相錚 楊侖 葉青 龍躍梅

黨的二十大報(bào)告指出：“堅(jiān)持把發(fā)展經(jīng)濟(jì)的著力點(diǎn)放在實(shí)體經(jīng)濟(jì)上，推進(jìn)新型工業(yè)化，加快建設(shè)制造強(qiáng)國(guó)、質(zhì)量強(qiáng)國(guó)、航天強(qiáng)國(guó)、交通強(qiáng)國(guó)、網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)、數(shù)字中國(guó)。實(shí)施產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)再造工程和重大技術(shù)裝備攻關(guān)工程，支持專精特新企業(yè)發(fā)展，推動(dòng)制造業(yè)高端化、智能化、綠色化發(fā)展?！?/p>

航空輪胎對(duì)飛機(jī)的安全性和可靠性至關(guān)重要，對(duì)沖擊、承載、生熱和耐磨等技術(shù)指標(biāo)有著極為苛刻的要求。放眼全球，航空輪胎行業(yè)的核心技術(shù)長(zhǎng)期掌握在國(guó)外少數(shù)大公司手中，對(duì)我國(guó)而言，要想闖出一條路，唯有靠科技創(chuàng)新。近年來(lái)，隨著國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)的研發(fā)、問(wèn)世，相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈逐步升級(jí)，國(guó)產(chǎn)航空輪胎迎來(lái)飛速發(fā)展的契機(jī)。

研發(fā)團(tuán)隊(duì)勇闖“三道關(guān)”

“我們就像在一間黑屋子里，連門在哪里、有沒(méi)有門都不知道?！边@是中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所（下簡(jiǎn)稱“長(zhǎng)春應(yīng)化所”）所長(zhǎng)楊小牛承擔(dān)航空輪胎研發(fā)任務(wù)時(shí)的真實(shí)想法。

照貓畫(huà)虎，生產(chǎn)出一條航空輪胎不難，通過(guò)偶爾的測(cè)試也不難，但要實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)、質(zhì)量追上甚至超越國(guó)外品牌，技術(shù)全鏈條自主可控，并真正地進(jìn)入良性軌道，具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，獲得商業(yè)化成功，必須要闖過(guò)材料研發(fā)、工程化和市場(chǎng)化“三道關(guān)”。

這個(gè)過(guò)程正應(yīng)了楊小牛常常警醒團(tuán)隊(duì)成員的一句話：“科學(xué)，沒(méi)有捷徑可以走，沒(méi)有彎道可以超。”

橡膠材料是研發(fā)航空輪胎亟須攻克的第一道難關(guān)。橡膠被譽(yù)為“黑色黃金”，作為重要的戰(zhàn)略物資和工業(yè)原料，橡膠在國(guó)防軍工、航空航天、交通運(yùn)輸?shù)戎T多領(lǐng)域具有不可替代的地位。

要實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定供給、大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)、自主可控的目標(biāo)，就需要人工合成橡膠。長(zhǎng)春應(yīng)化所在此領(lǐng)域有著悠久、深厚、光榮的歷史和積淀。1950年，我國(guó)第一塊合成橡膠——氯丁橡膠就誕生于此；該所20世紀(jì)70年代研制成功的鎳系順丁橡膠生產(chǎn)技術(shù)至今仍處于世界領(lǐng)先水準(zhǔn)。

長(zhǎng)春應(yīng)化所研究員白晨曦帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)接過(guò)前輩手中的火炬，致力于高性能仿生合成橡膠的制備和工程化工作。要達(dá)到航空輪胎的使用標(biāo)準(zhǔn)，需要讓人工合成橡膠具有天然頂級(jí)煙片膠類似的性能。其關(guān)鍵是在合成橡膠分子鏈上以特殊的方法嵌入蛋白質(zhì)和磷脂。

