RU2678707C1 - Method of manufacturing sensitive element of cryogenic gyroscope - Google Patents
Method of manufacturing sensitive element of cryogenic gyroscope Download PDFInfo
- Publication number
- RU2678707C1 RU2678707C1 RU2017140686A RU2017140686A RU2678707C1 RU 2678707 C1 RU2678707 C1 RU 2678707C1 RU 2017140686 A RU2017140686 A RU 2017140686A RU 2017140686 A RU2017140686 A RU 2017140686A RU 2678707 C1 RU2678707 C1 RU 2678707C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- superconducting
- suspension
- segments
- zone
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
- G01C19/02—Rotary gyroscopes
- G01C19/04—Details
- G01C19/16—Suspensions; Bearings
- G01C19/24—Suspensions; Bearings using magnetic or electrostatic fields
Abstract
Description
Изобретение относится к области точного приборостроения и может быть использовано при изготовлении криогенного гироскопа (КГ). Использование сверхпроводящего КГ в навигационных системах и комплексах позволяет существенно повысить их точность и надежность, поскольку дрейфовые ошибки, обусловленные нестабильностью свойств материалов узлов гироскопа и изменением их размеров, в значительной мере могут быть снижены. Кроме того, сверхпроводящий подвес устойчив, в нем практически отсутствует трение, и потому не происходит износа его узлов.The invention relates to the field of precision instrumentation and can be used in the manufacture of a cryogenic gyroscope (KG). The use of superconducting CG in navigation systems and complexes can significantly increase their accuracy and reliability, since drift errors due to the instability of the properties of the materials of the gyro units and changes in their sizes can be significantly reduced. In addition, the superconducting suspension is stable, there is practically no friction in it, and therefore there is no wear of its components.
Известна технология изготовления криогенного гироскопа [патент США №3044309], при которой формообразование ротора осуществляют посредством изготовления заготовок из двух полусфер, выполненных из сверхпроводящего материала, преимущественно ниобия, с использованием, например, штамповки. Каждая из этих полусфер имеет выступающую часть обода, к которому прикреплено арматурное кольцо из сверхпроводящего материала, например, ниобия, окружающее экваториальную часть сферического ротора. Арматурное кольцо, а также возможность формообразования полусфер с переменной толщиной стенки обеспечивают условия создания осевого и экваториального моментов инерции ротора. Ротор, полученный соединением, тщательно балансируют.A known manufacturing technology of a cryogenic gyroscope [US patent No. 3044309], in which the rotor is formed by manufacturing blanks from two hemispheres made of a superconducting material, mainly niobium, using, for example, stamping. Each of these hemispheres has a protruding part of the rim to which a reinforcing ring of superconducting material, for example, niobium, surrounding the equatorial part of the spherical rotor is attached. The reinforcing ring, as well as the possibility of forming hemispheres with a variable wall thickness provide the conditions for creating axial and equatorial moments of inertia of the rotor. The rotor obtained by the compound is carefully balanced.
Недостатком данного способа является то, что изготовленная полая сфера имеет низкую удельную жесткость, определяемую соотношением Е/γ (Е - модуль упругости, γ - удельный вес), не превышающую 3,6⋅104 м. Поэтому при перегрузках форма ротора искажается, отклоняясь от сферичности. Это приводит к ошибкам при съеме информации с ротора и, тем самым, резко снижает точность навигационной системы.The disadvantage of this method is that the manufactured hollow sphere has a low specific stiffness determined by the ratio E / γ (E is the elastic modulus, γ is the specific gravity), not exceeding 3.6⋅10 4 m. Therefore, when overloaded, the rotor shape is distorted, deviating from sphericity. This leads to errors when retrieving information from the rotor and, thereby, dramatically reduces the accuracy of the navigation system.
В определенной степени данные проблемы могут быть решены при изготовлении сплошных роторов шаровых гироскопов, в том числе и криогенного. Можно отметить следующие основные особенности шарового гироскопа со сплошным ротором, позволяющие существенно повысить точность изделия и его эксплуатационные характеристики. Это практическое отсутствие деформаций под влиянием центробежных сил при его вращении и улучшение качества подвеса с точки зрения повышения надежности, перегрузочной способности, стабильности рабочих характеристик.To a certain extent, these problems can be solved in the manufacture of continuous rotors of ball gyroscopes, including cryogenic ones. The following main features of the ball rotor with a continuous rotor can be noted, which can significantly improve the accuracy of the product and its operational characteristics. This is the practical absence of deformations under the influence of centrifugal forces during its rotation and the improvement of the suspension quality in terms of increasing reliability, overload capacity, and stability of performance.
Уменьшение диаметра ротора повышает устойчивость гироскопа к аварийным посадкам благодаря относительно малой кинетической энергии ротора.Reducing the diameter of the rotor increases the stability of the gyroscope to emergency landing due to the relatively low kinetic energy of the rotor.
Известен способ изготовления ротора криогенного гироскопа [патент РФ №2460971], включающий формирование металлической подложки в виде шара, нанесение на ее поверхность сверхпроводящего покрытия электрохимическим осаждением из солевого расплава, механическое и электрохимическое полирование открытой поверхности сверхпроводящего покрытия. Перед нанесением сверхпроводящего покрытия на металлическую подложку наносят защитное покрытие из коррозионно-стойкого в солевом расплаве материала, в качестве которого используют один из таких материалов, как медь, никель, кобальт, хром, рений и молибден. Защита от коррозии позволяет использовать в качестве основы ротора материалы, имеющие низкий удельный вес при высокой удельной жесткости. Кроме того, защита подложки от коррозии в процессе электрохимического осаждения сверхпроводящего покрытия предотвращает неконтролируемое изменение размеров ротора, сохраняет его шарообразную форму и предотвращает загрязнение сверхпроводящего покрытия примесями в виде продуктов коррозии, приводящими к деградации его критических характеристик. При этом сверхпроводящее покрытие формируют в виде двух расположенных один на другом слоев, выполненных из материалов с различной критической температурой перехода в сверхпроводящее состояние. Это позволяет создать на поверхности ротора в его взвешенном состоянии заданное электрическое сопротивление и таким образом использовать магнитное поле для разгона ротора, а также осуществить магнитный подвес ротора за счет сверхпроводящего состояния внутреннего слоя.A known method of manufacturing a rotor of a cryogenic gyroscope [RF patent No. 2460971], comprising forming a metal substrate in the form of a ball, applying a superconducting coating to its surface by electrochemical deposition from salt melt, mechanical and electrochemical polishing of the open surface of the superconducting coating. Before applying the superconducting coating, a protective coating is applied to the metal substrate from a material that is corrosion-resistant in salt melt, using one of such materials as copper, nickel, cobalt, chromium, rhenium, and molybdenum. Corrosion protection allows using materials having a low specific gravity and high specific stiffness as the basis of the rotor. In addition, protection of the substrate from corrosion during the electrochemical deposition of the superconducting coating prevents uncontrolled resizing of the rotor, maintains its spherical shape and prevents contamination of the superconducting coating with impurities in the form of corrosion products, leading to the degradation of its critical characteristics. In this case, the superconducting coating is formed in the form of two layers arranged on top of one another, made of materials with different critical temperatures of the transition to the superconducting state. This allows you to create a given electrical resistance on the rotor surface in its suspended state and thus use the magnetic field to accelerate the rotor, as well as to carry out the magnetic suspension of the rotor due to the superconducting state of the inner layer.
