2 / 18
and testing two variants of non-contact bearings for high temperature disc-type
superconductor rotating shafts. The most suitable conditions in terms of loads,
vacuum and temperature for the HTSC units operations are provided in space
objects. The authors consider capabilities and features of space object systems
with superconductor–permanent magnet unit cells supporting passive contactless
interconnections. Such cells can be used as frames in the kinetic energy storage
devices, high-speed airborne electromechanical devices, rotary and linear motion
tight feed throughs. The static systems providing both noncontact movement of
space objects and fixation of their relative position (manipulators, reconfiguration of
modular space objects, approach and docking systems, and modules of large space
structures — radio telescopes, solar sails) are of special interest. Both an efficient
transportation system for goods movement and an acceleration using magnetic
levitation can be implemented. In all cases, it is sure to provide controllable coupling
stiffness and the resource increase due to the lack of friction and shocks.
Keywords
:
bulk high-temperature superconductor, permanent magnet, space object,
cryovacuum system.
В настоящее время интенсивно разрабатываются технические
устройства на основе высокотемпературных сверхпроводников
(ВТСП), имеются значительные достижения в технологии создания
сильноточных материалов для ВТСП с плотностью критического то-
ка 50 кА/см
2
при температуре 77 K и захваченных магнитным полем
более 1 Тл. В частности, разработаны конструкции бесконтактных
сверхпроводящих опор, предназначенных для кинетических накопи-
телей энергии, электромоторов, центрифуг, подвесного транспорта,
а также универсальные системы бесконтактной связи между косми-
ческими объектами, системы причаливания и стыковки космических
летательных аппаратов (КЛА), герметичные вводы движения, устрой-
ства связи с переменной жесткостью, системы реконфигурации мо-
дульных космических объектов, большие космические конструкции
с бесконтактными связями, системы защиты КЛА от радиации, раз-
личные энергетические и приборные системы для работы на Луне
[1–6].
Особенно активно такие работы ведутся в США в Корнельском
университете. В Хьюстоне с 2011 г. проводятся ежегодные рабочие
встречи Lunar Superconductor Applications (LSA), на которых рассма-
тривается применение сверхпроводников, в том числе высокотемпера-
турных, в лунных программах.
В России успешно разрабатываются высокоскоростные опоры ро-
торов на базе ВТСП [7–12], в том числе для кинетических накопителей
энергии [13, 14], а также технология получения ВТСП с критической
температурой в диапазоне значений 90. . . 93 K в виде проводников и
объемной керамики [15, 16], методы расчетов магнитных полей в си-
стемах с ВТСП [17, 18].
Бесконтактные опоры вращения на основе объемных ВТСП.
Характеристики магнитного подвеса с объемными ВТСП существенно
зависят от режима его активации. Возможны два режима перехода объ-
емных ВТСП в сверхпроводящее состояние: 1) при нулевом магнитном
16 ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2016. № 1