邓海燕，游凌艳

(中国化工集团曙光橡胶工业研究设计院有限公司，广西 桂林 541004)

航空轮胎领域中国专利现状与分析

Present situation and analysis of Chinese patents in aircraft tire fi eld

邓海燕，游凌艳

(中国化工集团曙光橡胶工业研究设计院有限公司，广西 桂林 541004)

通过以中国知识产权局公开的专利文献数据为基础，对航空轮胎技术领域的创新情况、竞争状态和发展态势进行了分析，希望帮助国内企业了解航空轮胎领域中国专利申请概况和国外企业在华专利布局的信息，从而更好地运用专利信息进行自主创新，并制订适合自身的专利战略。

航空轮胎；飞机轮胎；中国专利

航空轮胎是航空器与地面接触的唯一部件，是直接关系到航空器的安全起降的A类零部件，安全性能责任重大。航空轮胎的常规气压是普通轿车轮胎的8倍，额定负荷是轿车轮胎的13倍，高速旋转时瞬时温度最高可达250 ℃，且在短短几秒内，航空轮胎要承受超强的负荷、瞬间加速和高低温的极端温差；部分特殊航空轮胎还需满足主机提出的更加极端复杂的使用条件，是一种研制难度大的高端科技产品。

我国航空轮胎起步较晚，比世界先进国家整整迟了近50年。经过半个多世纪的不懈努力，我国先后开发出近200多种规格的航空轮胎，满足国产飞机配套、维修需求，部分规格可满足进口大型客机（波音/空客系列）的维修需求。近年来，启动大飞机项目和低空开放，为我国航空轮胎的发展提供了更广阔的空间。

本文从专利的角度全面统计和分析了航空轮胎技术领域的创新情况、竞争状态和发展态势，帮助企业更好地运用专利信息进行自主创新，从而在技术研发中实现高效突破，并对自主研发的技术成果实现更为有效的保护，以创造良好的经济效益。

1 数据来源及相关说明

本文采用的专利文献数据来自国家知识产权局专利检索与服务系统。检索时采用的主要关键词是：飞机轮胎、航空轮胎、航空子午线轮胎；采用的主要IPC分类号是：B60C9（充气轮胎的增强层或帘布层配置）、B60C15（胎沿，例如帘布层翻卷或搭接）、B60C19（其他类目不包含的轮胎部件或结构）、C08K（使用无机物或非高分子有机物作为配料）、C08L（高分子化合物的组成物）、D01D（制作人造长丝、线、纤维、鬃或带子的机械方法或设备）、G01M（机器或结构部件的静或动平衡的测试，其他类目中不包括的结构部件或设备的测试）、G01N（借助于测定材料的化学或物理性质来测试或分析材料）。

有效专利是指已通过技术审查并获得授权，且专利权人按规定缴纳了年费，专利权处于法定保护期限内的专利。在审专利是指已履行申请手续，目前处于接受技术审查阶段的专利。

根据航空轮胎的产业链生态，将航空轮胎技术分为如下三种类型来进行专利统计和分析：

（1）产业链核心技术，包括航空轮胎配方、结构设计、工艺工装和试验检测；

（2）产业链上游技术，主要涉及生产航空轮胎用的原材料，包括生胶、骨架材料和配合剂等；

（3）产业链下游技术，包括航空轮胎产品应用、维修维护、回收再利用等。

2 专利数量及分布状态

截止到2014年12月31日，在航空轮胎领域共有103项中国专利申请，产生有效专利66项，其余37项目前在审。申请人（专利权人）来自27家企业/机构和2位自然人，其中外国企业/机构3家。数据规模见表1，申请人（专利权人）名录见表2。

表1 航空轮胎专利数据检索数量及其分布状态

表2 航空轮胎技术专利申请人（专利权人）名录

3 核心技术专利统计与分析

涉及航空轮胎产业链核心技术，包括航空轮胎配方、结构设计、工艺工装和试验检测的专利申请共有75项，其分布状态见表3，申请人（专利权人）排名见图1。

航空子午线轮胎是斜交轮胎的更新换代产品，性能先进，优势明显。与航空斜交轮胎相比，子午线轮胎更耐磨耗，使用寿命更长，抗刺扎、耐切割，防爆破性能更好。在75项航空轮胎产业链核心技术专利中，航空子午线轮胎专利有14项，其分布状态见表4。

中国化工集团曙光橡胶工业研究设计院有限公司（以下简称：曙光院）是国内唯一的特种轮胎专业科研单位和重要的航空轮胎生产基地，也是目前国内率先掌握航空子午线轮胎技术并取得唯一装机使用资格的单位。作为国内航空轮胎领军企业，曙光院在专利申请、获得授权数量上同样位列前茅。截止2014年底，该院已申请航空轮胎核心专利41项（占该领域中国专利申请总量的54%），其中申请航空子午线轮胎专利11项（占该领域中国专利申请总量的79%）；拥有有效专利27项（占该领域中国专利的57%），其中航空子午线轮胎专利6项（占该领域中国专利的67%）。

