C919が再び新路線を開設。小さな航空タイヤが何百トンもの重さの飛行機をどうやって運ぶのでしょうか?

□ 緑の松になるという原則を尊重しない

最近、中国東方航空の世界初のC919旅客機（機体番号B-919A）が上海虹橋空港から広州白雲空港まで飛行し、国産大型航空機による4回目の商用定期路線運航が正式に開始された。国産大型航空機C919の商用運航には、高速・高衝撃条件下でも正常に作動する航空用タイヤが欠かせません。中型旅客機は積載時の重量が数百トン、大型旅客機は積載時の重量が200トンを超え、超大型旅客機は積載時の重量が400トン程度になることもあります。小さな航空機のタイヤがどのようにしてこれほどの重量に耐えられるのでしょうか?

航空タイヤは航空機部品の中でもクラスAに属し、航空機の重要な構成部品です。航空機が離着陸する際、航空タイヤは滑走、重量支持、衝撃力の軽減といった重要な役割を果たします。航空機の離着陸時間は短く、航空用タイヤは瞬時に機能する必要があります。そのため、航空タイヤはタイヤ製造業界におけるトップ製品であり、航空機の急速な更新に伴い、航空タイヤに対する要求はますます厳しくなっています。

現在、我が国の航空タイヤは、厳しい技術要件、高い材料指標、複雑な構造設計などの問題に直面しています。航空機の離着陸回数によりタイヤには一定の摩耗が生じ、使用中に航空タイヤの交換または更新サイクルが発生します。したがって、材料は航空タイヤ開発の基礎となります。航空タイヤを航空機開発のニーズに適合させるために、航空タイヤ材料の研究開発と応用が現在の焦点となっています。

航空機用タイヤ骨格材料には大きな可能性があります。一般的なスケルトン材料には、ナイロンコード、アラミドコード、ポリケトンコード、カーカスコード、ベルトコードなどがあります。残念ながら、現時点では、すべての要件を満たす単一の材料はありません。異なる材料の利点を最大限に活用するために、研究者は複合コードを設計しました。複合コードは、主に撚り複合コードと芯鞘構造複合コードの2種類に分けられます。このように、改良された複合コードを使用することで、航空タイヤのニーズをよりよく満たすことができます。

まもなく初飛行を迎えるC919機が、2023年5月に上海虹橋空港の駐機場で撮影された（出典：新華網）

最近、中国科学院長春応用化学研究所が開発したバイオニック合成ゴム航空タイヤが大きな進歩を遂げ、わが国が天然ゴムを農産物から工業製品に転換し、地理的な場所に対する天然ゴムの品質の厳しい要求を克服し、輸入に頼らず、市場の需要に応じて生産量を動的に調整できるようになり、原材料から設計、製造、評価、検証まで、航空タイヤの全チェーンの技術的ボトルネックを解決したことを示しています。バイオニック合成ゴム航空タイヤは、バイオニック合成ゴムとデジタルタイヤ産業ソフトウェアという2つの独自の技術革新を「0」から「1」に達成し、我が国の天然ゴムの戦略的安全保障に新たなソリューションを提供しました。

航空機タイヤの構造を設計することによってのみ、航空機タイヤは継続的に改良され、発展することができます。合理的な構造設計により、航空機タイヤの性能と耐用年数を向上させることができます。航空機のタイヤは主にカーカス、トレッド、サイドウォール、ビード、ベルトの5つの部分で構成されています。応力が集中するとタイヤビードの温度が上昇し、変形が大きくなります。航空機用タイヤの設計においては、外側の輪郭、トレッド、カーカスなどの最適化された設計が非常に重要です。構造設計により、航空機タイヤのさまざまなコンポーネントを調整して、優れた性能を生み出すことができます。トレッド構造を改良することで、航空タイヤの半径方向の圧縮応力を軽減し、耐久性と耐摩耗性を向上させることができます。サイドウォールを直線状に設計することで、縦方向の剛性を効果的に向上させ、タイヤビードの圧縮変形をなくし、耐久性を向上させることができます。

したがって、先進的な材料の研究開発とタイヤ構造の継続的な最適化こそが、航空タイヤが数百トンの重量に耐えられる理由です。ゴム材料、骨格材料、生産技術、設備の継続的な進歩は、我が国の自主航空タイヤの発展に「土壌」を提供してきました。新素材の研究開発、構造の最適化、新技術の開発は、航空タイヤの自立化と現地化に向けた開発方向です。

（著者のモ・ズンリは西北師範大学の教授兼博士課程の指導者であり、チェン・チンソンは西北師範大学の大学院生である）