■ 李現(xiàn)全 王炳輝 廉亞星/ 空軍9585 部隊 空軍93066 部隊

0 引言

一架飛機著陸過程中發(fā)生右主輪胎爆破問題，隨后檢查又發(fā)現(xiàn)一起飛機輪胎體鼓包脫層故障。盡管事后查明這兩起故障的原因均為輪胎生產(chǎn)制造質(zhì)量問題，屬于個例或小概率事件，但航空輪胎作為飛機著陸裝置的重要機件，在起飛著陸過程中受壓力、摩擦、場道條件、機件質(zhì)量等綜合因素影響，一旦出現(xiàn)扎（劃）傷、偏磨、拖胎等非正常損壞，極易引發(fā)嚴重的安全事故，危及飛機和人員的安全。

1 飛機輪胎爆破典型現(xiàn)象

飛機輪胎爆破通常發(fā)生在飛機起飛或著陸的滑跑階段，其中主機輪爆破概率一般高于前機輪，現(xiàn)場人員會聽到輪胎爆破時發(fā)出的“砰”或“嗤”等異常聲音。當輪胎爆破發(fā)生在單機輪飛機上時，由于輪胎爆破后壓力不平衡、飛機起落架高度不一致，飛行人員會明顯感覺到飛機抖動，滑行方向也會出現(xiàn)自動偏移。當主輪胎爆破時，飛機一側(cè)機翼隨即下沉，飛機向輪胎爆破一側(cè)發(fā)生傾斜和偏轉(zhuǎn)；當前輪胎爆破時，飛機機體振動或機頭擺動現(xiàn)象明顯，可能使飛行人員看不清儀表。當輪胎爆破產(chǎn)生的碎屑擊中飛機機體或被吸入發(fā)動機時，還會造成飛機機體或發(fā)動機的附帶損傷，嚴重時誘發(fā)飛機操縱失效、漏油、失火等危害性后果，嚴重影響飛行安全。例如，2000 年7 月，著名的超聲速“協(xié)和”號客機起飛時因碾壓跑道上的小鐵條，造成輪胎爆破，引發(fā)飛機失火，導(dǎo)致113人遇難的重大事故；2023 年3 月，一架運12 飛機正常著陸接地，剎車減速后機組人員發(fā)現(xiàn)左主輪胎抖動異響，迅速啟動特情處置程序?qū)w機安全停在跑道內(nèi)，后經(jīng)目視檢查發(fā)現(xiàn)該機左主輪胎爆破。

2 航空輪胎檢查更換標準

現(xiàn)代飛機尤其是軍用飛機為追求高速、低阻、大載重等技戰(zhàn)術(shù)指標，大多具有著陸速度大、剎車使用頻率高、輪胎磨損快等特點。航空輪胎作為重要承力部件，胎冠處設(shè)計有較厚的胎面膠、補強簾線層和緩沖膠等結(jié)構(gòu)，具有良好的減振、耐磨和抗損傷余度；胎肩處是胎面膠和緩沖膠的過度區(qū)，厚度相對較薄，抗損傷余度相對較小。一般情況下，航空輪胎損傷可分為正常磨損和非正常損傷。正常磨損可由勤務(wù)人員按照各型輪胎使用維護技術(shù)標準進行更換，非正常損傷需要勤務(wù)人員在完成輪胎更換工作的同時研究輪胎非正常損傷成因，分析故障機理，采取有效的檢查和防范措施，防止同類問題再次發(fā)生或引發(fā)更嚴重后果。

以某系列飛機使用的無內(nèi)胎輪胎為例，飛機維護技術(shù)手冊中規(guī)定輪胎更換標準為“胎面不允許有鼓泡、脫層、磨損或扎傷露出第二層胎面簾線層”。某型航空輪胎典型結(jié)構(gòu)如圖1 所示，在其使用說明書中規(guī)范的檢查更換標準更為詳細，具體包括：

圖1 航空輪胎典型結(jié)構(gòu)圖

1）胎面正常磨損到指定部位（胎側(cè)有“補強胎面”標識的輪胎，無磨耗坑的磨損到露出第三層簾線，有磨耗坑的磨耗坑磨平或露出第三層簾線；胎側(cè)沒有“補強胎面”標識的輪胎磨損到露出簾線）。

