Лепестковые газодинамические подшипники

Лепестковые газодинамические подшипники – это безмасляные подшипники, которые позволяют полностью устранить использование в турбинах и двигателях масла и увеличить удельную мощность авиационных турбин и двигателей, делая их меньше, быстрее, горячее. В результате они используют меньше топлива, чтобы поднять большую нагрузку (пассажиров или более тяжелый груз).

Лепестковые газодинамические подшипники полностью избавляют двигатели и турбины от системы смазки, снижают вес двигателя и в то же время уменьшают усилия, необходимые для технического обслуживания двигателя.

Для справки. Турбодвигатели самолетов и вертолетов в настоящее время смазываются маслом. Но масло катастрофически теряет свои свойства при высоких рабочих температурах, при которых турбины работают наиболее эффективно. Кроме этого одно эмпирическое правило предполагает, что до четверти веса турбины составляют смазочные насосы, фильтры, маслопроводы.

Лепестковые газодинамические подшипники имеют относительно простую конструкцию и принцип работы. Несущую поверхность подшипника образуют тонкие упругие металлические пластины. На поверхность пластин наносится антифрикционное покрытие с низким коэффициентом трения, которое «смазывает» подшипник при пуске, пока вал не может вращаться достаточно быстро, чтобы между ним и подшипником образовался воздушный клин. По мере увеличения частоты вращения ротора газовый слой полностью разделяет рабочие поверхности ротора и подшипника. Рост скорости сопровождается увеличением несущей способности подшипника. В принципе, вал плавает на пленке воздуха, аналогично шайбе в аэрохоккее. Единственное отличие состоит в том, что нет никакой необходимости, чтобы накачивать воздух к самой опоре. Вращение вала обеспечивает свой собственный сжатый воздух.

Лепестковые газодинамические подшипники меняют форму в зависимости от условий, в которых они работают, чтобы создать оптимальную геометрию зазора.

Лепестковые газодинамические подшипники обладают уникальными стабилизирующими свойствами. Они не допускают возникновения вихревой неустойчивости ротора, работают при ограниченной разбалансировке.

В настоящее время известны два основных типа газодинамических лепестковых подшипников: подшипники с подкладными гофрированными элементами и одним несущим лепестком (bump type) и подшипники с взаимно перекрывающимися лепестками (leaf type). Подшипники bump type обладают большей несущей способностью, а подшипники leaf type – большей демпфирующей способностью, поэтому в стационарных машинах используются подшипники первого типа, а в транспортных машинах — второго типа.

ПРЕИМУЩЕСТВА:

• автономность работы (отсутствие возобновляемой смазки и отсутствие необходимости подачи воздуха или другого рабочего газа под давлением в рабочие зазоры подшипника),
• эффективное демпфирование колебаний ротора благодаря рассеиванию колебательной энергии в многочисленных зонах трения внутри подшипника,
• возможность упростить требования к точности изготовления деталей и сборки за счет наличия достаточно больших зазоров внутри подшипника,
• пониженные требования к чистоте рабочего воздуха (или другого газа),
• пониженные требования к точности балансировки ротора,
• большой ресурс. Прогнозируемые сроки службы турбомашин с лепестковыми газодинамическими подшипниками приближаются к 300 тысячам часам,
• позволяет существенно снизить число отказов высокоскоростных турбомашин,
• высокая степень экологической чистоты (отсутствие масла),
• высокая надежность, теплостойкость.

ПРИМЕНЕНИЕ:

• турбины,
• двигатели,
• турбореактивные двигатели,
• турбомашины,
• электрические машины,
• высокоскоростные турбогенераторы.