Недостатком в данном случае является сложность изготовления подобной многослойной структуры последовательно наносимых покрытий, где требуется согласование свойств материалов формируемых слоев, и трудоемкость этого технологического процесса. Это связано с тем, что защитное покрытие из меди, никеля, кобальта, хрома и рения наносят электрохимическим осаждением из водных электролитов, покрытие из молибдена - методом плазменного напыления. При этом использование в качестве материалов, соответственно, внутреннего и наружного слоев сверхпроводящего покрытия таких пар, как станнид ниобия и ниобий, ниобий и ванадий, ниобий и тантал, предполагает их электрохимическое осаждение из расплава галогенидов щелочных металлов и солей тантала или ванадия, или ниобия, или олова и ниобия при температуре 600-800°С. Электрохимическое осаждение сверхпроводящего покрытия может быть выполнено также в интервалах температур 550-600°С и 800-850°С. Недостатками являются также возможное значительное расхождение в толщине наносимого сверхпроводящего слоя, что создает дополнительные проблемы при балансировке ротора, а также неустойчивость фронта роста осаждаемого покрытия и, соответственно, увеличение шероховатости покрытия. Это существенно усложняет последующие механическую и электрохимическую полировки.The disadvantage in this case is the complexity of manufacturing such a multilayer structure of sequentially applied coatings, where the coordination of the properties of the materials of the formed layers is required, and the complexity of this process. This is due to the fact that the protective coating of copper, nickel, cobalt, chromium and rhenium is applied by electrochemical deposition from aqueous electrolytes, the coating of molybdenum is applied by plasma spraying. In this case, the use of materials such as stannide niobium and niobium, niobium and vanadium, niobium and tantalum as materials, respectively, of the inner and outer layers of the superconducting coating, suggests their electrochemical deposition from a melt of alkali metal halides and salts of tantalum or vanadium, or niobium, or tin and niobium at a temperature of 600-800 ° C. Electrochemical deposition of a superconducting coating can also be performed in the temperature ranges 550-600 ° C and 800-850 ° C. Disadvantages are also the possible significant discrepancy in the thickness of the applied superconducting layer, which creates additional problems when balancing the rotor, as well as instability of the growth front of the deposited coating and, accordingly, an increase in the roughness of the coating. This greatly complicates subsequent mechanical and electrochemical polishing.
Такая многоэтапная технология затрудняет комплексное обеспечение требуемых характеристик элементов ротора и обуславливает сложности процесса изготовления гироскопа.Such a multi-stage technology makes it difficult to comprehensively provide the required characteristics of the rotor elements and causes the complexity of the gyroscope manufacturing process.
Известен также способ приведения во вращения ротора с помощью сверхпроводящих двигателей [Малеев П.И. Новые типы гироскопов // Л.: Судостроение. 1971, с. 57-59], принцип действия которых заключается в использовании эффекта Мейснера - выталкивании магнитного поля из сверхпроводника, или свойства сохранения неизменным магнитного потока в замкнутом контуре. Недостатком данного способа разгона ротора является искажение сверхпроводящей сферы ротора в области экватора или полюса, что приводит к ограничению свободы перемещения ротора и точности гироскопа.There is also a method of bringing into rotation of the rotor using superconducting engines [Maleev P.I. New types of gyroscopes // L .: Shipbuilding. 1971, p. 57-59], the principle of operation of which is to use the Meissner effect - pushing the magnetic field out of the superconductor, or the property of keeping the magnetic flux unchanged in a closed loop. The disadvantage of this method of accelerating the rotor is the distortion of the superconducting sphere of the rotor in the region of the equator or pole, which leads to a restriction of the freedom of movement of the rotor and the accuracy of the gyroscope.
Одной из проблем, возникающих при создании КГ высокой точности, является проблема разгона идеального сферического сверхпроводящего ротора. Поскольку одной из особенностей сверхпроводника является идеальный диамагнетизм, магнитное поле выталкивается из сверхпроводника, между сверхпроводником и источником поля действуют силы отталкивания направленные перпендикулярно поверхности сверхпроводника (тангенциальная составляющая отсутствует), то при идеальной сферичности ротора отсутствует вращающий момент и традиционно используемый разгон ротора электромагнитным полем в данном случае невозможен.One of the problems that arise when creating a high-precision QG is the problem of accelerating an ideal spherical superconducting rotor. Since one of the features of the superconductor is ideal diamagnetism, the magnetic field is ejected from the superconductor, there are repulsive forces perpendicular to the surface of the superconductor between the superconductor and the source of the field (there is no tangential component), with ideal rotor sphericity there is no torque and the rotor is traditionally used to accelerate the rotor with an electromagnetic field in this case is impossible.
Известен КГ и способ приведения его в рабочее состояние (разгон сверхпроводящего ротора) [патент РФ №1840511], предусматривающий использование комбинированного подвеса - электростатического и сверхпроводящего. Параллельное использование двух подвесов позволяет решить проблемы асинхронного разгона ротора и добиться частичной компенсации моментов от несферичности и дисбаланса ротора, а также снизить требования к этим параметрам, обеспечить центрирование ротора в подвесе и стабилизацию скорости вращения.Known KG and the method of bringing it into working condition (acceleration of the superconducting rotor) [RF patent No. 1840511], providing for the use of a combined suspension - electrostatic and superconducting. The parallel use of two suspensions makes it possible to solve the problems of asynchronous acceleration of the rotor and achieve partial compensation of moments from the non-sphericity and imbalance of the rotor, as well as reduce the requirements for these parameters, provide centering of the rotor in the suspension and stabilize the rotation speed.