“我們就像在無(wú)人之地奔跑，有目標(biāo)，路卻需要自己走?！卑壮筷卣f(shuō)。從技術(shù)路線到配方選擇，從合成裝備到仿生枝接……數(shù)年時(shí)間彈指一揮，他和團(tuán)隊(duì)成員埋頭尋找材料的最優(yōu)解。

北國(guó)春城捷報(bào)頻傳：小試、中試成功，百噸級(jí)、千噸級(jí)開(kāi)車成功，材料配方迭代了很多次，還將根據(jù)未來(lái)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要繼續(xù)迭代下去。長(zhǎng)春應(yīng)化所的科研人員們?cè)跓o(wú)人的荒野中蹚出一條康莊大道。

國(guó)產(chǎn)航空輪胎走出實(shí)驗(yàn)室

自東北一路南下，3 000千米之外的廣州，大科學(xué)裝置的建設(shè)如火如荼。

從黃埔軍校舊址向東北出發(fā)25千米，就能遠(yuǎn)遠(yuǎn)地看到矗立在廣州市黃埔區(qū)新龍鎮(zhèn)的一座輪胎形狀的建筑——這里就是建設(shè)中的航空輪胎大科學(xué)中心。

在這里，先進(jìn)試驗(yàn)設(shè)備——航空輪胎高加速試驗(yàn)臺(tái)的“日程表”早已被排得滿滿當(dāng)當(dāng)。伴隨著尖銳刺耳的巨大聲響，短短幾秒鐘內(nèi)，輪胎運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)速加速至300千米。這模擬了飛機(jī)起飛的全過(guò)程，輪胎的各項(xiàng)數(shù)據(jù)通過(guò)傳感器、攝像頭被全方位記錄下來(lái)，以備進(jìn)一步分析。

像這樣的大型試驗(yàn)設(shè)備一共有7套。眼下，它們要做的就是評(píng)估航空輪胎裝在飛機(jī)上是否安全可靠。

廣東粵港澳大灣區(qū)黃埔材料研究院（下簡(jiǎn)稱“埔材院”）研究員崔榮耀興致盎然地介紹著每一處場(chǎng)地的功用，描繪著航空輪胎試驗(yàn)的場(chǎng)景，仿佛真的有起落架從高空砸下，產(chǎn)生了輪胎的形變、起落架的擺振。

崔榮耀對(duì)未來(lái)充滿希望，他與眾多科研工作者有一個(gè)共同的目標(biāo)：解決航空輪胎工程化問(wèn)題。

標(biāo)準(zhǔn)是一款產(chǎn)品適用與否的關(guān)鍵，但航空輪胎的標(biāo)準(zhǔn)就像一個(gè)“盲盒”：現(xiàn)有測(cè)試數(shù)據(jù)、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)大多由國(guó)外材料翻譯而來(lái)，知其然卻不知其所以然?！昂娇蛰喬?dòng)力學(xué)大裝置就是要解決這個(gè)問(wèn)題?！贝迾s耀說(shuō)。

一系列先進(jìn)的試驗(yàn)裝置可以還原輪胎在真實(shí)使用場(chǎng)景中的表現(xiàn)，搜集并建立包括航空輪胎、汽車輪胎、特種輪胎等幾乎所有下游產(chǎn)品的數(shù)據(jù)庫(kù)，利用數(shù)字孿生、模擬地面動(dòng)力學(xué)等實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)現(xiàn)由基礎(chǔ)理論、硬核科技共性技術(shù)再到工業(yè)產(chǎn)品研發(fā)的突破。

舉例來(lái)說(shuō)，科研人員需要對(duì)航空輪胎對(duì)抗沖擊、大承載、低生熱和高耐磨等多個(gè)矛盾性參數(shù)進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，充分平衡它們之間的性能關(guān)系，實(shí)現(xiàn)高可靠要求。這需要模擬實(shí)際工況進(jìn)行測(cè)試，預(yù)測(cè)出輪胎一共能完成的起降次數(shù)。

