世界航空轮胎业现状及其发展趋势

世界航空轮胎业现状及其发展趋势王松威 关伟平除了水上飞机和滑撬式起落架直升机之外，航空轮胎是所有飞机不可或缺的部件。

航空轮胎通常有3大功能：⑴承载飞机在地面时的全部重量，缓冲飞机起飞、降落和滑行时产生的振动和冲击；⑵辅助飞机在地面上滑行；⑶飞机在地面上最主要的操纵系统，向跑道传递制动力，为转向提供侧向力。

负荷大、速度高、下沉量大、变形大、充气内压高是航空轮胎最常见的特点。

航空轮胎必须特别耐冲击、耐刺扎、耐温升，能够满足抗外物致损的要求，能够经受住飞机高速起飞产生的强大离心力和着陆接地瞬间的巨大冲击力。

为了保证飞机安全起飞、降落，航空轮胎必须同时具备赛车轮胎的速度能力、巨型工程机械轮胎的负荷能力。

因此，它是轮胎产品家族中的一个特殊分支，通常被归入特种轮胎和非道路轮胎的范畴。

由于航空轮胎的特殊性，其制造、销售、质量控制都有着一套与汽车轮胎完全不同的运作模式和管理体系。

除了上述特点外，航空轮胎的特殊性还表现在它的产业集中度非常高，关键技术掌握在少数几家企业手中，市场容量不大，技术要求、安全要求非常高，市场准入门槛高等。

此外，就某种意义而言，航空轮胎还是一种战略物资。

1. 全球航空轮胎市场状况航空轮胎市场与航空业的发展息息相关，与航空机队的规模大小、起降频度成正比。

世界航空业由4部分组成：⑴商业航空；⑵支线航空；⑶通用航空；⑷军用航空。

据法国米其林集团公司2008年特种轮胎年报披露，2007年上述各部分占全球航空市场份额分别为商业航空52%，支线航空15%，通用航空10%，军用航空23%。

其中全球支线航空市场分布情况是：美洲52%，欧洲31%，亚洲17%。

预计在未来20年内，世界经济保持GPD年均增长3.1%，全球航空客运市场将随之增长4.9%，货运市场增长6.1%。

目前全球每年需要消耗超过900万条各种规格、型号的航空轮胎，其中民用航空轮胎700多万条，军用航空轮胎200多万条。

出于降低航空运营成本以及翻新轮胎在航空业中的长期成功应用，近年来翻新轮胎消耗量在民用航空领域已达到需求量的2/3；在通用、军用航空领域已达到需求量的1/3。

若按一条新胎相当于两条翻新胎计，全球航空轮胎的市场容量折合成市值约为50亿美元。

庞大的通用机群主要分布在美国、加拿大、欧洲等发达国家，通用航空轮胎市场主要份额也落在这些国家和地区（如图1所示）。

图1 全球通用航空轮胎市场分布航空轮胎总体子午化率约为30%（如图2所示），同时呈现地区性的发展不平衡，其中欧洲、航空轮胎需求分布见图3。

从图中可见，过半数消费发生在北美地区，其次是欧洲、中东和独联体，亚太地区排在最后，预示发展潜力也最大。

在2010年前，全球范围内民用航空轮胎需求增长率为5%，但印度、中国将远远超过平均水平，分别达到9.8%和10%。

改革开放以来，我国经济发展突飞猛进，民用航空业也随之得到长足发展，旅客运输量和货物运输量屡创新高，年均发出航班总数140万班次左右。

民航机队规模逐年扩大，每年新交付飞机超过100架。

据中国民航总局公布的最新数据，截止2007年底民航机队现役飞机总数达到1144架。

目前民航市场对轮胎的总需求量为每年16万条，其中新胎5万条左右，翻新轮胎10～11万条。

子午化率为10%，每年约需14万条斜交轮胎，2万条子午线轮胎。

通用航空指的是除固定商业航班、公共航空货运之外的航空活动，包括从事工业、农业、林业、渔业和建筑业的作业飞行以及医疗卫生、抢险救灾、气象探测、海洋监测、科学实验、教育训练、旅游观光等方面的飞行活动。