В данном случае гироскоп с ротором охлаждается до температуры, на несколько градусов превышающую температуру перехода материала ротора в сверхпроводящее состояние (например, ротор из ниобия охлаждается до температуры 10-11 К), прибор откачивается до давления 10-7-10-8 Па и ротор взвешивается в электростатическом подвесе. После этого подается питание в обмотки статора, создающего вращающееся электромагнитное поле в несверхпроводящем материале ротора. В роторе индуцируются токи, создающие магнитное поле, взаимодействие которого с полем статора приводит ротор во вращение (асинхронный привод). Протекающие в несверхпроводящем материале ротора токи приводят к потерям энергии на активном сопротивлении материала ротора, т.е. к нагреванию ротора. Это является весьма существенным недостатком, так как приводит к чрезмерно большому времени готовности КГ, которое определяется временем его охлаждения до рабочих температур, т.е. температур перехода в сверхпроводящее состояние, взвешенного в высоком вакууме в электростатическом поле ротора.In this case, the gyroscope with the rotor is cooled to a temperature several degrees higher than the transition temperature of the rotor material to the superconducting state (for example, the rotor from niobium is cooled to a temperature of 10-11 K), the device is pumped to a pressure of 10 -7 -10 -8 Pa and the rotor Weighed in an electrostatic suspension. After that, power is supplied to the stator windings, creating a rotating electromagnetic field in the non-superconducting material of the rotor. In the rotor, currents are induced that create a magnetic field, the interaction of which with the stator field causes the rotor to rotate (asynchronous drive). The currents flowing in the non-superconducting material of the rotor lead to energy losses on the active resistance of the rotor material, i.e. to heating the rotor. This is a very significant drawback, since it leads to an excessively long readiness of the CG, which is determined by the time of its cooling to operating temperatures, i.e. transition temperatures to the superconducting state, suspended in high vacuum in the electrostatic field of the rotor.
Это обусловлено тем, что вращающий момент асинхронного привода пропорционален мощности активных потерь энергии в роторе [Банникова Л.В. Исследование асинхронного двигателя с магнитоподвешенным шаровым ротором и экваториальной цилиндрической обмоткой статора // Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.т.н., Л., 1980 г.] в соответствие с зависимостью:This is due to the fact that the torque of the asynchronous drive is proportional to the power of active energy losses in the rotor [L. Bannikova Research of an induction motor with a magnetically suspended ball rotor and equatorial cylindrical stator winding // Abstract of dissertation for the degree of candidate of technical sciences, L., 1980] in accordance with the dependence:
где М - развиваемый приводом вращающий момент, Ррот. - мощность активных потерь в роторе, ωр - частота вращения ротора.where M is the torque developed by the drive, P mouth . is the power of active losses in the rotor, ω p is the rotor speed.
При линейной зависимости потерь от скорости среднее значение момента Мср за время разгона определяется выражением:With a linear dependence of losses on speed, the average value of the moment M sr during acceleration is determined by the expression:
где Ррот.ср. - среднее значение мощности активных потерь в роторе; ωр.ср. - средняя скорость ротора.where R is the mouth. - the average value of the power of active losses in the rotor; ω r.s. - the average speed of the rotor.
Время разгона Δt ротора до заданной скорости ωк зависит от вращающего момента Мср и момента инерции ротора:The acceleration time Δt of the rotor to a given speed ω k depends on the torque M cf and the moment of inertia of the rotor:
где J - момент инерции ротора; Δω=ωк-ωн - изменение скорости ротора; ωн - начальная скорость, ωк - конечная скорость.where J is the moment of inertia of the rotor; Δω = ω to -ω n - change in rotor speed; ω n is the initial velocity, ω k is the final velocity.
При разгоне ротора начальная скорость ωн=0, тогда Δω=ωк, ωр.ср.=ωл.2 и соответственно:When the rotor accelerates, the initial speed ω n = 0, then Δω = ω k , ω r.s. = ω l .2 and, accordingly:
Энергия Qp, выделенная в роторе за время разгона Δt, которая приводит к повышению его температуры, определяется интегралом:The energy Q p released in the rotor during the acceleration Δt, which leads to an increase in its temperature, is determined by the integral:
Зная теплоемкость материала ротора при данной температуре и энергию потерь, выделившихся в роторе за время разгона до заданной скорости, можно рассчитать изменение температуры перегрева ротора ΔT по формуле [Литвин A.M. Теретические основы теплотехники // М.: Госэнергоиздат, 1969, с. 49]:Knowing the heat capacity of the rotor material at a given temperature and the energy of losses released in the rotor during acceleration to a given speed, we can calculate the change in the rotor superheat temperature ΔT by the formula [Litvin A.M. The heretical basis of heat engineering // M .: Gosenergoizdat, 1969, p. 49]:
где m = масса ротора; Сср - средняя теплоемкость материала ротора в данном диапазоне температур; ΔT- изменение температуры ротора.where m = rotor mass; With cf is the average heat capacity of the rotor material in a given temperature range; ΔT is the change in rotor temperature.
После окончания разгона охлаждение ротора происходит в высоком вакууме (необходимое условие для работы электростатического подвеса), где теплоотвод определяется в основном за счет излучения, и для отдачи накопленной энергии и перехода материала ротора в сверхпроводящее состояние требуется длительное время to, определяемое выражением:After acceleration is completed, the rotor is cooled in high vacuum (a necessary condition for the electrostatic suspension to work), where the heat sink is determined mainly by radiation, and for the transfer of stored energy and the transition of the rotor material to the superconducting state, a long time t o is required, defined by the expression:
где Рлуч - мощность, отдаваемая ротором за счет излучения (далее - мощность теплоотдачи); Ркон - мощность, отдаваемая ротором за счет конвекции.where P beam is the power given by the rotor due to radiation (hereinafter referred to as the heat transfer power); P con - power given by the rotor due to convection.
