无断点编织，轮胎技术的下一次跃迁？

　　“超高速时代”正在快步向我们走来，地面交通逼近“贴地飞行”，2小时跨越太平洋的高超音速飞机被各国竞相追逐。在这场竞赛中，轮胎能否满足超高速、超大载荷使用工况要求并拥有更长的使用寿命?

　　一项名为“无断点编织轮胎”设计制造关键技术的原始创新成果给出了肯定答案，并在近日上海举行的2026世界弹性体科技与工程论坛和第二十四届中国国际橡胶技术展览会上引发广泛关注。

　　断点之痛

　　“普通民航飞机起飞速度在280公里/小时左右，着陆时260公里/小时，但战斗机、高原起降的民用飞机有的速度已经达到350公里/小时;汽车轮胎的速度也在大幅提升，甚至有企业提出500公里/小时的研发目标。满足这样要求的轮胎我们能不能做?”无断点编织轮胎设计制造关键技术的主要发明人、哈尔滨工业大学王友善教授，一见到记者就抛出了这个问题。

　　“一条常规载重轮胎的带束层、胎体层共有3000多个断点，超高速、超高载荷下，这些断点就是隐患，就会有问题。只有从根源上改变轮胎结构，才有可能消除这种隐患。”王友善教授给出了自己的观点。

　　子午线轮胎在重载、高速、强冲击等极端服役工况下，之所以容易出现胎体脱层、帘线抽出、结构开裂乃至突发性爆胎等问题，轮胎成型工序中存在骨架材料裁断这一工艺环节是主要原因之一。

　　“骨架材料裁断、分层贴合的成型工艺会导致胎体和带束层存在大量断点。这些断点与橡胶基体结合性差，极易形成破损的薄弱界面。断点处也就容易脱粘，导致轮胎破损、使用寿命大幅缩短。”王友善教授进一步解释道。

　　“编织”轮胎

　　沿用了几十年的轮胎结构是否有进一步改变提升的可能?是否可以消除成型工艺导致的胎体和带束层断点，从而大幅改善轮胎性能、延长轮胎使用寿命?如果让一整根钢丝顺着胎体螺旋缠绕到底，是不是就可以从根本上解决断点问题?

　　2009年，受螺旋弹簧启发，“编织轮胎”的想法在王友善教授的脑海中逐渐形成。随后十多年，编织轮胎成为哈工大跨学科团队的攻坚课题，一场从“离散并联”到“连续一体”的胎体承载结构范式变革研究开始了。

　　减少断点带来的隐患，要从轮胎结构层面寻求突破。2009年，王友善团队研发的“全钢丝子午线轮胎的0°带束层及工艺和采用该结构的轮胎”获得发明专利。该技术让钢丝帘线走向与轮胎滚动方向近乎平行，沿圆周方向周向连续缠绕，大量减少了接头断点，提升了胎面抗爆抗冲击能力。

　　带束层断点问题有所缓解，但结构更复杂的胎体层断点问题仍未解决。“如何消除胎体层的断点”成为王友善教授反复思考的问题。

　　团队通过首创的轮胎螺旋连续钢丝层空间曲梁力学理论，建立了Ω螺旋结构力学模型与全套力学控制方程。这一理论精准推导结构受力、位移、应变、应力的关联机制，填补了国际编织轮胎力学研究的空白。王友善教授介绍，经理论测算，相较于传统轮胎，新型编织轮胎在承受外部载荷时，变形减少了近20%，结构稳定性、受力均匀性实现了质的提升，为新型轮胎设计奠定了核心理论基础。

　　理论成真

　　“AI智能算法大大加速了轮胎设计的效率。”王友善教授说，依托原创理论，团队自主研发了编织轮胎弧长参数化设计与分析平台TYABAS-WT。在传统子午线轮胎设计平台基础上，通过融入螺旋结构几何参数、力学参数，结合AI智能算法，实现了轮胎静力学、稳态滚动、启停制动、滚动阻力、温度场、磨耗、噪声等全性能智能设计与仿真评价，大幅提升轮胎设计的精准度与适配性。

　　在工艺与装备层面，团队创新提出单丝三维连续编织成型工艺，取消了传统钢丝帘线压延、钢丝帘子布裁断工序，新增单丝挂胶挤出、胎体筒整体编织两道核心工序，保留了成熟的成型、硫化工序，兼顾了技术创新性与生产线适配性。在此基础上，团队攻克钢丝张力均匀控制、空间曲线精准轨迹成型等核心难题，自研胎体连续编织专用装备，成功研制出高性能WT-13R22.5全钢丝编织轮胎，打通小批量试制全工艺流程。经实际测试，该轮胎高速耐久达到110小时以上。

　　至此，团队构建了涵盖理论、软件、工艺、装备的全链条原创技术体系，实现了无断点编织轮胎从理论构想、仿真设计到量产成型的完整突破，为轮胎轻量化、长寿命、高耐久升级提供了技术支撑。目前，团队已斩获19项国内外发明专利，构建了完善的技术专利体系。

记者手记

协同的力量

　　理论创新有很多，但能转化为工业生产的在国内却不多。

　　编织轮胎为什么能迈向产业化?答案或许藏在一件汗渍像笑脸的衬衫中。

　　“车间温度高，不动都一身汗，干完活汗水在衣服上析出一圈盐渍，学生拍给我看，说像个笑脸，这也算苦中作乐。”王友善教授的这番话代表了什么?是艰苦的高温试验环境，更是开放合作的产业环境。

　　“这项技术的成功，离不开跨学科协同的力量、离不开轮胎企业的大力支持。”采访中王友善教授说得最多的不是技术，而是合作。

　　无断点编织轮胎技术是跨学科技术。为攻克它，王友善教授牵头组建跨学科研发团队，汇聚哈尔滨工业大学6个学院、7个学科的12名骨干教师，形成力学结构设计、材料配方研发、智能装备制造、绿色工艺优化、仿真数据分析的全维度研发矩阵。力学学科研究结构理论，机械与控制学科研发成型装备，材料与化工学科优化橡胶配方，环境学科打磨绿色工艺，多维度协同破解轮胎行业技术瓶颈。

　　编织轮胎也是工业化技术。为推进工程化验证，在轮胎企业的支持下，团队长期扎根生产车间，在40多摄氏度的高温环境中坚守一线、调试设备、优化工艺，用躬身实干推动实验室技术向工业化产品落地。新体系涉及的控制技术和编织技术，正是因为有轮胎开放实验场景，才能更快迈过工程化这道关。

　　“从理论雏形到关键技术突破，编织轮胎已经完成了“0到1”的跨越。装备改进、效率提升、品质保障，希望所有人都能参与进来，群策群力，未来轮胎产业的格局，我想会发生巨大变化。”这是王友善教授的期望，也是我们的期许。