表3 航空轮胎产业链核心技术专利分布状态

图1 航空轮胎领域核心技术申请人排名

表4 航空子午线轮胎技术专利分布状态

世界航空轮胎三巨头之一的法国米其林集团公司早在2001年就开始在中国进行专利布局，目前已拥有7项有效专利，并另有4项发明专利申请在审。另一家三巨头之一美国固特异轮胎橡胶公司从2006年开始来华申请专利，现有6项有效专利（也全部是发明专利），并另有3项发明专利申请在审。从技术内容和专利权限上看，这两家外国企业来华申请的专利，重点覆盖航空轮胎先进结构、关键部件配方等核心技术，而且全部是发明专利，这说明其精心构筑的专利堡垒已初具规模；从专利申请、获得授权数量上看，仅排在曙光院之后，位居航空轮胎中国专利拥有量第三，这也说明了其对中国市场的关注和重视。

值得关注的一个现象是，作为世界航空轮胎三巨头之一的日本普利司通公司（以下简称：普利司通）至今未在航空轮胎领域申请中国专利，但该公司在轮胎领域申请了大量的中国专利，目前已拥有482项有效专利，并另有315项专利申请在审，数量排在外国轮胎企业前三名之内。普利司通申请的轮胎专利主要涉 及 B60C9、B60C11、B60C15、B60C19、C08L，其中B60C11（轮胎胎面，胎面花纹，防滑嵌插件）占的比例较大，这可能与该公司的知识产权保护策略有关，把保护有形（外观可见）技术放在了首要位置。

4 上游技术专利统计与分析

涉及航空轮胎产业链上游技术（航空轮胎原材料）的专利申请，目前主要集中在骨架材料，共有2项。申请人（专利权人）和法律状态见表5，专利摘要见表6和表7。

表5 航空轮胎产业链上游技术专利状态

表6 航空轮胎用芳纶复合帘子布

从申请时间上看（见表6），山东海龙博莱特化纤有限责任公司（以下简称：山东海龙）的专利申请于2013年9月23日，亚东工业（苏州）有限公司（以下简称：苏州亚东）的专利申请于2013年9月29日。这绝非偶然的巧合，其实是航空轮胎产品升级换代对骨架材料提出了更高的要求，原材料制造商对发展趋势做出积极响应的真实反映，也是由产业链核心环节促进产业链上游发展的必然结果。

表7 一种航空轮胎用芳纶／锦纶复合帘线的制造方法

从技术内容上看（见表6和表7），山东海龙和苏州亚东的专利均涉及芳纶/锦纶复合帘线，但前者申请的保护范围偏向于芳纶/锦纶复合帘线的结构，后者则偏向于芳纶/锦纶复合帘线的制造工艺。

锦纶（俗称尼龙）帘线具有强度高、密度小、弹性好、吸湿率低、耐冲击强度高等优点，适宜用作轮胎的骨架材料。航空轮胎的骨架材料已普遍采用锦纶帘线。芳纶纤维除了强度高、密度小之外，还具有尺寸稳定性好、耐热、耐燃和耐化学腐蚀等优异性能，但也存在价格昂贵、耐压缩及弯曲疲劳性能差、断裂伸长率低、不易粘合等问题，限制了其在轮胎中的应用。将上述两种纤维复合，取长补短，可得到一种新型的双组分纤维帘线——芳纶/锦纶复合帘线。该产品具有高模量、高强度、高热稳定性、质量轻等一系列优异性能，完全可以满足航空子午线轮胎对骨架材料的要求。国外已应用芳纶/锦纶复合帘线作为航空轮胎胎体材料和带束层材料。

山东海龙由上市公司——山东海龙股份有限公司控股，是目前国内帘帆布行业规模、品种、设备工艺领先的企业；苏州亚东是台湾远东集团设在苏州的独资公司，拥有从聚酯切片、纺丝、捻纱到织布、浸胶的完整生产链和垂直统一管理的优势。两家企业率先开发芳纶/锦纶复合帘线，并取得突破性进展，为满足我国高等级航空斜交轮胎、航空子午线轮胎对新型骨架材料的需求提供了更多选择，为我国航空轮胎技术进步提供了有力支持。

5 下游技术专利统计与分析

涉及航空轮胎产业链下游技术，包括航空轮胎产品应用、维修维护、回收再利用的专利申请，共有26项；申请人（专利权人）来自16家企业/机构和2位自然人，其中外国企业1家（爱尔戴克公司）。专利分布状态见表8。

