气体悬浮技术助力我国航空轴承“黑科技”

轴承技术之于航天装备的重要性，等同“芯片”之于电子装备的重要性。23日，长沙，2019年“中国航天日”新闻媒体走进湖南大学集中采访活动中，记者获悉，该校高端智能装备关键部件研究中心，多年来聚焦“高端气体悬浮技术”，着力形成自主可控的关键核心零部件技术，打破国外垄断。目前，在超高速、超高温动压气浮轴承技术和超精密重载静压气浮轴承技术上，获得新进展。
湖南大学机械与运载工程学院教授冯凯介绍，动压气浮轴承技术的基本原理，类似“飞机起飞”。飞机在对地速度达到一定程度后，就可“悬”在空气中。转动设备的转轴达一定转速后，在不需外部辅助设备的情况下，也能“悬”在空气中。因此，动压气浮轴承技术可实现常规轴承技术无法到达的转速。同时，因使用气体作为悬浮介质，对温度不敏感，气体动压轴承技术可适应较宽的温度范围，极为适于航天装备对功率密度、转速、寿命、温度等的要求。截至目前，团队与航天相关院所研制了气悬浮高速陀螺仪、气体悬浮高速涡轮发电机等超高速设备。
冯凯同时介绍了“气体静压轴承技术”。这种技术基本工作原理，是通过外接高压气体，将气体引入相对运动的两物体间，将物体隔开，实现非接触悬浮。团队和航天院所采用静压气体悬浮技术，模拟了太空微小重力和无摩擦的工作环境，为航天器提供地面模拟仿真条件。先后设计和实现了多款多自由度姿态模拟平台。“未来，航天器重量越来越大，对模拟太空环境的逼真度也要求越来越高，对气浮技术承载能力和精度都提出了更高要求，我们还将在润滑机理、轴承材料、结构设计及系统集成等方面开展更加系统和详细的工作。”