轴向力对火箭发动机涡轮泵动力学的影响分析

作为运输推进剂的重要部件,涡轮泵已成为火箭发动机的核心,其在高速运转中承受的轴向力对振动有显著影响。为揭示轴向力对动力学响应的影响机制,从接触角切入,建立轴承刚度理论模型,阐明刚度随转速及轴向力的变化规律。同时,设计包含辅助支承的涡轮泵转子试验器,发现轴向力可显著降低转子不平衡响应。进一步,利用传递矩阵法和不平衡响应,建立基于实测数据的刚度辨识方法,获得试验辨识结果并与理论值对比。研究发现轴向力引入后刚度增加了30%,同时转子振幅突增现象消失。表明轴向力对轴承刚度的改善是动力学减振的重要机理,从而为减振设计提供理论基础。