民用航空器輪胎維護探討

吳曉春

摘要：作為航空器的重要構(gòu)件，航空器輪胎是否完好對于航空器運行的安全性和可靠性具有重要作用。本文首先介紹了航空器輪胎損傷的原因及對航空器造成的影響，然后具體探討了民用航空器輪胎維護的策略，以期為相關(guān)維護和技術(shù)人員提供參考。

關(guān)鍵詞：民用航空器；輪胎；維護

航空器輪胎是飛機進行正常起落的重要裝置，作為飛機與地面進行直接接觸的傳遞構(gòu)件，輪胎不僅能夠在著陸與起飛中確保飛機進行正常的剎車與滑跑，還能夠?qū)w機起降中形成的巨大沖擊力與能量進行吸收，具有承受飛機重復(fù)起降中的熱力程和交變應(yīng)力的作用。因此，加強有關(guān)民用航空器輪胎維護的研究，對于改善航空器輪胎的運行質(zhì)量和使用壽命具有重要的現(xiàn)實意義。

1. 民用航空器輪胎損傷原因及對航空器造成的影響

1.1民用航空器輪胎損傷的原因

民用航空器損傷的原因主要分為內(nèi)因和外因兩種。內(nèi)部發(fā)熱爆裂主要由輪胎的生產(chǎn)質(zhì)量和裝機的可靠性來決定。而外來物的損傷則包括航空器對防止剎車系統(tǒng)出現(xiàn)故障、機組操作不恰當、飛行區(qū)周圍雜物等對輪胎的損害等，其中飛行區(qū)周圍雜物的影響是造成輪胎損傷的主要原因。根據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計，在2009年1月1日至2012年1月1日的時間范圍內(nèi)，民航企業(yè)內(nèi)共出現(xiàn)了4568次輪胎損傷時間，其中某民航局在3個月的時間里就接到報告輪胎損傷時間大大160起，而實際的損傷數(shù)量還遠遠超出這些。目前國內(nèi)諸多機場都出現(xiàn)因航空器輪胎爆胎而緊急關(guān)閉跑到事件，這嚴重影響了民用航空器運行的安全性和可靠性。[1]

（1）對航空器輪胎容易造成損傷的飛行區(qū)雜物主要有：機坪上由不同保障車輛上遺落的外來物，如車輛掉落的金屬構(gòu)件、螺帽、螺釘、車輛散落的雜物等；在航空器進行貨物裝卸過程中由行李運送車輛、貨艙或貨物本身遺落的外來物，如金屬行李箱牌、貨物金屬頭及扎帶、鎖頭、木箱鐵釘、碎玻璃、拉桿箱滾輪等；機務(wù)人員在排除故障時遺留的金屬工具、剪落的鋼制保險絲、航空器上更換下的結(jié)構(gòu)部件等；航空器上遺落的小型金屬品，如滑行燈碎落的玻璃等；站坪道、滑行道、跑道等路面破損遺留的混凝土土塊等。

（2）過熱環(huán)境溫度的影響。在飛機升降過程中，輪胎需要滿足的要求有：保證在飛機起飛時具有長距離和高速度滑行、承受巨大承載力的能力；保證飛機著陸過程中能夠吸收大部分的沖擊震動并將動態(tài)剎車負荷傳遞到路面的能力；在長期紫外線影響下，能夠具有較強的耐天候老化性能；良好的可靠性和使用壽命，且骨架材料需采用高性能、高強度的綜合材料。而在高溫影響下，航空輪胎的胎體簾線和橡膠強度會不同程度的降低，進而出現(xiàn)熱熔、軟化、裂解等問題。如在高溫狀態(tài)下，錦綸簾線的抗張強度會大幅度下降，在溫度增加至260℃時錦綸簾線便會出現(xiàn)融化狀態(tài)。所以，過熱溫度條件下航空輪胎的錦綸簾線及橡膠會發(fā)生不同程度的裂解與老化，在長時間的運行影響下極易出現(xiàn)爆破問題。

（3）飛機升降過程的滑行距離較長。航空器輪胎內(nèi)部的溫度受到滑行距離與滑行速度的影響，滑行距離越長、滑行速度越快，航空器輪胎內(nèi)部的升溫就越快越高，這便大大增加了輪胎受損的可能性。在部分機場由于發(fā)動機推力的下降，容易引起飛機增速較慢，由此延長了滑行距離，在滑行距離增加的通遼市也增大了機輪動能的吸收，進而引起機輪溫度生熱過快。由于航空輪胎在長距離滑行、高速度、高負荷等狀態(tài)下運行，使得胎面容易形成不可恢復(fù)性膨脹變形，繼而引起胎面掉塊或爆胎。

