Применение бесконтактных подшипников в летательных аппаратах

Двигатели и энергетические установки летательных аппаратов

2014. Т. 21. № 5. С. 88-100.

Авторы

Исмагилов Ф. Р., Хайруллин И. Х., Вавилов В. Е.*, Якупов А. М.**, Бекузин В. И.***

Уфимский государственный авиационный технический университет, УГАТУ, ул. К. Маркса, 12, Уфа, 450008, Республика Башкортостан, Россия

*e-mail: s2_88@mail.ru
**e-mail: aynurpov@mail.ru
***e-mail: tiobaldo1@rambler.ru

Аннотация

Представлен обзор современных конструкций бесконтактных подшипниковых опор, применяемых на борту воздушного судна для решения различных функциональных задач и повышения его тактико-технических характеристик. Рассмотрены перспективные конструкции высокотемпературных бесконтактных подшипников, которые могут применяться для ротора газотурбинного двигателя. Произведен сравнительный анализ различных типов бесконтактных подшипниковых опор.

Ключевые слова

газодинамические подшипники, газостатические подшипники, активные магнитные подшипники, гибридные магнитные подшипники

Библиографический список

  1. Perullo C.A., Mavris D.N., Fonseca E. An integrated assessment of an organic Rankine cycle concept for use in onboard aircraft power generation // ASME Turbo Expo 2013: Turbine Technical Conference and Exposition, GT 2013; San Antonio, Tx; United States; 3 June 2013 through 7 June 2013.
  2. Moore M.D., Fredericks B. Misconceptions of electric propulsion aircraft and their emergent aviation markets // 52nd AIAA Aerospace Sciences Meeting AIAA Science and Technology Forum and Exposition, SciTech 2014; National Harbor, MD; United States; 13 January 2014 through 17 January 2014.
  3. Xu L., Kyprianidis K.G., Gronstedt T.U.J. Optimization study of an intercooled recuperated aero-engine // Journal of Propulsion and Power Volume 29, Issue 2, March 2013, рр. 424-432.
  4. Epstein A.H. Aeropropulsion for commercial aviation in the 21st century and research directions needed // 51st AIAA Aerospace Sciences Meeting including the New Horizons Forum and Aerospace Exposition 2013; Grapevine, TX; United States; 7 January 2013 through 10 January 2013.
  5. Howse M. All electric aircraft // IEE Power Engineer, Volume 17, Issue 4, August 2003, рр. 35-37.
  6. Ryu K., Andres L.S. On the failure of a gas foil bearing: High temperature operation without cooling flow // Journal of Engineering for Gas Turbines and Power. Volume 135, Issue 11, 2013.
  7. Giri L. Agrawal FOIL Air/gas bearing technology ~ an overview // ASME Publication 97-GT-347, pp. 2-11
  8. Bulat P.V. The history of the gas bearings theory development // World Applied Sciences Journal, Volume 27, Issue 7, 2013, рр. 893-897.
  9. SpecBearings // Электронный ресурс [URL: http://www.techlab.cz/en/SpecBearings.pdf].
  10. Бесчастных В.Н., Равикович Ю.А. Газовый подшипник тяжелого ротора газотурбинных двигателей. Опыт разработки и перспективы внедрения // Вестник Московского авиационного института. 2010. Т. 17. № 3. С. 91-98.
  11. Foil Bearings Example Applications // Электронный ресурс [URL: http://www.nano-nano.cc/foil-bearingsapplications.html].
  12. Della Corte C. «The Evaluation of a Modified Chrome Oxide Based High Temperature Solid Lubricant Coating for Foil Gas Bearings» // NASA/TM-1998-208660, National Aeronautics and Space Administration, Cleveland.
  13. Ермилов Ю.И. Теоретическое и экспериментальное определение предельной несущей способности осевых лепестковых газодинамических подшипников: Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, Москва, МАИ, 2005.
  14. Пономарев Б.А., Гаврилов В.В. Проблемы создания вгтд с ротором на газовых подшипниках // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета. 2009. № 1. С. 41-55.
  15. A World of Air Bearings Solutions // [Электронный ресурс URL: http://westwind-airbearings.com/airBearing/].
  16. Rui Bin Xiong, Ying Lin Ke, Pu Jin Huang. An Adaptive Posture Following and Keeping Fixture Based on Aerostatic Bearing and Universal Ball Joint for Aircraft Digital Assembly // Materials Science Forum, Vol. 626 - 627, 2009, pp. 623-628.
