超导磁悬浮涡轮泵转子系统方案、模拟实验台及动力学问题

摘要

自主研制高速涡轮泵是发展我国新一代液体火箭发动机的一项重要工作,以高速低摩擦轴承替代滚动轴承是发展高速涡轮泵的必然趋势.在此背景下,本课题组将高温超导磁悬浮技术与液体支撑技术引入到涡轮泵轴系中,提出了一种超导磁液复合轴承结构,既可以保证系统启动阶段无接触摩擦,又可以在工作阶段具有高刚度以抵抗冲击载荷.建立了支持复合轴承静动态性能分析的热粘磁模型和轴承瓦块磁力检测仪,自主研制了复合轴承性能实验台.在复合轴承性能得以验证的基础上,提出了超导磁悬浮涡轮泵转子系统方案和可行的涡轮泵模拟实验台方案,对超导磁液复合轴承支撑下的转子动力学问题进行了初步总结和讨论.相关研究将为新型超导轴承在液体火箭中的应用奠定包含涡轮泵整机信息的理论和技术基础,有助于推动新型火箭的研制进程.