在實(shí)踐中，航空輪胎有時(shí)會(huì)經(jīng)受- 50～- 60 ℃的低溫環(huán)境以及降落時(shí)升至150 ℃的溫度劇變，有時(shí)需要在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到起飛速度，有時(shí)需要在干燥、結(jié)冰的跑道上起降……

“為了實(shí)現(xiàn)航空輪胎的高可靠性，我們需要了解其全生命周期的表現(xiàn)，希望將其壽命末期出現(xiàn)爆胎的情況控制在特定部位，甚至精準(zhǔn)到哪一次出現(xiàn)。”楊小牛說(shuō)。

在傳統(tǒng)意義上，輪胎尤其是航空輪胎迭代的鏈條、周期較為漫長(zhǎng)；如今，幾乎可以保持動(dòng)態(tài)更新。巨大的跨越源于顛覆性的核心算法、完全獨(dú)立自主的數(shù)字輪胎工業(yè)軟件。在軟件中，輪胎的各項(xiàng)數(shù)據(jù)、受力情況等要素一目了然，大大縮短了原有的流程和開(kāi)發(fā)時(shí)間。

負(fù)責(zé)軟件開(kāi)發(fā)的項(xiàng)目研究員葉峰表示，該軟件從核心算法上進(jìn)行了顛覆性的創(chuàng)新，使用了基于等幾何原理的底層算法求解策略，同步實(shí)現(xiàn)輪胎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與性能預(yù)測(cè)，加速了產(chǎn)品制造的迭代進(jìn)程，形成了多個(gè)規(guī)格型號(hào)的航空輪胎產(chǎn)品的并行開(kāi)發(fā)能力。

從材料到產(chǎn)品，全鏈條自主可控的國(guó)產(chǎn)航空輪胎走出了實(shí)驗(yàn)室，變成了看得見(jiàn)、摸得著的樣品。

技術(shù)外溢助推行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展

一年365天，登門找技術(shù)的企業(yè)就有近400家，埔材院的門檻幾乎被企業(yè)踏破了。作為新型研發(fā)機(jī)構(gòu)，該院建成了以航空輪胎動(dòng)力學(xué)大裝置為核心的高端輪胎研發(fā)及制造平臺(tái)、芯片化學(xué)材料研發(fā)及制程驗(yàn)證平臺(tái)。

航空輪胎是輪胎行業(yè)皇冠上的明珠，其在材料、工程制備等方面沉淀下來(lái)的技術(shù)有極佳的應(yīng)用轉(zhuǎn)化前景。

埔材院副院長(zhǎng)、研究員王杰舉了個(gè)簡(jiǎn)明易懂的例子：新能源汽車輪胎有加速更快、滾阻更小、承載更大、噪聲更低的要求，而對(duì)掌握有航空輪胎全鏈條技術(shù)的團(tuán)隊(duì)來(lái)說(shuō)，新能源汽車輪胎正是可以大展拳腳的領(lǐng)域。

2021年底，在黃埔區(qū)政府的支持下，埔材院與當(dāng)?shù)仄髽I(yè)共同成立了注冊(cè)資本達(dá)20億元的黃埔輪胎（廣州）技術(shù)有限公司。新能源汽車輪胎、特種輪胎以及更多的前沿技術(shù)在這里快速成長(zhǎng)。

非充氣輪胎被業(yè)界認(rèn)為是輪胎的二次革命，有望解決充氣輪胎在舒適性和操控性上的矛盾，徹底將“爆胎”變成歷史名詞。

在埔材院，年輕的研究員趙曉禮正帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)針對(duì)非充氣輪胎進(jìn)行關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)?！拔覀兊臉悠芬呀?jīng)上路測(cè)試，目前要解決的問(wèn)題是提升最高行駛速度和高速下的連續(xù)行駛能力?！闭勂痦?xiàng)目，趙曉禮信心十足。

