摘要：针对气体静压轴承气锤振动现象,实验表征了气锤振动的物理本质。运用单自由度系统振动模型,研究气体静压轴承的气锤振动现象,揭示了轴承设计参数与气锤振动之间的规律性,并与实验研究结果进行对比,发现两者具有很好的一致性,从而验证了理论模型的可行性。并进一步阐述了气锤振动的成因过程,为气体静压轴承气锤振动的研究提供一种新的思路,具有一定的理论研究价值。

摘要：为了同时满足冷量、重量、振动、寿命以及环境适应性的需求,开展了分置式气体轴承斯特林制冷机的研发。以气体轴承线性压缩机为驱动源,设计了一款大冷量分置式气体轴承斯特林制冷机。优选了制冷机的设计参数,系统研究了制冷机的运行频率、充气压力、降温时间与制冷量的变化规律,进行了相关实验研究,压缩机输入240Wac,制冷机输出性能指标达到10.2W@80K,验证了制冷机设计的合理性。

摘要：为了给未来深空探测同位素电源提供高效、高比功率的热电转换方式,对100 W小型线性整体式气体轴承斯特林发电机进行了设计和实验研究。通过Sage整机热力学设计、Maxwell直线电机动力学分析、气体轴承CFD模拟,设计了输出电功率为100 W的气体轴承斯特林发电机。搭建样机并进行了测试,在充气压力2.36 MPa、热端温度625℃、水冷散热20℃时可获得最大电功输出102.9 W,净效率为25.8%。发电机的重量仅为3.5 kg,比功率达到29.4 W/kg。实验中发电机运行平稳,所支承的活塞长时间运行后无磨损迹象,验证了该气体轴承方案的可行性。

摘要：为满足未来中国空间探测对高效率、小型电源的需求,对小型线性整体式气体轴承斯特林发电机进行了设计和实验研究,发电机采用气体轴承支承活塞、采用动磁式直线电机和高效回热器等技术,使其具有效率高、寿命长、体积小和重量轻的优点。实验样机验证了仿真设计的准确性,实验样机质量仅1.3 kg,在热端温度625℃、20℃水冷散热时,得到33.27 W的电功率,净效率为18.22%。

摘要：气体轴承斯特林制冷机是相同制冷量下体积最小、重量最轻、效率最高和可靠性最高的制冷机。为了满足高温超导器件等电子器件对斯特林制冷机需求,开展了10W@77K气体轴承斯特林制冷机的性能和环境适应性研究。在此基础上,设计制作了-100^-20℃温区、5W@77K和15W@77K气体轴承斯特林制冷机样机并进行了测试。10W@77K制冷机在输入功率为166.1W时达到10.55W@77K(热端温度30℃),制冷系数达到6.35%,通过了高低温贮存、高低温冲击、高低温工作以及机械振动、机械冲击等环境适应性实验。-100^-20℃温区制冷机在150W输入功率下获得38W@-80℃的制冷量,制冷系数为25.3%。15W@77K制冷机在输入功率为260W时获得了15.6W@77K的制冷量(热端温度35℃),制冷系数为6%。5W@77K制冷机在输入功率为90W时获得了5.1W@77K的制冷量(热端温度35℃),制冷系数为5.67%。该系列气体轴承斯特林制冷机的良好性能和环境适应性使得其可广泛应用于超导接收前端、斯特林低温冰箱和小型液氮系统等场合。