（4）胎圈爆破。部分機場海拔高度較大，其空氣密度較低，機場的散熱通風(fēng)過程較為困難。在飛機著陸接觸地面后部分動能要利用機輪剎車裝置的摩擦轉(zhuǎn)化為大量的熱能，當熱能傳遞到輪輞然后再傳遞到航空輪胎時，會造成航空輪胎溫度的持續(xù)升高。由于航空輪胎的胎圈與輪輞緊密接觸，其受到的溫度影響最為嚴重。在散熱條件差、胎圈材料多、空氣密度小、橡膠導(dǎo)熱性能低等多種條件的作用下，機輪處的熱量大量聚集，造成輪胎胎圈持續(xù)承受高溫作用，進而導(dǎo)致輪胎胎圈斷裂、脫層或爆破。因此在民用航空器輪胎維護和檢查中應(yīng)當注重胎圈等薄弱部位。[2]

1.2輪胎損傷對航空器造成的影響

航空器輪胎的通常使用壽命為150~200次正常起落，其在胎體完好程度滿足各項性能要求的條件下可以重復(fù)翻新使用4~6次。民用航空器的輪胎損傷很容易導(dǎo)致爆胎事故，這對于航空器的運行的安全性產(chǎn)生極為嚴重的影響。通常航空器輪胎需要承載上百噸的重量在跑道上進行高速工作，特別在起降過程中，由于滑行距離較長、滑行速度過快，輪胎會受到更為強大的沖擊載荷，即使輕微的輪胎損傷也可能導(dǎo)致爆胎的發(fā)生，這對航空器運行的安全性與經(jīng)濟性非常不利。爆胎時，不僅容易造成航空器襟翼、機翼油箱、框架結(jié)構(gòu)、機身蒙皮等損壞，很可能造成航空器滑行軌跡出現(xiàn)偏移，進而使航空器偏離滑行軌道引發(fā)嚴重事故。此外，航空器起落架收起后發(fā)生的爆胎還會造成起落架艙內(nèi)的應(yīng)急與液壓系統(tǒng)裝置出現(xiàn)損壞，引發(fā)航空器飛行操縱失靈，對空中的飛行安全帶來嚴重威脅。

2. 民用航空器輪胎維護策略

2.1輪胎的保養(yǎng)檢查

在輪胎使用過程中，應(yīng)當在輪胎表現(xiàn)不良狀態(tài)的情況下對輪胎及時更換。（1）胎面損傷需要保養(yǎng)的情況有：胎面變形或鼓包而引起內(nèi)部簾布層出現(xiàn)分離；胎面花紋條底部出現(xiàn)部分割口，且在鄰近割口處的橡膠材料已經(jīng)發(fā)生翹起；胎面出現(xiàn)明顯的橫向裂口，其在裂口方向有沿一定角度擴大的跡象。（2）胎面損傷需要撤換的情況有：外層的帶束層或簾布層出現(xiàn)嚴重破損或輪胎發(fā)生平點問題；在胎體鼓包的影響下出現(xiàn)內(nèi)部脫層；胎側(cè)的割口延伸到外層簾布；由于滑移或溫度過熱的影響造成輪緣橡膠焦燒或發(fā)生顯著的硫化返原。[3]

在將輪胎輪輞等組件進行拆卸前應(yīng)當先對損傷部位進行記號標記然后再充分放氣；對于確定報廢使用的輪胎不能再進行充氣，因為輪胎的沿圓周線可能已經(jīng)出現(xiàn)爆裂；在拆卸壓力損失的輪胎錢應(yīng)當先對輪胎壓力下降的原因進行分析檢查；在采用氣流結(jié)冰的方法進行輪胎拆卸時應(yīng)當確保輪胎已完全放氣，以保證氣門嘴帽、控制排氣壓力與氣門芯完好無損。

2.2輪胎使用時的維護

（1）在航空器輪胎及飛機的維護檢查后應(yīng)當確保螺母、工具、修理材料、螺釘、螺帽等清理干凈；正常使用中的輪胎應(yīng)當定期對充氣壓力等進行檢查，仔細檢測氣門嘴與氣門芯等部位的氣密性是否正常，對閥門與熱熔塞的使用程度進行估計評價，檢查輪輞總成是否出現(xiàn)變形、受損、裂紋等問題；在飛機升降前都應(yīng)當檢查航空輪胎充氣壓力是否在規(guī)定標準以內(nèi)，并對胎面的磨損與花紋深度狀況進行檢測，對輪胎出現(xiàn)的變形、割口、扎傷、脫層等異常問題要及時記錄與標記。

