科普|为什么飞机降落时不会爆胎呢?
天津科普说 2022-05-29 17:00

飞机已经成了一种常见的现代交通工具,虽然这个庞然大物是靠飞来运输的,但也少不了轮胎。现实生活中,我们看到的那种大货车,它的轮胎都是10个以上,而且个个轮胎都非常的大。

但是在现实中我们所看到的飞机轮胎却很小。轮胎设计那么大,有很大的原因是为了载重,所以大货车的轮胎那么大。那么,问题来了,飞机重达几百吨为何飞机的轮胎却如此的小呢?

轮胎究竟能承受多大压力?

以波音777飞机为例。波音777飞机在准备国际航班飞行的时候飞机总重大约300多吨,而这些重量主要由两翼的主起落架承受。777飞机的一侧主起落架有6个轮子。12个轮子承受了近300吨的重量,平均每个轮子承受了25吨的重量。其次在飞机起飞和着陆的时候,轮胎还要承受很强的垂直方向的冲击载荷和水平方向的减速时的摩擦载荷。飞机的起飞速度在300-350公里每小时,着陆速度在200公里每小时以上,可见轮胎要承受的压力之大。

轮胎可以连续用多久呢?

如果按航班次数来算的话,一个轮胎大概可以使用250个航班。连续使用250个航班之后,轮胎就需要拿去保养。例如对磨损的胎面进行翻新,这种翻新一般可以重复5-6次,也就是说一个轮胎大概可以用1500个航班。

除了要承受的重量和载荷之外,它还需要克服温度的急剧变化。在高空中,温度大约零下50-60度,而减速刹车时的温度大约为150度。

飞机轮胎胎面有一条条沿圆周方向延伸的直沟,而没有横向沟槽;汽车轮胎胎面大多是由周向直沟与横向沟槽组成各式各样的花纹图案。胎面花纹不是为了美观而设计,而是根据性能要求来确定。飞机的滑行与制动要求轮胎具备良好的防水滑功能,飞机轮胎为此设置了周向直沟;而横向沟槽会显著缩短轮胎寿命,因此飞机轮胎没有横向沟槽。飞机轮胎由三种基本材料构成的复合结构,这三种材料是:橡胶、尼龙线、钢丝,这些成分通过硫化粘结在一起。

里面充的什么气?

像波音737飞机的轮胎气压为201到210PSI,是汽车轮胎气压的六倍,其实飞机轮胎里面充的是氮气,那么为什么充氮气呢?

1.提高轮胎行驶的稳定性和舒适性

氮气几乎为惰性的双原子气体,化学性质极不活泼,气体分子比氧分子大,不易热胀冷缩,变形幅度小,其渗透轮胎胎壁的速度比空气慢约30~40%, 能保持稳定胎压,提高轮胎行驶的稳定性,保证驾驶的舒适性;氮气的音频传导性低,相当于普通空气的1/5,使用氮气能有效减少轮胎的噪音,提高行驶的宁静度。

2.防止爆胎和缺气碾行

高温导致轮胎橡胶老化,疲劳强度下降,胎面磨损剧烈,是可能爆胎的重要因素。而与一般高压空气相比,高纯度氮气因为无氧且几乎不含水份不含油,其热膨胀系数低,热传导性低,升温慢,降低了轮胎聚热的速度,同时,氮气的不可燃也不助燃等特性,大大地减少爆胎的几率。

3.延长轮胎使用寿命

氮气分离装置能极大限度地排除空气中的氧气、硫、油、水和其它杂质,有效降低了轮胎内衬层的氧化程度和橡胶被腐蚀的现象,不会腐蚀金属轮辋,延长了轮胎的使用寿命,也极大程度减少轮毂生锈的状况。

4.减少油耗,保护环境

轮胎胎压的不足与受热后滚动阻力的增加,会造成汽车行驶时的油耗增加;而氮气可以维持稳定的胎压,延缓胎压降低,降低了轮胎行走时温度的升高,以及轮胎变形小抓地力提高等,降低了滚动阻力,从而达到减少油耗的目的。

编辑/王静

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