30、航天器飞轮球轴承与高速转子降落研究

航天器飞轮球轴承与高速转子降落研究

1. 航天器飞轮球轴承研究

在航天器飞轮球轴承的研究中，提出了一种改进的轴承动力学模型，用于预测不同兜孔形状和分布模式下保持架的涡动和打滑情况。同时，搭建了航天器飞轮滚动轴承的非接触式保持架涡动测试平台，利用高速摄像机捕捉保持架的瞬态状态。

不同兜孔形状的保持架表现出不同的性能特点：
| 兜孔形状 | 抗打滑性能 | 保持架回转稳定性 | 碰撞力 |
| — | — | — | — |
| 矩形 | 有优势 | 较好 | - |
| 矩形 - 圆形组合 | 良好 | 最差 | - |
| 圆形 | - | - | 最低 |

从这些结果可以看出，在选择保持架时，需要根据具体的应用场景来权衡不同兜孔形状的优缺点。如果对抗打滑性能要求较高，矩形兜孔的保持架是一个不错的选择；如果对碰撞力较为敏感，圆形兜孔的保持架可能更合适。

2. 高速转子在不同行星式触地轴承中的降落研究

2.1 研究背景与目的

飞轮作为一种能量存储系统，具有高功率与存储能量比的特点，在电网稳定、工业削峰填谷等方面有广泛应用。为了降低损耗，现代飞轮常采用真空环境和磁轴承。然而，磁轴承并非故障安全型，因此需要触地轴承（TDB）在磁轴承过载或故障时支撑转子。

行星式TDB设计相较于传统TDB具有一定优势，如能将转子直径与滚动元件轴承直径解耦，且具有抑制涡动的特性。但行星式TDB使用的滚动元件轴承较小，负载能力较低，因此需要研究影响其负载的参数，特别是TDB单元数量对降落行为和轴承使用寿命的影响。

2.2 研究方法