2）胎面、胎側(cè)或其他部位有非表面性鼓泡或脫層。

3）胎圈鋼絲斷裂、刺出；無內(nèi)胎輪胎胎圈簾線損傷。

4）胎面被扎傷或龜裂超過磨損報廢部位；胎側(cè)刮傷或龜裂傷及簾線。

5）橡膠硬化、溶脹變形、變軟（海綿狀）。

6）飛機非正常起飛或著陸。

3 航空輪胎爆破原因分析

通常情況下，只要按照各型飛機維護手冊及技術(shù)說明書的相關(guān)規(guī)定進行檢查和更換工作，航空輪胎能夠承載起飛著陸載荷，保證足夠的安全余度，有效杜絕輪胎爆破問題發(fā)生。但是在特殊情況下，當航空輪胎遭受偏磨、割（劃）傷、腐蝕、灼傷等非正常損傷，或在生產(chǎn)過程中遺留有胎體砂眼漏氣、硫化不足等原始缺陷時，航空輪胎的性能指標不同程度地有所下降，一旦超出其實際承載極限，將發(fā)生輪胎爆破等災(zāi)難性后果。在實際工作中，航空輪胎的具體損傷情況千差萬別，有時很難清晰界定損傷后的處置標準界限。下面對外場常見的輪胎損傷類型和維護經(jīng)驗進行梳理總結(jié)，為勤務(wù)人員提供參考。

3.1 多種因素誘發(fā)，胎冠非正常磨損造成輪胎爆破

1）胎冠不均勻磨損。輪胎氣壓過高將減弱輪胎彈性及與場道的摩擦力，加劇胎冠中心區(qū)域磨損；輪胎氣壓過低將造成機輪偏軟，使兩側(cè)胎壁受力增大，造成胎冠兩側(cè)胎肩區(qū)域磨損快于中心區(qū)域。如發(fā)生此種情況，應(yīng)及時測量并將輪胎氣壓調(diào)整到標準值，如胎冠磨損部分區(qū)域已達到技術(shù)說明書更換標準，需及時更換輪胎。

2）胎冠不規(guī)則磨損。胎冠不規(guī)則磨損一般是指類似研磨磨損和“S”形磨損。類似研磨磨損一般是由于飛機承受突然且強烈的側(cè)力或強行大角度轉(zhuǎn)彎造成的。“S”形磨損一般出現(xiàn)在前輪上，主要是由于機輪支撐襯套間隙過大或起落架軸間隙過大造成的。此時，應(yīng)徹查故障原因，及時調(diào)整飛機技術(shù)性能參數(shù)。當胎肩處緩沖膠磨損過薄或胎體簾線層提前暴露時，需要更換輪胎。

3）胎冠點狀磨損。機輪自動剎車系統(tǒng)偶發(fā)故障或帶剎車著陸等易造成胎冠的點狀磨損。此時，輪胎磨損部位形成切線平面，嚴重時飛機滑跑過程中機翼出現(xiàn)抖動現(xiàn)象。當點狀磨損僅傷及胎面膠時，可正常監(jiān)控使用；當點狀磨損延伸到補強簾線層或胎體簾線層時，需要更換輪胎。剎車系統(tǒng)故障偶發(fā)性強，故障原因和部位隱蔽，危害后果嚴重，極易造成點狀磨損爆胎（見圖2），需高度重視。

圖2 胎冠點狀磨損爆胎

3.2 人為操縱錯誤，機輪過量聚熱造成輪胎爆破

1）胎冠橡膠灼傷。胎冠橡膠灼傷一般是由于在雨后濕滑或冰雪跑道上著陸滑胎，或是在慣性（速度）傳感器的不靈敏范圍內(nèi)滑行轉(zhuǎn)彎拖胎造成的，灼傷處呈現(xiàn)卵形，有橡膠灼燒的臭味，按壓灼傷處橡膠明顯變軟、發(fā)黏。應(yīng)及時更換輪胎并檢查道面拖胎痕跡；結(jié)合判讀飛參，分析故障節(jié)點相關(guān)數(shù)據(jù)，準確查找問題原因，采取措施防止類似問題再次發(fā)生。

