Investigación sobre el Daño Acumulativo de los Volantes de Inercia Debido a los Efectos de Carga en el Espacio
Autores: Tian, Dong; Feng, Yanjun; Su, Hongbo; Zeng, Xiao; Liu, Gang; Liu, Yenan; He, Jing
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Investigación sobre el Daño Acumulativo de los Volantes de Inercia Debido a los Efectos de Carga en el Espacio
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Rodamientos de volante de inercia de alta velocidad
Daños eléctricos
Efectos de carga espacial
Voltajes en el eje
Flujo de electrones de alta energía
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 36
Citaciones: Sin citaciones
Los rodamientos de volantes de inercia de alta velocidad, diseñados para aplicaciones espaciales, generan una película de lubricación hidrodinámica de alta resistencia, que aísla el rotor, transformándolo en un conductor. Este fenómeno introduce un nuevo modo de fallo: el daño eléctrico en los rodamientos de volantes de inercia causado por los efectos de carga espacial. Este artículo primero revisa las fuentes de voltajes comunes en los volantes de inercia y los mecanismos de daño eléctrico, y mejora el principio de carga profunda que causa voltajes en los rodamientos de volantes de inercia, proponiendo que la carga superficial es otra fuente de voltajes en el eje. Se deriva el modelo de análisis cuantificado del daño eléctrico en los rodamientos de volantes de inercia en relación con la velocidad de rotación y el flujo de electrones de alta energía, indicando que el daño causado por la descarga de carga espacial al rodamiento es de pequeña magnitud y solo se hace evidente tras una acumulación a largo plazo, por lo que es fácilmente pasado por alto. Basado en la cadena causal del daño eléctrico, se construye un modelo de análisis de correlación consistente con los principios físicos, y se confirma la correlación entre las anomalías en órbita del volante y el flujo de electrones de alta energía mediante el uso de grandes datos. Se realizan experimentos preliminares para validar todos los resultados de la investigación. Finalmente, se ofrecen sugerencias para el diseño, aplicación y prueba confiables de los volantes de inercia.
Descripción
Los rodamientos de volantes de inercia de alta velocidad, diseñados para aplicaciones espaciales, generan una película de lubricación hidrodinámica de alta resistencia, que aísla el rotor, transformándolo en un conductor. Este fenómeno introduce un nuevo modo de fallo: el daño eléctrico en los rodamientos de volantes de inercia causado por los efectos de carga espacial. Este artículo primero revisa las fuentes de voltajes comunes en los volantes de inercia y los mecanismos de daño eléctrico, y mejora el principio de carga profunda que causa voltajes en los rodamientos de volantes de inercia, proponiendo que la carga superficial es otra fuente de voltajes en el eje. Se deriva el modelo de análisis cuantificado del daño eléctrico en los rodamientos de volantes de inercia en relación con la velocidad de rotación y el flujo de electrones de alta energía, indicando que el daño causado por la descarga de carga espacial al rodamiento es de pequeña magnitud y solo se hace evidente tras una acumulación a largo plazo, por lo que es fácilmente pasado por alto. Basado en la cadena causal del daño eléctrico, se construye un modelo de análisis de correlación consistente con los principios físicos, y se confirma la correlación entre las anomalías en órbita del volante y el flujo de electrones de alta energía mediante el uso de grandes datos. Se realizan experimentos preliminares para validar todos los resultados de la investigación. Finalmente, se ofrecen sugerencias para el diseño, aplicación y prueba confiables de los volantes de inercia.