表8 航空轮胎产业链下游技术专利分布状态

航空轮胎是航空器与地面接触的唯一部件，其安全性直接关系到航空器能否安全起降。数十吨的飞机以几百公里的速度起飞、着陆，飞机重量加上对地面的撞击力，每平方厘米的胎面胶就要承受近千牛顿的压力。以波音777飞机为例，飞机在准备航班飞行时总重大约300多吨，这些重量主要由装在两翼主起落架上的12条轮胎承受，平均每条轮胎承受25 t的重量。同时，飞机的起飞速度在300～350 km/h，着陆速度在200 km/h以上，轮胎还要承受很强的垂直方向的冲击载荷和水平方向上的摩擦载荷。除此之外，航空轮胎还需要经受高空零下50～60 ℃、减速刹车150 ℃的温度急剧变化，这对轮胎质量来说都是非常严峻的考验。因此，每次降落后以及起飞前，对轮胎进行例行检查是非常必要的。

在航空轮胎使用维护过程中，引入智能化管理，实现实时准确检测，提高效率和精准度，是当前的一个技术创新亮点。哈尔滨工业大学王友善团队率先进入该研究领域，目前已有2项自主研发技术申请了发明专利，专利摘要见表9和表10。

表9 一种通过几何尺寸在线检测航空轮胎可靠性的方法

表10 航空轮胎内部缺陷在线检测及可靠性评价方法

6 对国内航空轮胎行业发展的建议

据我国民航总局统计数据显示，截至2014年底，民航全行业运输飞机期末在册架数2 370架，比2013年增加225架；通用航空企业适航在册航空器总数达到1 798架，其中教学训练用飞机486架。按照飞机轮胎总使用寿命为150次起落计算，全年我国航空业需要28万条航空轮胎。

据波音民用飞机集团最新发布的《当前市场展望》称，未来20年我国需要5 580架新飞机，民航机队的规模是现在的3倍。此期间，我国国内市场客运量年均增幅为7%，航空轮胎年均需求增幅为6%。

目前我国民用/通用航空业每年消耗的航空轮胎除小部分由本土企业提供外，大部分由国外轮胎公司提供。除了国产飞机基本采用国产轮胎外，进口民用飞机的航空轮胎国产化率不到5%，发展空间巨大。航空轮胎是轮胎工业的一个部分，在国民经济中有着不可或缺的地位。为此，中国橡胶工业协会提出，要将壮大民族航空轮胎产业，提高航空轮胎国产化率作为该领域强国战略的首要目标。计划“十三五”期间，我国航空斜交轮胎要达到国际先进水平，航空子午线轮胎要实现产业化，达到国际水平。节能和环保方面借鉴汽车轮胎工业的经验，保持同步水平。航空轮胎产量达到20万套/年，并扩大在国内民用市场的份额，进入国内大型民用客机OE配套轮胎供应商行列。“十四五”期间，航空轮胎产品质量整体达到国际先进水平。新研机型航空轮胎子午化率争取达到60%。航空轮胎产量达到30万套/年，进入国际民用大型客机OE配套轮胎供应商行列。航空轮胎市场需求预测和强国目标见表11。

表11 中国航空轮胎市场需求预测和强国目标

从本文的专利分析结果，结合强国战略目标和未来市场需求，对我国航空轮胎行业今后的发展提出如下意见或建议：

（1）面对国外同行在中国的专利布局以及我国航空业的发展需要，增强自主研发能力是关键，建议加强研发队伍建设，加大研发资金投入，重视航空轮胎基础理论研究，特别是航空子午线轮胎的理论研究，加强新材料、新配方、新技术的研究和应用，从而掌握关键技术，提升核心竞争力。智能化是今后航空轮胎的一个发展方向。目前排在世界前列的航空轮胎企业也只处于调研或初试阶段，这是我国航空轮胎企业第一次与国外同行站在同一起跑线上，面临世界科技创格局调整的新机遇。因此，建议我国企业应及时立项，制订目标，尽早开展研究，努力实现该技术领域的原创性突破。

（2）制定和实施完善的企业知识产权战略。经过半个多世纪的发展，国内航空轮胎企业已积累下相当数量的专利技术和技术秘密，建议在此基础上，构建完整的企业知识产权战略，并将其融入企业整体发展战略之中，使知识产权战略与企业其他相关制度紧密结合，以获取最大效能。申请专利是保护发明创造的有效形式，但不是惟一形式。有的发明可以一部分技术申请专利，另一部分作为技术秘密保密；或者在专利申请文件中掩盖一部分技术诀窍。对于未进入中国布局的航空轮胎领域的国外专利申请，建议国内企业加以研究，寻求技术突破口。同时根据企业自身“生产导向”和“市场导向”原则，对专利申请的目的地和种类进行选择，合理利用地域资源以便实施专利布局。

IV18 TQ336.1

1009-797X(2016)03-0022-06

A

10.13520/j.cnki.rpte.2016.03.005

邓海燕（1958-），女，高级工程师，从事橡胶工业情报研究工作。

2015-08-28