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為何小小的飛機輪胎,能承載幾百噸的機身?揭開飛機輪胎的奧秘

來源:廣州領拓儀器科技有限公司   2023年11月20日 11:18  


前言


飛機的體型非常龐大,輪胎與之相比可謂滄海一粟。飛機的安全起飛和降落要依靠輪胎內部各種強大的功能實現,它關系到成千上萬人的生命安全,一旦出現質量問題,將會發生災難性后果。因此對航空輪胎的質量就有非常苛刻的要求。當300多噸的飛機著陸時,速度可達每小時200公里,給單個輪胎造成的瞬時壓力有幾十噸,輪胎的溫度由當時環境溫度升到100度以上。

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航空子午線輪胎具有胎體薄、重量輕、散熱快、使用速度高、胎面更耐磨損等特點。為滿足子午線輪胎抵抗飛機在起飛著陸時高載荷、高速沖擊的苛刻服役工況,提高輪胎抗外物刺扎和機械損傷性能,進行輪胎結構設計時可在帶束層和胎面膠之間設計一層帶束層保護層。該保護層既作為輪胎的防刺扎層,有效提高航空子午線輪胎的防刺扎性能,并束緊帶束層,限制帶束層在高速運轉狀態下產生的離心力,提高輪胎在高速狀態下的穩定性。

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目前適用于帶束層保護層的材料主要有對位芳綸和鋼絲簾線。對位芳綸具有強度高、模量大、熱穩定性好等一系列優異性能,用于保護層有利于束緊帶束層,抑制胎面沿輪胎周向的伸長,提高航空子午線輪胎的抗刺扎能力,且芳綸密度僅為鋼絲的1/5,有利于輪胎的輕量化設計。

帶束層保護層骨架材料與橡膠膠料的良好結合,能保證外部荷載有效地通過橡膠基體傳遞到骨架材料上,最大限度發揮骨架材料的承載作用,保證輪胎的安全起飛、著陸和承載能力。但是由于芳綸大分子鏈上有許多體積大的芳環,其活性基團酰胺基受到芳基核的空間位阻屏蔽,且其表面缺乏化學活性官能團,導致芳綸與橡膠的粘合性能不佳。

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本文采用鼎竑離子減薄儀GU-AI9000對飛機輪胎進行減薄前處理,再用EM科特CUBE-Ⅱ臺式電鏡進行觀察。

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實驗部分


儀器減薄參數

電壓:2KV

電流:0.4A

減薄時間:2h

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    離子減薄儀GU-AI9000

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結果與討論


減薄后輪胎內部金線電鏡照片

明場圖像

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暗場圖像

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背散射照片

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結論

使用透射電鏡能夠觀察到離子減薄儀減薄后的輪胎內部金線樣品的晶體結構。通過鼎竑離子減薄儀GU-AI9000前處理,搭配EM科特CUBE-Ⅱ臺式電鏡的顯微觀察,可對飛機輪胎等樣品進行高分辨、高可靠性分析

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