广州市黄埔区永龙大道东侧,新龙镇迳头村与大坦村交界处,两个锃亮的巨型“轮胎”拔地而起,一立一卧“依偎”于山间,显得尤为神秘。
这是被国家发改委纳入重大区域发展战略建设(粤港澳大湾区建设方向)的3个广东省项目之一——全国首个航空轮胎动力学大科学装置,也是国内唯一的航空轮胎动力学综合试验平台。
航空轮胎动力学大科学装置。通讯员 刘斌 摄
12月18日,黄埔区、广州开发区举办第四季度重大项目集中竣工投试产暨专精特新产业园启动活动,86个竣工投试产项目里,航空轮胎动力学大科学装置赫然在列。
广东粤港澳大湾区黄埔材料研究院副院长王杰告诉南都记者,航空轮胎动力学大科学中心项目已建成,共有7台套大科学装置,目前首台套装置已安装启动,“我们争取在明年6月份,所有装置都能投入使用,为国家取得独立的适航标准建立保障。”采访中,王杰道出了该中心有效解决我国航空轮胎“卡脖子”问题的关键所在。
首台套大科学装置已安装启动
2020年8月,广州市公共资源交易中心发布了一则航空轮胎大科学中心项目招标公告。内容显示,广州黄埔将建全国首个航空轮胎动力学试验大科学装置,解决航空轮胎“卡脖子”问题。
据悉,从去年起,黄埔区便以实施“一十百千万”科技计划为牵引,全力推进建设太赫兹国家科学中心、人类细胞谱系大科学研究设施、航空轮胎动力学大科学装置等重大科技设施,加快推进形成广深港澳科技创新走廊。
航空轮胎大科学中心鸟瞰图。
航空轮胎大科学中心项目总建筑面积约3.8万平方米,规划投入约17亿元,依托中科院长春应化所黄埔先进材料研究院建设。就在今年7月,黄埔区发展改革局在该区官网公布,航空轮胎大科学中心项目入选重大区域发展战略建设(粤港澳大湾区建设方向)2021年中央预算内投资计划,获得投资补助1亿元,全省仅有3个项目获得补助。
备受瞩目之下,航空轮胎大科学中心“破土而出”,并加速建成。它以航空轮胎动力学大科学装置为核心,建设与之配套的航空轮胎硬核科技中心和航空轮胎制造试验基地。又以航空轮胎、高端轮胎的当前和未来发展需求为导向,主要开展新型弹性材料设计开发、颠覆性智能弹性体材料、弹性体复合材料界面科学、航空轮胎前沿理论、轮胎数字孪生等相关研究工作。
其中,航空轮胎大科学装置外观形如两个巨型轮胎,竖立的“轮胎”高52.3米,“躺平”的“轮胎”高23.45米,直径为90米。
项目将建设大科学装置区、硬核科技中心区、黄埔先进材料研究院科研区、综合办公及后勤服务区、学术交流中心综合体、研究生活动区等六大功能板块,建成后将成为世界一流水平的航空轮胎研发与创新基地。
据王杰介绍,航空轮胎大科学中心共有7台套动力学大科学装置,主要应用于评价航空轮胎着陆瞬间摩擦后磨损的动力学工况,首台套装置已安装启动。“我们建成的首台套大科学装置是国际上最先进的大科学装置,能为我国取得独立的适航标准打下坚实基础。”她说。
解决原材料和独立适航标准两大难题
轮胎产业是全球的万亿级产业。根据米其林2020年财报对全球轮胎产销数据统计结果,2020年,全球轮胎总销量约为15.77亿条。国家统计局数据显示,2020年中国橡胶轮胎外胎累计产量为8.18477亿条。王杰指出,全球轮胎产业总产值约1.8万亿元,我国轮胎产能占全球近40%,但利润率只占2%。“我们是轮胎制造大国,但并不是制造强国。由于利润率非常低,导致我国轮胎公司抗风险能力非常差。”
此前,全国首个航空轮胎动力学试验大科学装置的配套工程启动建设。 通讯员 李剑锋 摄
实际上,国内不少轮胎企业已具备航空轮胎的研发和生产能力,却长期面临“卡脖子”的两大关键,这也成了航空轮胎大科学中心建设的初衷和历史使命。
王杰解释称,其一在于生产航空轮胎所需的基础原材料。我国由于所处的地理纬度,无法生产高标号天然橡胶。航空轮胎动力学大科学装置则可通过橡胶合成的方式,仿生合成高标号的“特一号”橡胶。
其二在于解决我国航空轮胎至今尚未建立独立适航标准的问题。“航空轮胎内部结构有17层,能做成不等于可靠。”王杰指出,航空轮胎是一种可靠性要求极高的应用产品,涉及人的生命安全和国际影响力。现阶段,航空轮胎的评测标准体系完全掌握在国外,导致国产航空轮胎并未真正实现装机使用,国内全部采用国际轮胎。
缺失独立的适航标准体系,导致我国缺少国际话语权。“装机之后,大家敢不敢试用自己的轮胎,这也是一个民族自信心的问题”,王杰强调,“国家投入那么强大的科技力量,我们更想做的一件事,就是建立民族自信心。”
“我们争取在明年6月份,所有大科学装置都能投入使用,为国家取得独立的适航标准建立保障。”王杰希望,建立独立的适航体系后,第一步是在两年内实现国产航空轮胎能应用于国内民航,第二步则是对于国际航空轮胎能否用在中国飞机上,要掌握自主话语权。
推动核心技术向高端轮胎领域转化
“国际上具备最先进的轮胎生产技术,它就能够引领轮胎产业的发展,而我国目前只是最大并未做强,轮胎产业急需科学技术引领产业升级。”王杰表示。
2020年中央经济工作会议明确提出要“强化国家战略科技力量”,包括充分发挥国家作为重大科技创新组织者的作用,坚持战略性需求导向,确定科技创新方向和重点,着力解决制约国家发展和安全的重大难题。
今年,航空轮胎大科学中心项目入选重大区域发展战略建设(粤港澳大湾区建设方向)2021年中央预算内投资计划,从中不难发现,国家对战略科技力量发展的重视程度可见一斑。
“政府在航空轮胎大科学中心项目投入17亿资金,可以说是举全国之力,集聚各层次人才到黄埔。我们也希望在黄埔形成以航空轮胎为代表的轮胎技术制高点,将轮胎生产技术辐射到普通的乘用车上。”王杰指出,例如新能源汽车轮胎。
她认为,国家正大力发展新能源汽车,而粤港澳大湾区在新能源汽车产业领域发展领先。航空轮胎大科学中心有望将航空轮胎研发技术适配于新能源汽车,利用航空轮胎数字化软件的自主开发能力来开发新能源汽车轮胎。她透露,广东粤港澳大湾区黄埔材料研究院计划成立相应公司,以新兴技术推动新兴产业发展。
未来,航空轮胎大科学中心将不断发挥中科院长春应化所、中科院长春应化所黄埔先进材料研究院在橡胶合成及其复合材料、计算机模拟设计等方面的学科基础、人才队伍、应用研究及工程化技术优势,把研发过程中形成的关键材料和设计制造等核心技术转化到民用航空轮胎和其他高端轮胎领域,实现军民技术相互支持、相互促进、资源共享,最终在广州建成具有世界一流水平的航空轮胎研发与创新基地。
采写:南都记者 莫郅骅
编辑:莫郅骅