（2）對于標準充氣壓力、額定速度與負荷的輪胎，禁止出現(xiàn)在地面以高速帶動剎車機輪滑行的情況，且在跑道積水剎車性能較低的狀況下應(yīng)當避免提前放置前輪，以防止由于跑道摩擦系數(shù)低、滑行距離長而造成輪胎損傷的問題。

（3）應(yīng)當盡可能避免剎車鋼套的熱量向航空輪胎傳遞，在進行長時間的飛行著陸后應(yīng)當對機輪進行全面檢查，若機輪溫度超出額定值，應(yīng)當在其自然冷卻后再飛行。

（4）由于路面、彎道、機坪、滑行道等處的排水槽、裂口、凹坑、雜物、接縫等都容易造成輪胎的損壞，因此應(yīng)當每周使用機械設(shè)備對全部區(qū)域進行清潔清掃，每天行走一圈對清潔狀況進行檢查并撿走異物。

2.3輪胎充氣

對于航空器輪胎，充氣壓力較低會使輪胎的下沉量及變形量加大，從而降低輪胎的承載能力，引起輪胎胎肩部位發(fā)生嚴重磨損，甚至?xí)斐商ンw爆炸；充氣壓力較高時則會引起飛機滑行的異常振動，造成設(shè)備或起落架的損傷，且容易使輪胎拉伸距離過長、引起中部異常磨損，進而降低輪胎使用壽命。因此，充氣時應(yīng)當注意以下幾點：（1）在航空器輪胎充氣前應(yīng)當先用專業(yè)的輪胎氣壓表對輪胎壓力進行測量，確保輪胎充氣壓力在規(guī)定標準以內(nèi)時才能繼續(xù)使用；對于持續(xù)運行后在溫度增加影響下引發(fā)輪胎內(nèi)部充氣壓力升高的應(yīng)當禁止進行放氣；（2）若在負荷狀態(tài)下對航空輪胎進行充氣，應(yīng)當確保實際充氣壓力比標準充氣壓力高4%；對于機輪上正常使用的航空輪胎，在充氣時應(yīng)當先以標準充氣壓力進行充氣，然后在室溫條件下空置12h以上后補充充氣至標準充氣壓力，再空置24h后檢查充氣壓力，若下降壓力超出5%以上，則應(yīng)當對機輪總成和航空輪胎的氣密性進行全面檢測，在處理漏氣問題后才能繼續(xù)使用；（3）在進行航空輪胎充氣時，應(yīng)當確保氣體中無水分或油液等雜質(zhì)。[4]

2.4輪胎存放

在航空輪胎存放時應(yīng)當避免陽光直射，并采用永黑塑料布或刷藍漆進行遮擋，且保證庫房內(nèi)無靜電放電設(shè)備或產(chǎn)生臭氧設(shè)備；存放航空輪胎的庫房不應(yīng)當防止化學(xué)腐蝕品、飛機燃料、汽油、液壓油等溶劑；內(nèi)胎最好先進行輕微充氣后再進行存放，且避免直接將內(nèi)胎掛于鐵釘?shù)燃怃J物體上。

結(jié)束語：

輪胎維護的質(zhì)量好壞將直接關(guān)系到民用航空器運行的安全性和可靠性，因此，相關(guān)維護和技術(shù)人員應(yīng)當加強對輪胎損傷問題原因和規(guī)律的分析，做好日常的維護與保養(yǎng)，以促進輪胎使用壽命與使用質(zhì)量的提高。

3.參考文獻

[1]王順益,劉凱.高原型航空輪胎的使用和維護[J].現(xiàn)代橡膠技術(shù). 2010,06(10):61-62

[2]張萍.我國航空輪胎及其標準發(fā)展概況[J].橡膠科技市場. 2011,13(14):74-75

[3]李曰煜.飛機輪胎的檢查、翻新、修理和變更[J].現(xiàn)代橡膠技術(shù). 2010,12(29):62-63

[4]張萍.航空輪胎的使用與維護[J]. 現(xiàn)代橡膠技術(shù).2011,05(35):57-58