■ 李現全 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制造質量問題，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、機件質量等綜合因素影響，一旦出現扎（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，滑行方向也會出現自動偏移。當主輪胎爆破時，飛機一側機翼隨即下沉，飛機向輪胎爆破一側發(fā)生傾斜和偏轉；當前輪胎爆破時，飛機機體振動或機頭擺動現象明顯，可能使飛行人員看不清儀表。當輪胎爆破產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)現左主輪胎抖動異響，迅速啟動特情處置程序將飛機安全停在跑道內，后經目視檢查發(fā)現該機左主輪胎爆破。

2 航空輪胎檢查更換標準

現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，胎冠處設計有較厚的胎面膠、補強簾線層和緩沖膠等結構，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。正常磨損可由勤務人員按照各型輪胎使用維護技術標準進行更換，非正常損傷需要勤務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胎輪胎為例，飛機維護技術手冊中規(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構如圖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 航空輪胎典型結構圖

1）胎面正常磨損到指定部位（胎側有“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；胎側沒有“補強胎面”標識的輪胎磨損到露出簾線）。

2）胎面、胎側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說明書的相關規(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驗進行梳理總結，為勤務人員提供參考。

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，使兩側胎壁受力增大，造成胎冠兩側胎肩區(qū)域磨損快于中心區(qū)域。如發(fā)生此種情況，應及時測量并將輪胎氣壓調整到標準值，如胎冠磨損部分區(qū)域已達到技術說明書更換標準，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力或強行大角度轉彎造成的?！癝”形磨損一般出現在前輪上，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，應徹查故障原因，及時調整飛機技術性能參數。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抖動現象。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滑行轉彎拖胎造成的，灼傷處呈現卵形，有橡膠灼燒的臭味，按壓灼傷處橡膠明顯變軟、發(fā)黏。應及時更換輪胎并檢查道面拖胎痕跡；結合判讀飛參，分析故障節(jié)點相關數據，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。早期征兆表現為胎冠凸起鼓包、局部不均勻磨損或橡膠分層，出現這些癥狀的輪胎必須馬上更換。

3）輪胎基部燒傷。使用鋼質剎車盤的飛機，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，另一方面向外傳導的高溫會導致輪胎基部橡膠溫度急劇升高或部分融化，出現橡膠變軟、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。如出現這種損傷，應及時采取風冷或水冷的方式為機輪降溫，并視情更換輪胎。

3.3 勤務保障不良，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等雜物，對輪胎造成的點狀損傷。胎冠割傷表現形式多樣，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，應立即暫停放飛，由場務人員詳細清掃檢查跑道，確實排除問題隱患后才能恢復飛行。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，硫化膠的網狀結構會發(fā)生變化，致使橡膠的強度及其力學性能降低。特別是飛機漏油導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。一旦出現上述污染，應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，應立即更換。

3）胎面老化。飛機長期停放時，如機輪暴露在風雨和臭氧中，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，導致橡膠分子鏈發(fā)生斷裂或過度交聯，引起橡膠性能的改變，表現為表面龜裂、硬化、軟化、粉化等。當出現該種情況時，應視具體損傷程度進行相應處理。

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，胎側反復曲撓變形生熱快，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）內胎、機輪封嚴失效等問題，主要原因是氣壓低、結合面胎毛未處理、遺留油脂、輪轂防滑紋過淺等。勤務人員在組裝機輪時應按要求進行輪轂、輪胎結合面的清潔工作，每次進行航前、航后檢查時應重點復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，勤務人員應目視檢查飛機各輪胎氣壓是否正常，夏季剎車過熱后應及時采取降溫措施，新組裝的機輪裝機前應靜置不少于12h，對漏氣的機輪應徹查原因，慎重處置。

4 預防航空輪胎爆破維護對策

4.1 從設計上提升輪胎性能

航空輪胎設計制造部門應根據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，從設計源頭上改善輪胎的設計性能指標，提高輪胎生產過程中的工藝管控和質量監(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量

勤務人員應做好飛機輪胎的日常檢查和防護工作。飛機停放時應及時罩好輪胎罩布，特別是炎熱季節(jié)應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。加強對著陸剎車裝置的檢查，航后重點檢查機輪是否出現過熱現象。當發(fā)現機輪軸承油脂因高溫變稀流出時，應及時更換潤滑脂。當發(fā)現胎面有老化、龜裂等問題時，應及時更換輪胎。

4.3 從使用上嚴格按章操作

飛行人員應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的學習研究，提升對剎車裝置功能原理的認知，學懂弄通輪胎爆破可能發(fā)生的原因、現象、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。雨雪結冰天氣應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。強化機場勤務人員的應急處置能力培訓，不斷完善輪胎爆破防范預案，強化特情處置訓練，確保遇到情況能夠快速響應、準確處置，盡可能降低輪胎爆破對飛行安全的不利影響。