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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

時間:2023/11/20閱讀:166
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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(nèi)部各種強大的功能實現(xiàn),它關(guān)系到成千上萬人的生命安全,一旦出現(xiàn)質(zhì)量問題,將會發(fā)生災(zāi)難性后果。因此對航空輪胎的質(zhì)量就有非常苛刻的要求。當(dāng)300多噸的飛機著陸時,速度可達(dá)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(dāng)時環(huán)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(jìn)行輪胎結(jié)構(gòu)設(shè)計時可在帶束層和胎面膠之間設(shè)計一層帶束層保護(hù)層。該保護(hù)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(zhuǎn)狀態(tài)下產(chǎn)生的離心力,提高輪胎在高速狀態(tài)下的穩(wěn)定性。

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目前適用于帶束層保護(hù)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(wěn)定性好等一系列優(yōu)異性能,用于保護(hù)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(shè)計。

帶束層保護(hù)層骨架材料與橡膠膠料的良好結(jié)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(fā)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(huán),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(xué)活性官能團,導(dǎo)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(jìn)行減薄前處理,再用EM科特CUBE-Ⅱ臺式電鏡進(jìn)行觀察。

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實驗部分


儀器減薄參數(shù)

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(jié)果與討論


減薄后輪胎內(nèi)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(jié)論

使用透射電鏡能夠觀察到離子減薄儀減薄后的輪胎內(nèi)部金線樣品的晶體結(jié)構(gòu)。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(jìn)行高分辨、高可靠性分析

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