Мощность Рлуч, отдаваемая ротором за счет излучения, может быть определена по известной формуле [Кухлинг X. Справочник по физике // М.: Мир, 1982, с. 210.]:Power P beam , given by the rotor due to radiation, can be determined by the well-known formula [Kuhling X. Handbook of physics // M .: Mir, 1982, p. 210.]:
где εприв -приведенный коэффициент черноты поверхности ротора; Т - температура ротора; Тср - температура окружающей среды; F - площадь поверхности ротора.where ε cf is the reduced coefficient of blackness of the surface of the rotor; T is the temperature of the rotor; T cf - ambient temperature; F is the surface area of the rotor.
Для ротора диаметром 10 мм при εприв=0,5, температуре ротора Т=10 К и температуре окружающей среды Тср=4,2 К мощность излучения Рлуч=5,67 10-8⋅0,5⋅(104-4,24)⋅4π⋅(5⋅10-3)2=0,86⋅10-7 Вт, т.е. находится на уровне 10-7 Вт. При снижении температуры ротора мощность излучения существенно падает (при Т=7 К Рлуч=1,86⋅10-8) и процесс охлаждения замедляется. В данных условиях следует учитывать и теплоотдачу конвекцией, мощность которой может быть рассчитана по формуле (Грошковский Я. Техника высокого вакуума, М.: Мир, 1975, с. 70, 71):For a rotor with a diameter of 10 mm at ε pr = 0.5, rotor temperature T = 10 K and ambient temperature T cf = 4.2 K, the radiation power is P beam = 5.67 10 -8 ⋅0.5⋅ (10 4 - 4.2 4 ) ⋅4π⋅ (5⋅10 -3 ) 2 = 0.86⋅10 -7 W, i.e. is at the level of 10 -7 watts. With decreasing rotor temperature, the radiation power drops significantly (at T = 7 K P beam = 1.86 × 10 -8 ) and the cooling process slows down. Under these conditions, one should take into account the heat transfer by convection, the power of which can be calculated by the formula (Groshkovsky Y. Technique of high vacuum, M .: Mir, 1975, p. 70, 71):
где β - коэффициент, учитывающий отклонение формы молекулы от шарообразной; α0 - приведенный коэффициент аккомодации, средний для обеих поверхностей - ротора и корпуса гироскопа; M0 - молекулярная масса газа (моль); F - площадь поверхности ротора (м2); Р - давление газа в зазоре (торр); Т0 - среднее значение температуры в диапазоне Т-Тср.where β is a coefficient taking into account the deviation of the shape of the molecule from the spherical; α 0 - reduced coefficient of accommodation, average for both surfaces - the rotor and the gyroscope body; M 0 is the molecular weight of the gas (mol); F is the surface area of the rotor (m 2 ); P is the gas pressure in the gap (torr); T 0 - the average temperature in the range of T-T av .
Из выражения (8) следует, что мощность Ркон ротора диаметром 10 мм при Р=10-7 Па в среде гелия (М0=4 г/моль, β=0, α0=0,5) при Т=7 К и Т0=0,5(7+4,2)=5,6 К составляет:From the expression (8) that power P con rotor diameter of 10 mm and P = 10 -7 Pa helium medium (M 0 = 4 g / mol, β = 0, α 0 = 0.5) at T = 7 K and T 0 = 0.5 (7 + 4.2) = 5.6 K is:
Ркон=6⋅102⋅0,5-√273/(4⋅5,6)⋅4π⋅(5⋅10-3)⋅10-7/133⋅(7-4,2)=0,69⋅10-9 ВтP con = 6⋅10 2 ⋅0.5-√273 / (4⋅5.6) ⋅4π⋅ (5⋅10 -3 ) ⋅10 -7 / 133⋅ (7-4.2) = 0.69 ⋅10 -9 W
Приняв допущение отсутствия других потерь (потери на трение об остаточный газ, вибрации и т.д.), можно считать, что энергия, выделенная в роторе, равна накопленной кинетической энергии и определяется выражением:Accepting the assumption of the absence of other losses (friction losses on the residual gas, vibration, etc.), we can assume that the energy released in the rotor is equal to the accumulated kinetic energy and is determined by the expression:
Таким образом, для охлаждения ротора диаметром 10 мм и массой 1 грамм, разогнанного до скорости 500 Гц (накопленная кинетическая энергия 
В качестве прототипа по наибольшему числу общих существенных признаков принят способ изготовления КГ [С.Л. Левин, В.В. Святый, М.В. Степченко, В.Н. Цветков, П.А. Чесноков, А.Г. Щербак, В.А. Машичев. Результаты разработки конструкции и технологии изготовления элементов криогироскопа // Материалы XXX Конференции памяти Н.Н. Острякова, СПб.: ГНЦ РФ, АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2016, с. 99-106], при котором осуществляют формообразование сферического ротора в виде заготовки из углеродного нанокомпозита, покрытой сверхпроводящим слоем ниобия, на котором в зоне шарового пояса, определяемого широтным углом а, на поверхность ниобия наносят растровый рисунок в виде равновеликих отрезков сферических линий, изготовление двух керамическом полусфер и центрирующего кольца. На внутренней поверхности каждой полусферы формируют систему электродов электростатического подвеса, а между электродами подвеса и на внутренней цилиндрической поверхности кольца - тонкопленочные измерительные витки сверхпроводящих квантовых интерференционных датчиков (СКВИД-магнитометров), а также формируют системы сверхпроводящего магнитного и электростатического подвесов ротора и настройки КГ. После взвешивания ротора в электростатическом подвесе и сообщения ротору электромагнитным полем (асинхронный привод) угловой скорости, КГ охлаждают до сверхпроводящего состояния, взвешивают ротор в сверхпроводящем магнитном подвесе и измеряют скорость ухода КГ.As a prototype for the largest number of common essential features adopted the method of manufacturing KG [S.L. Levin, V.V. Holy, M.V. Stepchenko, V.N. Tsvetkov, P.A. Chesnokov, A.G. Shcherbak, V.A. Mashichev. The results of the development of the design and manufacturing technology of elements of the cryogyroscope // Materials of the XXX Conference in memory of N.N. Ostryakova, St. Petersburg: State Research Center of the Russian Federation, JSC Concern Central Research Institute Elektropribor, 2016, p. 99-106], in which the spherical rotor is shaped in the form of a carbon nanocomposite preform coated with a superconducting niobium layer on which a raster pattern is applied on the niobium surface in the form of equal-sized segments of spherical lines in the area of the spherical zone defined by the latitudinal angle a; ceramic hemispheres and centering rings. A system of electrostatic suspension electrodes is formed on the inner surface of each hemisphere, and thin-film measuring coils of superconducting quantum interference sensors (SQUID magnetometers) are formed between the suspension electrodes and on the inner cylindrical surface of the ring, and they also form systems of superconducting magnetic and electrostatic rotor suspensions and KG settings. After the rotor is weighed in an electrostatic suspension and the rotor is informed of the angular velocity by an electromagnetic field (asynchronous drive), the CG is cooled to a superconducting state, the rotor is weighed in a superconducting magnetic suspension, and the departure velocity of the CG is measured.
