbar mit Flugzeugreifen verbunden, die unter Hochgeschwindigkeits- und Aufprallbedingungen normal funktionieren. Ein mittelgroßes Passagierflugzeug wiegt beladen Hunderte von Tonnen, ein großes Passagierflugzeug wiegt beladen über 200 Tonnen und ein Superpassagierflugzeug kann beladen rund 400 Tonnen wiegen. Wie kann ein winziger Flugzeugreifen ein so hohes Gewicht tragen?

Flugzeugreifen gehören zur Klasse A der Flugzeugteile und sind wichtige Bestandteile von Flugzeugen. Beim Starten und Landen eines Flugzeugs spielen Flugzeugreifen eine wichtige Rolle beim Gleiten, Tragen des Gewichts und Reduzieren der Aufprallkraft. Die Start- und Landezeiten von Flugzeugen sind kurz und Flugzeugreifen müssen sofort funktionieren. Daher sind Flugzeugreifen Spitzenprodukte in der Reifenindustrie und mit der raschen Erneuerung der Flugzeuge werden die Anforderungen an sie immer strenger.

Derzeit sind die Flugzeugreifen meines Landes mit Problemen wie strengen technischen Anforderungen, hohen Materialkennwerten und einer komplexen Strukturkonstruktion konfrontiert. Durch die Anzahl der Starts und Landungen der Flugzeuge kommt es zu einem gewissen Verschleiß der Reifen, sodass im Laufe der Nutzung ein Austausch bzw. eine Erneuerung der Flugzeugreifen erforderlich wird. Daher bilden Materialien die Grundlage für die Entwicklung von Flugzeugreifen. Um Flugzeugreifen an die Anforderungen der Flugzeugentwicklung anzupassen, stehen derzeit die Forschung, Entwicklung und Anwendung von Flugzeugreifenmaterialien im Mittelpunkt.

Skelettmaterialien für Flugzeugreifen verfügen über großes Potenzial. Zu den üblichen Skelettmaterialien zählen Nyloncord, Aramidcord, Polyketoncord, Karkassencord, Gürtelcord usw. Leider gibt es derzeit kein einzelnes Material, das alle Anforderungen erfüllt. Um die Vorteile verschiedener Materialien voll auszunutzen, haben Forscher Verbundschnüre entwickelt. Verbundkabel werden hauptsächlich in zwei Typen unterteilt: gedrehte Verbundkabel und Verbundkabel mit Kern-Mantel-Struktur. Auf diese Weise können die Anforderungen von Flugzeugreifen durch die Verwendung verbesserter Verbundkorde besser erfüllt werden.

Das Flugzeug C919, das bald seinen Jungfernflug antreten wird, wurde im Mai 2023 auf dem Vorfeld des Flughafens Shanghai Hongqiao fotografiert (Quelle: Xinhuanet)

Kürzlich wurde mit dem bionischen synthetischen Gummi-Flugzeugreifen, der vom Changchun Institute of Applied Chemistry der Chinesischen Akademie der Wissenschaften entwickelt wurde, ein bedeutender Durchbruch erzielt. Dies zeigt, dass mein Land Naturkautschuk von einem landwirtschaftlichen Produkt in ein Industrieprodukt umgewandelt hat. Dabei werden die strengen Anforderungen an die Qualität von Naturkautschuk in Bezug auf die geografische Lage überwunden, und es ist nicht länger auf Importe angewiesen. Außerdem kann es das Produktionsvolumen dynamisch an die Marktnachfrage anpassen und so den technischen Engpass in der gesamten Produktionskette für Flugzeugreifen – von den Rohstoffen über Design und Herstellung bis hin zu Bewertung und Überprüfung – beseitigen. Der bionische Synthesekautschuk-Flugzeugreifen hat von „0“ bis „1“ zwei originelle technologische Durchbrüche erzielt: bionischen Synthesekautschuk und digitale Reifenindustriesoftware, die eine neue Lösung für die strategische Sicherheit des Naturkautschuks meines Landes bieten.

Nur durch die Gestaltung der Struktur von Flugzeugreifen können Flugzeugreifen kontinuierlich verbessert und weiterentwickelt werden. Durch eine sinnvolle Konstruktion können Leistung und Lebensdauer von Flugzeugreifen verbessert werden. Flugzeugreifen bestehen im Wesentlichen aus fünf Teilen: Karkasse, Lauffläche, Seitenwand, Wulst und Gürtel. Durch die Spannungskonzentration steigt die Temperatur des Reifenwulstes und die Verformung nimmt zu. Bei der Konstruktion von Flugzeugreifen ist die optimierte Gestaltung der Außenkontur, der Lauffläche, der Karkasse usw. von großer Bedeutung. Durch strukturelles Design können die verschiedenen Komponenten von Flugzeugreifen aufeinander abgestimmt werden, um eine überlegene Leistung zu erzielen. Durch die Verbesserung der Profilstruktur kann die radiale Druckspannung von Flugzeugreifen verringert und dadurch die Haltbarkeit und Verschleißfestigkeit verbessert werden. Durch die Gestaltung einer geraden Seitenwand lässt sich die Längssteifigkeit wirksam verbessern, wodurch eine Verformung der Reifenwulstkompression vermieden und die Haltbarkeit verbessert wird.

Daher sind die Forschung und Entwicklung fortschrittlicher Materialien und die kontinuierliche Optimierung der Reifenstruktur der Grund dafür, dass Flugzeugreifen Hunderten von Tonnen Gewicht standhalten können. Der kontinuierliche Fortschritt bei Gummimaterialien, Skelettmaterialien, Produktionstechnologie und -ausrüstung hat den „Boden“ für die Entwicklung unabhängiger Flugzeugreifen meines Landes geschaffen. Die Erforschung und Entwicklung neuer Materialien, die Optimierung von Strukturen und die Entwicklung neuer Technologien sind die Entwicklungsrichtungen für die Unabhängigkeit und Lokalisierung von Flugzeugreifen.

(Der Autor Mo Zunli ist Professor und Doktorvater an der Northwest Normal University, und Cheng Qingsong ist Doktorand an der Northwest Normal University.)