2）胎體過熱。飛機滑行過程中，輪胎中的橡膠和簾線等彈性材料因反復(fù)變形會運動發(fā)熱。在正常條件下，這種運動發(fā)熱不會損傷輪胎，但在氣壓不足、超載著陸、超輪胎極限速度等情況下，輪胎內(nèi)部溫度會顯著升高。當超過臨界溫度時，胎體橡膠、簾線等材料的強度、黏結(jié)力和耐久力顯著下降，可能發(fā)生脫層或破裂。早期征兆表現(xiàn)為胎冠凸起鼓包、局部不均勻磨損或橡膠分層，出現(xiàn)這些癥狀的輪胎必須馬上更換。

3）輪胎基部燒傷。使用鋼質(zhì)剎車盤的飛機，如果剎車使用過多，剎車盤會積聚大量熱能，一方面造成剎車效率下降，另一方面向外傳導(dǎo)的高溫會導(dǎo)致輪胎基部橡膠溫度急劇升高或部分融化，出現(xiàn)橡膠變軟、變色、發(fā)粘、有燒傷臭味、防錯位標線變色脫落等。如發(fā)生在炎熱的夏季，不良的散熱條件可使輪胎在大約10min 后達到溫度最高值，此時易發(fā)生爆胎。如出現(xiàn)這種損傷，應(yīng)及時采取風(fēng)冷或水冷的方式為機輪降溫，并視情更換輪胎。

3.3 勤務(wù)保障不良，機輪受意外傷害造成輪胎爆破

1）胎冠割（劃）傷、扎傷。胎冠扎傷一般是由于跑道不清潔，輪胎碾壓過剝落的石子或遺落的螺釘?shù)入s物，對輪胎造成的點狀損傷。胎冠割傷表現(xiàn)形式多樣，一般常見的有“V”形割傷和縱向割（劃）傷?！癡”形割傷一般發(fā)生在飛機快速滑跑時輪胎被跑道上的凹槽或開裂的邊緣造成傷害?？v向割（劃）傷一般是由于輪胎剎車時被跑道上的凸起尖銳物損傷。發(fā)生該損傷時，應(yīng)立即暫停放飛，由場務(wù)人員詳細清掃檢查跑道，確實排除問題隱患后才能恢復(fù)飛行。受損輪胎如傷及補強簾線層或者胎體簾線層時，輪胎需要更換。航空輪胎胎冠典型損傷如圖3 所示。

圖3 胎冠扎傷、橫向割傷、縱向劃傷

2）胎面腐蝕。在飛機進行周期維修工作時，如燃油、液壓油、信那水、清洗劑等有機溶劑不小心潑灑在飛機輪胎上沒有立即清除，會造成胎體橡膠發(fā)生溶脹，硫化膠的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)會發(fā)生變化，致使橡膠的強度及其力學(xué)性能降低。特別是飛機漏油導(dǎo)致輪胎長時間浸泡在燃油中，對輪胎強度造成的損傷尤為嚴重。一旦出現(xiàn)上述污染，應(yīng)立即用輪胎清洗劑清洗污染處，再用肥皂水和清水徹底沖洗。對于長時間受腐蝕或浸泡的輪胎，應(yīng)立即更換。

3）胎面老化。飛機長期停放時，如機輪暴露在風(fēng)雨和臭氧中，受日光照射等因素影響，飛機輪胎會與空氣中的氧、臭氧等發(fā)生氧化反應(yīng)，導(dǎo)致橡膠分子鏈發(fā)生斷裂或過度交聯(lián)，引起橡膠性能的改變，表現(xiàn)為表面龜裂、硬化、軟化、粉化等。當出現(xiàn)該種情況時，應(yīng)視具體損傷程度進行相應(yīng)處理。

3.4 日常維護不當，機輪超條件使用造成輪胎爆破

1）輪胎壓力過大或過小。輪胎壓力不足時，輪胎過度變形加大，簾線層所受的剪力和拉伸力增加，在滑行階段輪胎在高速運動的負荷下接地面積增大，胎側(cè)反復(fù)曲撓變形生熱快，使輪胎的溫度迅速升高，降低簾線的抗拉強度和各層間的黏著力，可能產(chǎn)生輪胎脫層、鼓泡，甚至爆破。輪胎壓力過大時，滑行中輪胎壓力超過規(guī)定值，輪胎簾線層張力增大，接地面積減小加劇輪胎的滑行磨損，突然遇到意外沖擊時易發(fā)生簾線層斷裂或輪胎爆破（見圖4）。