Недостатком способа-прототипа являются низкие эксплуатационные характеристики КГ, определяемые чрезмерно длительным временем готовности гироскопа, поскольку происходит разогрев ротора при разгоне за счет тепловыделения от индуцированных токов в материале ротора находящегося в высоковакуумном объеме, обеспечивающем работу электростатического подвеса. После окончания разгона охлаждение ротора происходит в высоком вакууме в основном за счет излучения и для перехода материала ротора в сверхпроводящее состояние, как показано выше, требуется длительное время.The disadvantage of the prototype method is the low operational characteristics of the CG, determined by the excessively long availability of the gyroscope, since the rotor heats up during acceleration due to heat from induced currents in the rotor material located in the high vacuum volume, which ensures the operation of the electrostatic suspension. After the acceleration is completed, the rotor is cooled in high vacuum mainly due to radiation, and for the transition of the rotor material to the superconducting state, as shown above, a long time is required.
Решаемая техническая проблема - совершенствование технологического процесса изготовления КГ.The technical problem to be solved is the improvement of the technological process of manufacturing KG.
Технический результат - сокращение времени готовности КГ.The technical result is a reduction in the readiness time of the CG.
Согласно изобретению, поставленная задача решается тем, что, концы каждого из отрезков растрового рисунка замыкают с концами, по меньшей мере, одного из соседних отрезков перемычками, которые выполняют за пределами зоны упомянутого шарового пояса, образуя на поверхности ротора замкнутые контуры, при этом упомянутые отрезки и перемычки формируют в виде тонкопленочных структур нитрида ниобия, а обмотки статора сверхпроводящего подвеса размещают и соединяют с элементами управления, образуя многофазную систему, обеспечивающую создание вращающего магнитного поля на поверхности ротора, при этом отрезки растрового рисунка и перемычки из нитрида ниобия на роторе формируют посредством лазерного маркирования поверхности ротора в среде избыточного давления азота.According to the invention, the problem is solved in that the ends of each of the segments of the raster pattern are closed with the ends of at least one of the adjacent segments by jumpers that perform outside the zone of the said ball zone, forming closed contours on the surface of the rotor, while said segments and jumpers are formed in the form of thin-film structures of niobium nitride, and the stator windings of the superconducting suspension are placed and connected to the control elements, forming a multiphase system that ensures the creation of time a magnetic field on the surface of the rotor, while pieces of the raster pattern and jumpers made of niobium nitride on the rotor are formed by laser marking of the surface of the rotor in a nitrogen overpressure environment.
Сущность изобретения, определяемая функционированием привода разгона ротора, поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид ротора и на фиг. 2 - упрощенная развертка поверхности ротора с растровым рисунком, концы отрезков которого соединены перемычками, и обмотки статора, в качестве которых могут использоваться обмотки сверхпроводящего подвеса.The invention, determined by the functioning of the drive acceleration of the rotor, is illustrated by drawings, where in Fig.1 shows a General view of the rotor and in Fig. 2 is a simplified scan of the rotor surface with a raster pattern, the ends of the segments of which are connected by jumpers, and stator windings, which can be used as windings of a superconducting suspension.
На фиг. 1 и 2 обозначены:In FIG. 1 and 2 are indicated:
1 - ротор из ниобия (далее - ротор);1 - rotor from niobium (hereinafter - the rotor);
2 - отрезки сферических линий растрового рисунка, выполненного в виде тонкопленочных структур нитрида ниобия посредством лазерного маркирования поверхности ротора в среде избыточного давления азота (далее - отрезки сферических линий);2 - segments of the spherical lines of a raster pattern made in the form of thin-film structures of niobium nitride by laser marking the surface of the rotor in a medium of excess nitrogen pressure (hereinafter - segments of spherical lines);
3 - перемычки, соединяющие концы отрезков сферических линий растрового рисунка (далее - перемычки);3 - jumpers connecting the ends of the segments of the spherical lines of the raster pattern (hereinafter referred to as jumpers);
4, 5 и 6 - катушки статора;4, 5 and 6 - stator coils;
7 - направление тока в катушке статора;7 - current direction in the stator coil;
8 - направления тока в сверхпроводящем контуре на поверхности ротора;8 - current direction in a superconducting circuit on the surface of the rotor;
α - широтный угол, определяющий зону нанесения растрового рисунка (далее - широтный угол);α is the latitudinal angle that defines the area of the raster drawing (hereinafter - latitudinal angle);
h - высота шарового слоя, в котором размещены отрезки 2 растрового рисунка (далее - высота);h is the height of the spherical layer in which the
Нк - магнитное поле, возникающее в катушке статора 4 при подаче в нее тока;N to - the magnetic field that occurs in the
Hr - поле, создаваемое появлением сверхпроводящего тока, которое возникает в сверхпроводящем контуре растрового рисунка под действием поля Нк;H r is the field created by the appearance of a superconducting current that occurs in the superconducting circuit of the raster pattern under the influence of the field H to ;
F - сила, возникающая вследствие взаимодействия магнитных полей тока катушкиF is the force arising from the interaction of the magnetic fields of the coil current
Нк и тока сверхпроводящего контура Hr ротора, стремящаяся вытолкнуть контур из зоны действия поля катушек статора.N to and the current of the superconducting circuit H r of the rotor, tending to push the circuit out of the area of action of the field of stator coils.
Способ заключается в выполнении следующей совокупности и последовательности операций.The method consists in performing the following combination and sequence of operations.