与发达国家相比，我国通用航空事业发展尚仍处于较低的水平，并曾一度出现衰退现象。

但近年来已经扭转萎缩局面，飞机保有量稳定在400架左右。

年需要轮胎约4万条，其中新胎约3万条，翻新胎约1万条。

该领域子午化率不到5%。

我国军用航空业一直处于有序、稳定发展当中，现有军机约1500架，年需要轮胎约5万条。

全部是新胎，不使用翻新胎。

子午化率为3%左右。

综上所述，目前国内航空轮胎市场总容量约为25万条，其中新胎13万条，翻新胎12万条。

除军用轮胎由本土企业制造、供应外，民用轮胎，尤其是新胎，85%以上从国外进口。

多年来，国内各大航空公司期待有本土制造商出现，理由是有利于降低采购风险，提高侃价能力。

为了适应我国民用航空业的不断发展，目前国家已组织力量自主研发支线客机和大型干线客机。

此外，今后仍需引进更多的各型飞机。

据专家预测，到2025年中国的民航机队规模将达到4500～5000架。

另一方面，在世界其他国家，通用飞机保有量占到民用飞机保有量的85%以上，但目前我国该比例还不到40%，发展空间巨大。

因此航空轮胎需求量将不断增加，可以预测，届时将需要约90万条各种规格、型号的航空轮胎。

2. 航空轮胎产业概况全球现有17家规模不等的企业生产航空轮胎，总计22间航空轮胎厂，其中法国米其林集团公司占4间，美国固特异轮胎橡胶公司、英国登禄普航空轮胎公司各占2间，日本普利司通公司、日本横滨橡胶公司、中国蓝宇航空轮胎发展公司等14家企业各占1间。

米其林集团公司、普利司通公司、固特异轮胎橡胶公司三大家占据全球市场主要份额（如图4所示）。

米其林集团公司是世界第一家制造子午线航空轮胎的企业，目前占据全球子午线航空子市场60%份额。

中国化工橡胶桂林有限公司蓝宇航空轮胎发展公司有35年制造和翻新航空轮胎的经验，是我国第一家研发成功子午线航空轮胎的企业，技术先进，经验丰富。

2008年1月17日，我国首条子午线航空轮胎成功通过国家标准规定的各项静态和动态试验，达到装机要求，中国子午线航空轮胎实现了“零”突破。

中国化工橡胶桂林有限公司曙光橡胶工业研究设计院在研制过程中，形成了一系列自主技术，并使用了与北京橡胶工业研究设计院联合开发的新型复合材料，产品拥有完全自主知识产权。

曙光橡胶工业研究设计院子午线航空轮胎的研制成功，打破了西方发达国家对这一技术长达28年的垄断，使中国成为世界上第五个有能力研发、制造、试验子午线航空轮胎的国家，国内目前清一色斜交航空轮胎的局面也从此得到根本改变。

3. 航空轮胎技术发展趋势目前乃至最近10年内，航空轮胎技术发展趋势是结构子午化、骨架芳纶化。

传统的斜交航空轮胎，其骨架结构是一个由多层帘布叠合而成的壳体，其中每一层的帘线都与胎面中线呈一定的角度，同时层与层之间交叉排列。

在胎体之上有缓冲层，主要起保护胎体的作用。

这种形式的骨架结构没有明显的刚柔度分区，其胎侧部位和胎冠的力学性能几乎相同（如图5所示）。

总而言之，斜交航空轮胎是依靠胎体获得最佳性能，缓冲层不起主要作用。

子午线航空轮胎就不同了，其骨架结构是由性能相异的两部分组成：⑴胎体帘线由一个胎圈延伸到另一个胎圈，并以相对于与胎面中心线大体为90°的角度排列；⑵在胎体之上相当于轮胎与跑道接触的部位，是一条由刚性很好的材料（尼龙、芳纶或混杂纤维帘线）制成的几乎不能伸张的环形带，也就是带束层。

由于胎体帘线在层与层之间没有交叉，所以在外力作用下法向变形大，兼之帘布层数少，所以胎体柔软，弹性好，而带束层紧箍胎体，保持轮胎的周向长度不发生变化。

从力学性能分析，子午线航空轮胎是依靠带束层来承受内压引起的大部分应力和因着陆带来的冲击力，带束层的作用就像是一条坦克履带，在轮胎滑行时传递各种作用力，同时保证轮胎具有所要求的外形尺寸。

