Методы расчета и экспериментального определения характеристик бесконтактных опор высокоскоростных роторных систем

Abstract

Рассмотрены основные типы бесконтактных опор высокоскоростных роторных систем: принцип работы, их преимущества и недостатки, применение. В настоящее время наиболее распространены следующие типы бесконтактных опор: электромагнитные опоры, опоры на постоянных магнитах, газостатические, газодинамические и гибридные. Рассмотрены теоретические и практические методы их исследования. Отмечена высокая сложность классического теоретического расчета, основанного на совместном решении уравнений газовой динамики и механики, что приводит к невозможности аналитического решения и, соответственно, требует использования численных методов. Это, в свою очередь, вводит дополнительную погрешность уже на этапе расчета в дополнение к неизбежным допущениям в исходных уравнениях. В конечном итоге такой расчет можно использовать как оценочный и требующий обязательной экспериментальной проверки, в результате чего процесс проектирования бесконтактной опоры становится итерационным и, соответственно, дорогостоящим. Стоит отметить, что даже при незначительной разнице в характеристиках высокоскоростных роторных систем, такой проектировочный цикл требуется для каждой. На основании анализа публикаций предложен способ упрощения данной проблемы и намечены пути дальнейших исследований. The main types of proximity supports high-speed rotary systems: operation, their advantages and disadvantages, application. Currently, the most common types of proximity supports the following: electromagnetic support, support a permanent magnet, gasostatic, gas-dynamic and hybrid. The theoretical and practical methods of their investigation. A high complexity of classical theoretical calculation based on the simulВаулин С.Д., Федоров В.Б., Федоров А.В. Методы расчета и экспериментального определения характеристик бесконтактных опор… 2014, том 14, № 3 15 taneous solution of equations of gas dynamics and mechanics, which leads to the inability of the analytical solutions and therefore requires the use of numerical methods. This in turn introduces an additional uncertainty in the calculation step has, in addition to unavoidable in the initial assumptions equations. Ultimately, this calculation can be used as an evaluation and requires experimental validation mandatory, whereby the process gas strut design becomes iterative, and therefore costly. It is worth noting that even with a slight difference in the characteristics of high-speed rotary systems, such projecting required for each cycle. Based on the analysis of publications provides a method to simplify the problem and ways of further research.