1. Средствами механической обработки (точение, шлифование, доводка) производят формообразование сплошной сферической заготовки из композитного материала на основе углерода, осуществляя ее предварительную балансировку до получения заготовки заданного диаметра D1. Диаметр D1 выполняют меньше, чем диаметр Dp конечного ротора на величину, определяемую толщиной Δ наносимого сверхпроводящего покрытия, которая выбирается с учетом финишной обработки ротора с покрытием. В данном случае возможно использование углеродного нанокомпозита по ТУ 1915-001-490509-14-20-13, представляющего собой композиционный материал системы углерод-углерод, имеющий конденсационно-кристаллизационную структуру и состоящий из дисперсных сферических частиц углерода размером в сотни нанометров. Углеродный нанокомпозит имеет плотность 1,8-2,1 г/см3, обладает достаточно высокими механическими свойствами (предел прочности на сжатие 455±36 МПа), а также имеет достаточно близкий к ниобию коэффициент термического линейного расширения (3,62⋅10-6 К-1) в интервале температур 293-1173 К-1. На заготовке предусматривают выполнение элементов, обеспечивающих создание моментов инерции ротора одним из известных способов, например запрессовкой армирующих элементов [Щербак А.Г., Кедров В.Г., Технология прецизионной диффузионной сварки в точном приборостроении // СПб.: ГНЦ РФ АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 1996, 166 с.] или напылением кольцевого фрагмента на охватываемую деталь, соединяемую по телескопической поверхности с охватывающей деталью [Патент РФ №2286535]. Очевидно, что выбирая значения геометрических параметров и материалы основы ротора и армирующих элементов, можно регулировать величины осевого Io и радиального IP моментов инерции ротора, а также соотношение этих моментов.1. Means of mechanical processing (turning, grinding, lapping) produce the formation of a continuous spherical billet of a composite material based on carbon, carrying out its preliminary balancing to obtain a workpiece of a given diameter D 1 . The diameter D 1 is less than the diameter D p of the final rotor by an amount determined by the thickness Δ of the applied superconducting coating, which is selected taking into account the finish processing of the coated rotor. In this case, it is possible to use a carbon nanocomposite according to TU 1915-001-490509-14-20-13, which is a composite carbon-carbon system material having a condensation-crystallization structure and consisting of dispersed spherical carbon particles hundreds of nanometers in size. A carbon nanocomposite has a density of 1.8-2.1 g / cm 3 , has sufficiently high mechanical properties (compressive strength 455 ± 36 MPa), and also has a coefficient of thermal linear expansion quite close to niobium (3.62⋅10 - 6 K -1 ) in the temperature range 293-1173 K -1 . On the workpiece, it is envisaged to carry out elements ensuring the creation of rotor inertia moments by one of the known methods, for example, by pressing in reinforcing elements [Shcherbak AG, Kedrov VG, Precision diffusion welding technology in precision instrumentation // St. Petersburg: State Research Center of the Russian Federation Concern JSC "Central Research Institute" Elektropribor ", 1996, 166 pp.] Or by spraying an annular fragment onto a covered part, connected on a telescopic surface with a covering part [RF Patent No. 2286535]. Obviously, choosing the values of the geometric parameters and the base materials of the rotor and the reinforcing elements, it is possible to adjust the values of the axial I o and radial I P moments of inertia of the rotor, as well as the ratio of these moments.
2. Далее на полученную заготовку из углеродного нанокомпозита наносят сверхпроводящее покрытие из ниобия электрохимическим осаждением из солевого расплава или методом магнетронного напыления (конкретная технология формирования покрытия не является принципиальной), формируя при этом заготовку ротора сферической формы диаметром Dp+Δ1, где Δ1 - припуск на балансировку ротора.2. Next, a superconducting coating of niobium is deposited from the carbon nanocomposite obtained by electrochemical deposition from salt melt or by magnetron sputtering (the specific technology for coating formation is not critical), forming a spherical rotor blank with a diameter of D p + Δ 1 , where Δ 1 - allowance for balancing the rotor.
3. После этого осуществляют финишную балансировку ротора до получения требуемых значений дисбаланса и геометрических параметров (диаметр Dp и несферичность) и на наружной сферической поверхности ротора 1 (фиг. 1) в зоне шарового пояса, у которого ось симметрии совпадает с динамической осью ротора, а высота h определяется широтным углом а, методом лазерного маркирования формируют растровый рисунок в виде одинаковых отрезков 2 сферических линий, выполняемых с равным угловым шагом, ориентируя направление отрезков 2 от одного полюса ротора 1 к другому. Одновременно с формированием растрового рисунка концы каждого из указанных отрезков 2 замыкают с концами, по меньшей мере, одного из соседних отрезков перемычками 3, которые выполняют за пределами зоны упомянутого шарового пояса, образуя на поверхности ротора замкнутые контуры. При этом процесс лазерного маркирования осуществляют в среде избыточного давления азота, используя, например, обдув зоны маркировки азотом из баллона через раструб. Тем самым создаются условия протекания на поверхности модифицируемого слоя топохимической гетерофазной реакции с образованием нитрида ниобия NbN черного цвета, который является бинарным неорганическим соединением ниобия и азота, что обеспечивает контрастность растрового рисунка. Нитрид ниобия NbN может иметь значительные отклонения от стехиометрии, и в зависимости от состава при 13÷16 К переходит в сверхпроводящее состояние. При этом формирование нитрида ниобия NbN осуществляется посредством структурно-фазовой модификации тонкого приповерхностного слоя ниобия и искажения формы ротора не происходит, т.е. сохраняется полученная на стадии балансировки точность наружной сферы ротора 1. Известное техническое решение получения сверхпроводящих пленок из нитрида ниобия [патент США №4726890], когда формирование пленки нитрида ниобия NbN осуществляют магнетронным распылением ниобия на подложку в реакционной газовой смеси высокочистых аргона и азота в вакууме, не обеспечивает указанного сохранения точности сферической поверхности. По этой же причине малоприемлема технология [Патент РФ №2173733], которая основана на распылении металлического ниобия в скрещенных магнитном и электрическом полях в потоке газовой смеси инертного газа и азота.3. After that, the rotor is finely balanced to obtain the required imbalance and geometric parameters (diameter D p and non-sphericity) and on the outer spherical surface of the rotor 1 (Fig. 1) in the zone of the ball zone, in which the axis of symmetry coincides with the dynamic axis of the rotor, and the height h is determined by the latitudinal angle a, a laser pattern is used to form a raster pattern in the form of equal segments of 2 spherical lines made with equal angular steps, orienting the direction of the