胎侧是承受曲挠变形的主要部位，呈柔性；胎冠和胎圈则呈刚性。

胎肩是刚性胎冠和柔性胎侧的交接过渡区域。

结构的差异带来力学性能的差异，从而产生使用性能的差异。

打个形象的比方，子午线航空轮胎就像是一条装在气动弹簧上的、外包弹性保护层的坦克履带，胎体相当于气动弹簧，带束层是坦克履带，胎面及胎侧是弹性保护层。

“柔软的胎体＋刚性的带束层”是子午线航空轮胎的全部精华，这种“刚柔组合”协同作用，从而使子午线航空轮胎具有传统斜交航空轮胎无法比拟的优异性能。

因此，与斜交结构相比，子午线结构的航空轮胎具有如下优势：⑴耐磨耗，起落次数比斜交航空轮胎多50%～100%，亦即一条子午线航空轮胎相当于一条半或两条斜交航空轮胎，减少更换轮胎的费用；⑵重量比斜交航空轮胎轻5%～25%。

用子午线结构取代斜交结构时，航空轮胎规格越大，重量减轻越多。

空客A380改用子午线轮胎后，总重量减轻360 kg，平均每条轮胎减轻16.4 kg。

该型客机载荷为33吨，起降速度378 km/h，共有22条轮胎；⑶滚动中圆度好，操纵灵敏度高5%～15%，制动效率高10%；⑷抗刺扎、耐切割，防爆破性能好；抓着力大，抗侧滑；缓冲性能好，减轻振动对机械部件的损坏；对突然的、不可预见的故障敏感，并能够给空勤人员提供有用的线索，如外形变化和不圆度；⑸滚动阻力比斜交航空轮胎低30%，重量轻5%～25%，换算成燃料消耗，可节油10%以上。

虽然子午线航空轮胎具有如此多的优点，然而，相对于汽车轮胎，航空轮胎对安全性能的要求更高，受到限制的外部条件也更多，譬如适航认证、OEM（原配件）供应商资格、航空公司的配合等等。

自从法国米其林集团公司于1980年试制成功世界第一条子午线航空轮胎后，虽然引发全球航空轮胎企业跟进研发，但是基于对飞机配件安全性的特殊要求，在其后的20年中，大部分资源（上至适航管理部门、下到生产企业本身）都放在研究、论证、检验子午线航空轮胎的安全性、可翻新性以及与斜交航空轮胎的接口上。

极度的谨慎，结果是直至上世纪末，全球航空轮胎子午化率仍然徘徊在10%的门槛。

如果不是协和事件，民用航空轮胎子午化的步伐还将是停滞不前。

2000年7月25日法国航空公司的一架协和超音速客机在巴黎郊外坠毁，造成113人死亡。

事故调查结论是，机场跑道上的金属碎片扎破轮胎，轮胎爆破产生的橡胶块击穿飞机油箱，从而酿成惨祸。

按照机场地面管理规范，跑道上不应有任何异物。

显然此次事故责任不在轮胎。

但是，当时业界提出“轮胎制造商能否提供抗外物致损性能更好的轮胎”。

2000年底法国米其林集团公司接受法国航空公司的委托，开发为协和复出准备的NZG轮胎。

NZG 的全称为Near Zero Growth，汉译为近零胀大。

据介绍，NZG轮胎具有如下特点：⑴采用芳纶纤维作骨架材料，辅以改进骨架层结构，使轮胎膨胀率只有3％，故称“近零胀大”，而且重量比同规格斜交轮胎轻20％；⑵轮胎爆破后形成的碎块体积较小，平均重量不到1磅；⑶试验证明，抗外物致损性能非常好。

在承受协和飞机工作负荷（将近23吨）的条件下，NZG轮胎和用作对比的斜交航空轮胎分别以低速（20km/h）及高速（324km/h和382km/h）碾过30cm长锐利钢刃。

NZG轮胎无漏气和掉屑；斜交航空轮胎爆破，无法参与下一项试验。

碾过钢刃的NZG轮胎接着进行3次滑行-起飞-着陆-滑行试验，结果一一顺利通过。