Разработка подвижной части стенда с линейным двигателем и магнитным подвесом для моделирования инерционных нагрузок на объекте

Предложены основные параметры для новой схемы центробежного стенда с магнитным подвесом и линейным двигателем. Поскольку существующие стенды для моделирования линейных ускорений имеют ряд недостатков, предложено рассмотреть альтернативу классической схеме, в частности, отказаться от вращательного звена и заменить его кольцевой путевой структурой с линейным двигателем, по которой будет двигаться тележка с объектом испытания на магнитном подвесе. Проведен анализ различных систем стабилизации тележки в пространстве при движении с высокими скоростями. Учитывая спуск в атмосфере планет, конструктивные особенности изделий, испытывающих перегрузки, а также существующие центробежные стенды, сформированы основные исходные данные. Проведены расчеты магнитного подвеса на основе высокотемпературной сверхпроводящей иттриевой керамики и электротехнических параметров линейного двигателя, а также прочностной расчет подвижной части стенда в программном комплексе Femap with NX Nastran с учетом заданных эксплуатационных нагрузок. Предложен вариант реализации новой конструктивной схемы экспериментальной установки, обеспечивающий проведение испытаний на воздействие линейных ускорений в различных режимах эксплуатации

Литература

[1] Холодков Н.В., ред. Экспериментальная отработка космических летательных аппаратов. М., Изд-во МАИ, 1994.

[2] Попов Е.И. Спускаемые аппараты. М., Знание, 1985.

[3] Бочаров В.И., Нагорский В.Д. Высокоскоростной наземный транспорт с линейным приводом и магнитным подвесом. М., Транспорт, 1985.

[4] Топорков А.Г. Расчет движения спускаемого аппарата в атмосфере Венеры. М., Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2012.

[5] Захаров Ю.В. Моделирование динамических нагрузок космических аппаратов при спуске в атмосфере планеты. Мат. Междунар. космич. конф. М., Изд-во МАИ, 2001, с. 145--146.

[6] Лобастов И.А., Алексеева Н.Н., Палешкина Ю.В. и др. Выбор проектных параметров центробежного стенда при квазистатико-колебательном нагружении испытуемого объекта. Труды МАИ, 2019, № 104. URL: http://www.trudymai.ru/published.php?ID=102240

[7] Галеев А.Г., Захаров Ю.В., Макаров В.П. и др. Проектирование испытательных стендов для экспериментальной отработки объектов ракетно-космической техники. М., Изд-во МАИ, 2014.

[8] Маркачев Н.А., Захаров Ю.В., Гришин С.А. Опыт использования центробежных установок для наземной отработки автоматических космических аппаратов. Вестник ФГУП "НПО им. С.А. Лавочкина", 2012, № 2, с. 44--51.

[9] Бочаров В.И., Нагорский В.Д., ред. Транспорт с магнитным подвесом. М., Машиностроение, 1991.

[10] Werfel F.N., Floegel-Delor U., Rothfeld R., et al. Bulk superconductors in mobile application. Phys. Procedia, 2012, vol. 26, no. 3, pp. 948--952. DOI: https://doi.org/10.1016/j.phpro.2012.06.235

[11] Werfel F.N., Floegel-Delor U., Rothfeld R. Experiments of superconducting Maglev ground transportation. IEEE Trans. Appl. Supercond., 2016, vol. 26, no. 3, art. 3602105. DOI: https://doi.org/10.1109/TASC.2016.2524471

[12] Schmidt V.V. The physics of superconductors. Springer, 1997.

[13] Ковалев Л.К., Ковалев К.Л., Конеев М.А., ред. Электромеханические преобразователи на основе массивных высокотемпературных сверхпроводников. М., МАИ-Принт, 2008.

[14] Yonezu T., Watanabe K., Suzuki E., et al. Study on electromagnetic force characteristics acting on levitation/guidance coils of a superconducting maglev vehicle system. IEEE Trans. Magn., 2017, vol. 53, no. 11, art. 8300605. DOI: https://doi.org/10.1109/TMAG.2017.2697002

[15] Gieras J.F., Piech Z.J., Tomczuk B. Linear synchronous motor. New York, CRC Press, 2000.

[16] Deng Z., Zhang W., Zheng J., et al. A high-temperature superconducting maglev-evacuated tube transport (HTS Maglev-ETT) test system. IEEE Trans. Appl. Supercond., 2017, vol. 27, no. 6, art. 3602008. DOI: https://doi.org/10.1109/TASC.2017.2716842

[17] Deng Z., Zhang W., Zheng J., et al. A high-temperature superconducting Maglev ring test line developed in Chengdu, China. IEEE Trans. Appl. Supercond., 2016, vol. 26, no. 6, art. 3602408. DOI: https://doi.org/10.1109/TASC.2016.2555921