軸承技術之于航天裝備的重要性,等同“芯片”之于電子裝備的重要性。據科技日報報道,湖南大學高端智能裝備關鍵部件研究中心,多年來聚焦“高端氣體懸浮技術”,著力形成自主可控的關鍵核心零部件技術,打破國外壟斷。目前,在超高速、超高溫動壓氣浮軸承技術和超精密重載靜壓氣浮軸承技術上,獲得新進展。
湖南大學機械與運載工程學院教授馮凱介紹,動壓氣浮軸承技術的基本原理,類似“飛機起飛”。飛機在對地速度達到一定程度后,就可“懸”在空氣中。轉動設備的轉軸達一定轉速后,在不需外部輔助設備的情況下,也能“懸”在空氣中。因此,動壓氣浮軸承技術可實現常規軸承技術無法到達的轉速。同時,因使用氣體作為懸浮介質,對溫度不敏感,氣體動壓軸承技術可適應較寬的溫度范圍,極為適于航天裝備對功率密度、轉速、壽命、溫度等的要求。截至目前,團隊與航天相關院所研制了氣懸浮高速陀螺儀、氣體懸浮高速渦輪發電機等超高速設備。
馮凱同時介紹了“氣體靜壓軸承技術”。這種技術基本工作原理,是通過外接高壓氣體,將氣體引入相對運動的兩物體間,將物體隔開,實現非接觸懸浮。團隊和航天院所采用靜壓氣體懸浮技術,模擬了太空微小重力和無摩擦的工作環境,為航天器提供地面模擬仿真條件。先后設計和實現了多款多自由度姿態模擬平臺。“未來,航天器重量越來越大,對模擬太空環境的逼真度也要求越來越高,對氣浮技術承載能力和精度都提出了更高要求,我們還將在潤滑機理、軸承材料、結構設計及系統集成等方面開展更加系統和詳細的工作。”