風(fēng)乍起，吹皺一池春水。

破除機(jī)制“藩籬”，先進(jìn)而卓有成效的科技創(chuàng)新體制被“復(fù)制粘貼”，在生物醫(yī)用材料、高分子材料等諸多領(lǐng)域得到了創(chuàng)新性的應(yīng)用。

一項(xiàng)有趣的成果轉(zhuǎn)化出現(xiàn)在智能穿戴設(shè)備上，當(dāng)?shù)匾患移髽I(yè)與埔材院達(dá)成長(zhǎng)期戰(zhàn)略合作。該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人張通介紹，這項(xiàng)技術(shù)的來(lái)源是輪胎測(cè)試中經(jīng)常用到的標(biāo)定輪胎形變的接地印痕陣列傳感器，應(yīng)用到智能穿戴設(shè)備上以后，可以更精準(zhǔn)地對(duì)人的心率和血壓等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量。

一系列的技術(shù)外溢為航空輪胎的研發(fā)工作賦予了更多價(jià)值，也為輪胎行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展提供了更多可能。

一批青年才俊成長(zhǎng)為科研骨干

仿生合成橡膠航空輪胎這一項(xiàng)目自啟動(dòng)以來(lái)，僅兩年半的時(shí)間，已基本實(shí)現(xiàn)了全流程技術(shù)鏈條貫通。

無(wú)論是退休返崗的老專家、正值壯年的科研骨干還是初出茅廬的青年科研工作者，都從不同角度表達(dá)了這次項(xiàng)目有點(diǎn)“不一樣”。

用楊小牛的話說(shuō)，項(xiàng)目的“指揮棒”變了。項(xiàng)目瞄準(zhǔn)的不再是論文、獎(jiǎng)項(xiàng)等指標(biāo)，而是圍繞航空輪胎這一國(guó)家需求，在布局伊始就進(jìn)行了一體化的設(shè)計(jì)，高效配置全產(chǎn)業(yè)鏈上的科技力量和創(chuàng)新資源，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)、學(xué)、研、用各環(huán)節(jié)心往一處想、勁往一處使，各種知識(shí)與想法匯集，所有數(shù)據(jù)和成果共享，最終匯聚成了關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)的強(qiáng)大合力。

體制機(jī)制的創(chuàng)新使得整個(gè)項(xiàng)目生機(jī)勃勃?！霸诮M織模式方面，強(qiáng)化產(chǎn)品導(dǎo)向、應(yīng)用導(dǎo)向，形成了‘研究所+企業(yè)+地方三方面聯(lián)合攻關(guān)模式；在人才方面，賽馬制、揭榜掛帥等制度已經(jīng)在項(xiàng)目中得到廣泛應(yīng)用?！睏钚∨Ｕf(shuō)。

作為仿生合成橡膠航空輪胎項(xiàng)目的總負(fù)責(zé)人，最令楊小牛欣喜的不僅是成果，更是在實(shí)戰(zhàn)中凝聚的這支人才隊(duì)伍。1981年出生的郇彥擔(dān)任專項(xiàng)的副總工程師，對(duì)不同專業(yè)領(lǐng)域深入鉆研，開(kāi)展統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，已成長(zhǎng)為跨學(xué)科、跨領(lǐng)域全面發(fā)展的復(fù)合型人才，在重大任務(wù)中展現(xiàn)了自己的才華；1987年出生的葉峰則是工業(yè)軟件的核心科學(xué)家；一批“90后”青年才俊在項(xiàng)目中成長(zhǎng)為獨(dú)當(dāng)一面的骨干。

科研工作者心無(wú)旁騖、全心全意地投入到專項(xiàng)的科學(xué)研究工作中，攻克了一項(xiàng)又一項(xiàng)核心技術(shù)。

國(guó)產(chǎn)航空輪胎正是在這樣的良性循環(huán)中跑出了中國(guó)“加速度”。