Указанные отрезки 2 должны быть наклонены под определенным углом к экваториальной плоскости ротора, что необходимо для функционирования оптоэлектронной системы съема информации. Использование контуров в качестве элементов разгона ротора, взвешенного в электростатическом поле, электромагнитным полем более эффективно, когда угол наклона указанных отрезков к экваториальной плоскости ротора минимален.These
Очевидно, что могут быть различные варианты формирования контуров, включая соединение перемычками каждого из отрезков 2 с несколькими другими отрезками, что не влияет на условия выполнения замкнутыми контурами на поверхности ротора функции элементов, обеспечивающих его разгон.Obviously, there can be various options for the formation of circuits, including connecting jumpers of each of the
3. Одновременно с ротором осуществляют изготовление керамических полусфер и центрирующего кольца, на внутренней поверхности полусфер формируют систему тонкопленочных электродов электростатического подвеса, а между электродами подвеса на полусферах и на внутренней цилиндрической поверхности кольца - сверхпроводящие тонкопленочные измерительные витки сверхпроводящих квантовых интерференционных датчиков. С наружной стороны в стенках полусфер выполняют отверстия, в которые впаивают оптические окна световодов оптического датчика, а также формируют выемки и пазы для размещения в них при сборке обмоток статора сверхпроводящего магнитного подвеса и привода разгона ротора.3. Simultaneously with the rotor, ceramic hemispheres and a centering ring are manufactured, a system of thin-film electrostatic suspension electrodes is formed on the inner surface of the hemispheres, and superconducting thin-film measuring coils of superconducting quantum interference sensors are formed between the suspension electrodes on the hemispheres and on the inner cylindrical surface of the ring. On the outside, in the walls of the hemispheres, holes are made into which the optical windows of the optical fibers of the optical sensor are soldered, and also recesses and grooves are formed for placement of a superconducting magnetic suspension and a rotor acceleration drive in them during assembly of the stator windings.
4. Далее осуществляют сборку полусфер на центрирующем кольце, задавая их требуемую взаимную угловую ориентацию и помещая в выемки полусфер сферический ротор, и размещают в требуемых позициях обмотки статора 4, 5 и 6 (фиг. 2) сверхпроводящего магнитного подвеса ротора. Очевидным условием является то, что обмотки статора сверхпроводящего подвеса, соединенные с элементами управления подвеса, образуют многофазную систему, обеспечивающую создание вращающего магнитного поля. Это обеспечивается тем, что обмотки статора 4, 5 и 6 сверхпроводящего подвеса смещены на различные углы относительно контуров ротора 1, образованных отрезками 2 и перемычками 3.4. Next, the hemispheres are assembled on the centering ring, setting their desired mutual angular orientation and placing a spherical rotor in the recesses of the hemispheres, and place the superconducting magnetic rotor suspension in the required positions of the
Функционирует представленная схема привода следующим образом. При подаче тока 7, например, в катушку 5 (фиг. 2) статора возникает магнитное поле Нк, которое в сверхпроводящем контуре растрового рисунка наводит сверхпроводящий ток 8, создающий поле Hr, препятствующее проникновению магнитного потока в контур и, соответственно, в тело ротора 1. Взаимодействие магнитных полей тока 7 катушки и тока 8 сверхпроводящего контура ротора приводит к возникновению силы F, стремящейся вытолкнуть контур из зоны действия поля катушки статора. Ротор 1 поворачивается, при этом контур перемещается в зону действия второй катушки. При последовательной коммутации токов в катушках статора, например, по индуктивным или оптическим датчикам, ротор 1 может быть разогнан до заданной скорости без активных потерь, так как токи протекают в сверхпроводящих контурах. Принципиально схема работы привода не изменится при замыкании всех линий растра. Работа привода аналогична работе синхронного двигателя с постоянными магнитами.The presented drive circuit operates as follows. When current 7 is applied, for example, to the stator coil 5 (Fig. 2), a magnetic field H k arises, which induces a superconducting current 8 in the superconducting circuit of the raster pattern, creating a field H r that prevents the magnetic flux from entering the circuit and, accordingly, into the
После достижения заданной скорости ротор охлаждают до перехода материала всей поверхности ротора (ниобия) в сверхпроводящее состояние и вся поверхность ротора становится сверхпроводящей, имеющей заданную сферическую форму.After reaching a predetermined speed, the rotor is cooled until the material of the entire surface of the rotor (niobium) transitions to the superconducting state and the entire surface of the rotor becomes superconducting, having a given spherical shape.
Таким образом, формирование перемычек между отрезками растрового рисунка обеспечивает выполнение растра в виде системы замкнутых контуров, имеющих более высокую температуру перехода в сверхпроводящее состояние, чем материал ротора (ниобий), В этом случае для ротора, взвешенного в электростатическом поле, при температуре, когда ротор находится в несверхпроводящем состоянии, а растр в сверхпроводящем, обеспечивается возможность создания вращающих и демпфирующих моментов за счет взаимодействия коммутируемого магнитного поля с индуцируемыми токами в сверхпроводящих контурах растрового рисунка ротора и осуществляется, таким образом, разгон и приведение оси вращения ротора в заданное положение без выделения потерь в роторе.Thus, the formation of jumpers between the segments of the raster pattern ensures the execution of the raster in the form of a system of closed loops having a higher temperature of transition to the superconducting state than the material of the rotor (niobium). In this case, for a rotor suspended in an electrostatic field, at a temperature when the rotor is in the non-superconducting state, and the raster is in the superconducting state, it is possible to create rotational and damping moments due to the interaction of the switched magnetic field with the inductor currents in the superconducting circuits of the bitmap pattern of the rotor and, thus, acceleration and bringing the axis of rotation of the rotor to a predetermined position is performed without highlighting the losses in the rotor.