  17. K.-H. Becker Magnetic Bearings for Smart AeroEngines MagFly // June 2006, http:// www.aerodays2006.org/sessions/D_Sessions/D5/D54.pdf.
  18. Журавлев Ю.Н. Активные магнитные подшипники: теория, расчет, применение. - СПб.: Политехника, 2003. - 206 с.
  19. Поляхов Н.Д., Стоцкая А.Д. Обзор способов практического применения активных магнитных подшипников // Научное приборостроение. 2012. Т. 22. № 4. С. 5-18.
  20. Левин А.В., Алексеев И.И., Харитонов С.А., Ковалев Л.К. Электрический самолет: от идеи до реализации. - М.: Машиностроение, 2010. - 288 с.
  21. Zheng K. Dynamics of a radial active magnetic bearing system during maneuvering flight // 2014 2nd International Conference on Mechatronics, Robotics and Automation, ICMRA 2014; Zhuhai; China; 8 March 2014 through 9 March 2014, Volume 536-537, 2014, рр. 1321-1325.
  22. Jansen M., Montague G., Provenza A., Palazzolo A. High speed, high temperature, fault tolerant operation of a combination magnetic-hydrostatic bearing rotor support system for turbomachinery // NASA/TM. 2004. 212952. URL: (http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa. gov/20040050626_2004048920.pdf).
  23. Сарычев А.П. Особенности и опыт создания электромагнитных подшипников для серии компрессоров газоперекачивающих агрегатов // Вопросы электромеханики. 2009. Т. 112. С. 3-10.
  24. СарычевА.П., Спирин А.В. Опыт создания нагнетателя для ГПА-12М «Урал» // Компрессорная техника ипневматика. 2001. № 8. С. 15-18.
  25. John Sharp Jet Engine With Active-Magnetic Bearing // Patent US № US20100143100 A1. Дата приоритета 27.01.2006.
  26. Schweitzer G. Applications and Research Topics for Active, 23-26 March 2009, Indian Institute of Technology, Delhi, India. Springer-Verlag, available at: http://www.mcgs.ch/web-content/Delhi_IUTAM_ Symp.pdf
  27. Victor Iannello Sensor-less position detector for foreign patent documents an active magnetic bearing // Patent US 5696412 H02K 7/09.-1997.
  28. Barada Toshimitsu, Yoshida Toshiya Sensorless magnetic bearing apparatus // Patent EP 2 083 183 A2 F16C 32/04.-2009.
  29. Vavilov V., Gerasin A., Ismagilov F., Khayrullin I. An Algorithm for Controlling Hybrid Magnetic Bearings Using the Magnetic Field Pattern // Journal of Computer and Systems Sciences International. 2013. Vol. 52. №. 5, рp. 794-799.
  30. Исмагилов Ф.Р., Хайруллин И.Х., Вавилов В.Е. Способ и устройство управления положением ротора в магнитных подшипниках // Патент РФ № 2518053 С1, дата публикации 10.06.2014. Бюл. № 27. Дата приоритета 04.10.2012.
  31. Lawrence A. Hawkins, Lei Zhu Development of a 125 kW AMB Expander,Generator for Waste Heat Recovery/ Lawrence A. Hawkins, Lei Zhu // Journal of Engineering for Gas Turbines and Power.- 2011.- Vol. 133, рp. 85-89.
  32. Jinfang Liu, Heeju Choi, Alan Palazzolo, Randall Tucker, Andrew Kenny, Kyung-Dae Kang, VarunGhandi, and Andrew Provenza High Temperature Hybrid Radial Magnetic Bearing Systems Capable of Operating up to 538°C (1000°F)/ Jinfang Liu, Heeju Choi, Alan Palazzolo, Randall Tucker, Andrew Kenny, Kyung-Dae Kang // Original manuscript, Proceedings of 20th International Workshop on rare earth permanent magnets and their applications, Sept. 8-10. - 2008-Crete, Greece.
  33. John H. Two High-Temperature Foil Journal Bearings. These are prototypes of foil bearings for aircraft gas turbine engines. // NASA Tech Briefs, May 2006, pp. 20-21.
  34. Исмагилов Ф.Р., Хайруллин И.Х. Каримов Р.Д, Пашали Д.Ю., Вавилов В.Е. Гибридный магнитный подшипник // Патент РФ 131104 U1 F16C опубл.10.08.2013. Бюл. № 22.
  35. Ismagilov F., Khairullin I., Vavilov V., Gumerova M. Application of hybrid magnetic bearings in aviation starter-generators // International Review of Electrical Engineering, Volume 9, Issue 3, 2014, pp. 506-510.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 1994-2024