五年砥砺自主研发 国产飞机轮胎实现全链条突破

问题——航空轮胎是民航运行的关键消耗品之一,其安全性要求高、验证周期长。

长期以来,我国民用航空轮胎在供给上依赖外方渠道,部分采用租用模式并按起降次数计费,使用寿命较短且成本高。

一旦国际供应链出现波动,航空运输保障面临不确定性,关键环节受制于人的风险较为突出。

与此同时,轮胎核心基础原料天然橡胶对外依存度较高,国内自给能力不足,进一步放大了产业链的脆弱性。

原因——航空轮胎国产化难,难在“材料—设计—试验—制造—认证”环环相扣。

其一,核心材料性能必须兼顾高强度、耐磨耗、耐疲劳、耐高低温等多目标要求,且批次稳定性决定产品一致性;其二,航空轮胎结构复杂,研发依赖大量仿真设计与极端工况验证,传统试错路线周期长、成本高;其三,适航认证标准严格,需要系统性数据和持续验证能力;其四,过去我国在相关大装置、专用软件与工程经验积累方面相对薄弱,导致“从0到1”的门槛高、协同成本大。

影响——从产业安全看,关键耗材自主可控是航空运输保障能力的重要支撑;从经济效益看,实现国产替代有望降低长期运行成本并提升供应弹性;从科技能力看,材料体系、数字工业软件与大装置平台的突破,将外溢带动高分子材料、先进制造、测试评价等领域升级。

更重要的是,航空轮胎国产化并非单点突破,而是推动我国在高端工业品从“能造”向“造好、造稳、可认证”跨越,对完善现代化产业体系具有示范意义。

对策——针对关键短板,科研团队以项目牵引构建全链条攻关体系:一是在材料端突破。

通过第三代仿生合成橡胶研发并实现工业化生产,使关键性能达到进口特级天然橡胶水平,且批次稳定性良好,为航空轮胎稳定制造提供基础支撑。

相关研究人员指出,这一变化的意义在于把受自然条件影响较大的原料属性,转化为可工程化、可复制的工业化供给能力。

二是在设计端提速。

团队自主研发数字轮胎工业软件,面向轮胎薄弱点预测和结构优化开展仿真计算,通过数字化手段缩短研发周期、减少试制次数,提高研发效率。

据介绍,该系统研发历时三年,并向国内轮胎企业开放使用,推动行业共享关键工具、提升整体研发能力。

三是在验证端补齐能力。

建成国内首套飞行起降动力学大装置,可模拟多种极端工况下轮胎性能,对设计、材料与工艺形成闭环反馈,为高标准验证提供“硬支撑”。

装置建设和联调过程中,科研团队持续推进设备进场、系统集成与工况模拟能力完善,为后续适航数据积累打牢基础。

四是在组织端形成协同。

项目落地广州后,围绕人才、设备、资金、试验平台等要素进行系统配置,推动科研攻关与产业化推进并行。

作为研究院党支部书记、副院长的王杰参与项目组织协调与关键节点推进,带动团队在多个核心技术方向取得进展,为项目按期结题和成果转化提供保障。

前景——业内认为,国产航空轮胎从样品突破走向工程化应用,关键在于持续完善“材料体系+数字化设计+极端工况验证+规模制造+适航认证”的闭环能力。

随着产业化基地建设、工厂落地稳步推进,叠加大装置平台与软件工具的持续迭代,国产航空轮胎有望在质量一致性、可靠性数据积累和工程验证效率方面进一步提升。

下一阶段,适航认证进展将成为决定性关口:一方面,需要以严格标准开展长期、系统性验证;另一方面,也需要产业链上下游协同,确保原材料供给、工艺控制和质量体系形成稳定能力。

随着项目在2025年底结题节点临近,团队将工作重心更多转向认证支撑与产业化爬坡,推动国产大飞机尽快用上自主研发的航空轮胎。

从抱着四个月婴儿南下创业,到带领团队实现核心技术从“0到1”的突破,王杰的五年征程是中国科研工作者攻坚克难的缩影。

航空轮胎的全链条国产化,不仅填补了产业链关键空白,更彰显了“把关键核心技术掌握在自己手中”的战略定力。

随着创新链与产业链深度融合,中国高端制造正以扎实的科技自立自强,书写高质量发展的新篇章。