在航空飞机的整体结构中,轮胎是最关键的部分,是影响飞机运行安全的重要因素。有关部门统计发现在发生的飞机失事事故中,有超过一半都是在发生在起飞、降落过程,其中80%与轮胎有关。飞机的航空轮胎在使用过程中总是面临着极端复杂的工况:高速度、高负荷、高充气气压和大形变。在这种极端工况下轮胎的摩擦磨损严重影响飞机的安全性,而我国在该领域的研究缺失,严重制约了大飞机航空轮胎制造业的发展。因此对航空轮胎在这种工况下的摩擦磨损研究势在必行。本文首先根据大飞机航空轮胎在实际应用中的极端工况特点,采用自制的摩擦磨损试验机模拟飞机轮胎降落过程,考察了轮胎在不同条件下的摩擦磨损情况和磨屑粒径分布规律以及四种软化剂橡胶体系的磨损量和磨屑粒径分布情况。实验测试结果表明随着转速和载荷的不断增加,航空轮胎的磨损量不断增加,其中转速对航空轮胎磨损量影响最为明显,载荷次之,而且胎面胶磨耗磨屑颗粒粒径在大于1mm和0.1-0.4mm的区间的质量占比大,而在0.4-1mm区间的质量占比较少。在四种软化剂橡胶体系中,TDAE的橡胶试样磨损量最大,苯乙烯树脂次之,均比DAE的耐磨性能差,而C9石油树脂的磨损量最小,耐磨性最好;而且DAE、TDAE和苯乙烯树脂的橡胶体系磨屑颗粒分布规律相似,均是磨屑粒径在0.1-0.4mm区间的质量占比高,而在大于0.4mm区间的占比少,表明在加入上述三种软化剂的橡胶材料磨屑颗粒粒径都很小;当在橡胶体系中加入软化剂C9石油树脂时,磨屑颗粒的粒径大于1mm的质量占比高,说明在这种橡胶体系下磨屑颗粒物都比较大。为了模拟轮胎着地干湿条件下的摩擦磨损状态,本文采用改进的阿克隆磨耗机,测试了干湿条件下不同滑滚比与橡胶材料磨擦磨损性能的关系。结果表明在干磨耗条件下,轮胎试样的体积磨损量与滑滚比成正比,而在湿磨耗条件下,呈现反比,而且在高滑滚比下,干磨耗的磨损量远远大于湿磨耗的磨损量。通过对干磨耗条件下轮胎试样磨损后的形貌分析,发现磨耗强度随着滑滚比的增加而增强,对应磨屑粒径也不断增大;高滑滚下的磨损表面磨粒大而多,发生了严重卷曲变形。而且不同滑滚比的轮胎试样磨损后表面形貌都可以分为L、M和R三个区域。随着滑滚比的逐渐增大,M区黏着撕裂的程度越来越大,L区和R区的纱马赫图纹没有发生明显的变化。但是在湿磨耗的条件下,整个橡胶条没有明显的三分区,形貌整体均一;当滑滚比较低时磨损表面承受严重的磨粒磨损并且随着滑滚比的增加,磨粒磨损程度逐渐减小,同时卷曲磨损产生。滑滚比增大到一定程度时磨损表面出现黏着疲劳,随滑滚比的继续增加,黏着疲劳程度增加,磨屑逐渐变少几乎消失不见。最后本文通过分子动力学方法模拟了航空轮胎聚异戊二烯橡胶体系在不同温度下的裂解行为。研究表明在升温过程中橡胶分子链数逐渐减少,分子数和分子类型数逐渐增多。在不同温度下,聚异戊二烯橡胶体系温度越高,裂解就越彻底,得到最终小分子产物(C1,C2,C3)就越多,分子种类和分子数量也越多,而裂解的最终产物中C4-C9是最多的,主要为C5H8和C5H9。表明温度的改变只会影响反应的速率和裂解程度,反应路径和最终产物基本不变。选取不同链长体系在同一温度条件下进行裂解,发现随着分子链长度的增大,天然橡胶分子开始发生裂解的速度越来越快,且产生的小分子数量从Nr=10之后出现了明显的增加,在Nr>30的所有体系中,橡胶分子从裂解刚开始数量就为0,表明链长增加会加速裂解,但增加到一定值后产生的裂解情况变化不大。