圖4 胎壓過大磨損爆胎

2）胎體與輪轂錯位。胎體與輪轂錯位會造成損傷（撕裂）內(nèi)胎、機輪封嚴失效等問題，主要原因是氣壓低、結(jié)合面胎毛未處理、遺留油脂、輪轂防滑紋過淺等。勤務(wù)人員在組裝機輪時應(yīng)按要求進行輪轂、輪胎結(jié)合面的清潔工作，每次進行航前、航后檢查時應(yīng)重點復(fù)查機輪上的防錯位標識，對有錯位的輪胎及時進行更換。

3）封嚴不好漏氣。輪胎漏氣會造成氣壓過低，加劇胎面磨損。常見的漏氣原因有活動輪緣密封圈封嚴失效、充氣嘴底座封嚴失效、氣門芯松動以及異物卡滯、輪轂或胎體有砂眼、過量剎車造成熱熔塞熔融等。每次航前準備時，勤務(wù)人員應(yīng)目視檢查飛機各輪胎氣壓是否正常，夏季剎車過熱后應(yīng)及時采取降溫措施，新組裝的機輪裝機前應(yīng)靜置不少于12h，對漏氣的機輪應(yīng)徹查原因，慎重處置。

4 預(yù)防航空輪胎爆破維護對策

4.1 從設(shè)計上提升輪胎性能

航空輪胎設(shè)計制造部門應(yīng)根據(jù)航空輪胎必須具備的承載負荷大、高熱性能好、抗磨能力強、連續(xù)滑行有保障等技術(shù)指標，綜合飛機外場環(huán)境惡劣、航時長跨度大、海拔高度及環(huán)境溫度變化快等使用特點，從設(shè)計源頭上改善輪胎的設(shè)計性能指標，提高輪胎生產(chǎn)過程中的工藝管控和質(zhì)量監(jiān)督，強化輪胎外場使用過程中的耐腐蝕、耐扎傷、耐磨損等能力，提高航空輪胎的使用可靠性。

4.2 從維護上強化保障質(zhì)量

勤務(wù)人員應(yīng)做好飛機輪胎的日常檢查和防護工作。飛機停放時應(yīng)及時罩好輪胎罩布，特別是炎熱季節(jié)應(yīng)盡量避免太陽光直接照射，減少輪胎橡膠被氧化的機會。在實施維護工作時，應(yīng)防止維護油脂或有機溶液滴落到輪胎上。加強日常胎壓檢查，保持壓力在正常范圍內(nèi)。加強對著陸剎車裝置的檢查，航后重點檢查機輪是否出現(xiàn)過熱現(xiàn)象。當發(fā)現(xiàn)機輪軸承油脂因高溫變稀流出時，應(yīng)及時更換潤滑脂。當發(fā)現(xiàn)胎面有老化、龜裂等問題時，應(yīng)及時更換輪胎。

4.3 從使用上嚴格按章操作

飛行人員應(yīng)嚴格按照飛行手冊和運行章程操縱飛機，加強對飛機著陸減速系統(tǒng)的學(xué)習(xí)研究，提升對剎車裝置功能原理的認知，學(xué)懂弄通輪胎爆破可能發(fā)生的原因、現(xiàn)象、時機和危害。另外，加強對飛機起飛和著陸階段輪胎爆破特情處置的模擬訓(xùn)練，避免飛機起飛著陸速度大、急剎車、帶剎車滑行等可能造成輪胎爆破的不安全事件的發(fā)生。

4.4 從保障上抓好處置演練

機場維護人員應(yīng)嚴格按機場運行規(guī)范檢查維護機場道面，確保道面平整無裂縫、無雜物。雨雪結(jié)冰天氣應(yīng)及時清理跑道上的積水（雪、冰），保證飛機起飛著陸時跑道的正常摩擦因數(shù)。強化機場勤務(wù)人員的應(yīng)急處置能力培訓(xùn)，不斷完善輪胎爆破防范預(yù)案，強化特情處置訓(xùn)練，確保遇到情況能夠快速響應(yīng)、準確處置，盡可能降低輪胎爆破對飛行安全的不利影響。