Так как при разгоне сверхпроводящим приводом ротор не нагревается, то время охлаждения определяется начальной температурой и теплоемкостью материала ротора. При массе ротора m=1 г, средней теплоемкости Сср=5⋅10-5 Дж/г К и температуре, при которой происходит разгон ротора Тр=10 К, энергия, выделенная в роторе за время разгона, равна Qp=2.9⋅10-4 Дж, а время охлаждения составляет 
Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет существенно сократить время готовности и, соответственно, улучшить эксплуатационные характеристик КГ по сравнению с известными аналогами и способом-прототипом.Thus, the proposed technical solution can significantly reduce the availability time and, accordingly, improve the operational characteristics of the CG in comparison with the known analogues and the prototype method.
Это обеспечивается за счет образования на поверхности ротора замкнутых контуров, посредством соединения перемычками отрезков растрового рисунка, при этом отрезки и перемычки формируют лазерной обработкой в среде избыточного давления азота в виде тонкопленочных структур нитрида ниобия, имеющего температуру перехода в сверхпроводящее состояние существенно выше, чем материал ротора - ниобий.This is ensured by the formation of closed loops on the surface of the rotor, by means of connecting the raster pattern segments with jumpers, while the segments and jumpers are formed by laser processing in a medium of excess nitrogen pressure in the form of thin-film niobium nitride structures having a transition temperature to the superconducting state substantially higher than the rotor material - niobium.
Таким образом, заявленный технический результат достигнут.На данный момент в АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор» осуществляется апробация предлагаемого способа при изготовлении экспериментальных образцов ЧЭ КГ.Thus, the claimed technical result is achieved. At the moment, JSC “Concern“ Central Research Institute “Elektropribor” is testing the proposed method in the manufacture of experimental samples of CHE KG.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017140686A RU2678707C1 (en) | 2017-11-23 | 2017-11-23 | Method of manufacturing sensitive element of cryogenic gyroscope |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017140686A RU2678707C1 (en) | 2017-11-23 | 2017-11-23 | Method of manufacturing sensitive element of cryogenic gyroscope |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2678707C1 true RU2678707C1 (en) | 2019-01-31 |
Family
ID=65273742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017140686A RU2678707C1 (en) | 2017-11-23 | 2017-11-23 | Method of manufacturing sensitive element of cryogenic gyroscope |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2678707C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110595454A (en) * | 2019-09-24 | 2019-12-20 | 上海交通大学 | High-temperature superconducting magnetic flux pinning effect magnetically-driven micro gyroscope |
| CN111934498A (en) * | 2020-08-20 | 2020-11-13 | 广东电网有限责任公司电力科学研究院 | Information acquisition and transmission platform for monitoring superconducting motor rotor |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2804776A (en) * | 1953-04-28 | 1957-09-03 | Jr Thomas O Summers | Gyroscope instrument with dual purpose motors |
| US3044309A (en) * | 1959-02-09 | 1962-07-17 | Gen Electric | Gyroscope |
| RU2153649C1 (en) * | 1999-05-17 | 2000-07-27 | Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" | Method for manufacture of sensitive element of electrostatic gyroscope |
| SU1840511A1 (en) * | 1983-04-04 | 2007-05-20 | ЦНИИ "Электроприбор" | Method for calibrating cryogenic gyroscope |
| RU2460971C2 (en) * | 2011-04-18 | 2012-09-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В.Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук (ИХТРЭМС КНЦ РАН) | Method of making cryogenic gyro |
-
2017
- 2017-11-23 RU RU2017140686A patent/RU2678707C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2804776A (en) * | 1953-04-28 | 1957-09-03 | Jr Thomas O Summers | Gyroscope instrument with dual purpose motors |
| US3044309A (en) * | 1959-02-09 | 1962-07-17 | Gen Electric | Gyroscope |
| SU1840511A1 (en) * | 1983-04-04 | 2007-05-20 | ЦНИИ "Электроприбор" | Method for calibrating cryogenic gyroscope |
| RU2153649C1 (en) * | 1999-05-17 | 2000-07-27 | Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" | Method for manufacture of sensitive element of electrostatic gyroscope |
| RU2460971C2 (en) * | 2011-04-18 | 2012-09-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В.Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук (ИХТРЭМС КНЦ РАН) | Method of making cryogenic gyro |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110595454A (en) * | 2019-09-24 | 2019-12-20 | 上海交通大学 | High-temperature superconducting magnetic flux pinning effect magnetically-driven micro gyroscope |
| CN111934498A (en) * | 2020-08-20 | 2020-11-13 | 广东电网有限责任公司电力科学研究院 | Information acquisition and transmission platform for monitoring superconducting motor rotor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ma et al. | Superconductor and magnet levitation devices | |
| RU2678707C1 (en) | Method of manufacturing sensitive element of cryogenic gyroscope | |
| US5747426A (en) | High performance magnetic bearing systems using high temperature superconductors | |
| EP1785010B1 (en) | Apparatus and method for levitation of an amount of conductive material | |
| CN104613950B (en) | A kind of magnetic suspension control sensitivity gyro | |
| US11465783B2 (en) | Single-gimbal magnetically suspended control moment gyroscope | |
| US6737777B2 (en) | Magnetic bearing and use thereof | |
| CN106286594B (en) | A kind of double Halbach array spherical shape Lorentz force magnetic bearings | |
| CN104533950B (en) | Radial magnetic bearing with outer rotor conical spherical magnetic poles | |
| EP2630391A2 (en) | Stabilization of rotating machinery | |
| Schuck et al. | Ultrafast rotation of magnetically levitated macroscopic steel spheres | |
| Buchman et al. | The gravity probe B gyroscope | |
| CN106767744A (en) | A kind of implicit Lorentz force deflection magnetic bearing | |
| Yang et al. | Low frequency rotational loss in a high-temperature superconducting bearing and its application in micro-thrust measurement for space propulsion | |
| Hu et al. | Analysis of the driving force of a levitated spherical superconducting rotor | |
| JP5297738B2 (en) | Design method of magnetic support device | |
| US20130207496A1 (en) | System and method for performing magnetic levitation in an energy storage flywheel | |
| Cui et al. | Analysis of magnetic-supported suspension torque acting on superconducting sphere rotor | |
| Xu et al. | Design and analysis of Lorentz force-type magnetic bearing based on high precision and low power consumption | |
| McMichael et al. | Effects of material processing in high temperature superconducting magnetic bearings | |
| Hu et al. | Effects of drag force of helium gas on a spinning superconducting rotor | |
| Fujii et al. | Mechanism for levitated superconductor experiment | |
| Mulcahy et al. | A permanent-magnet rotor for a high-temperature superconducting bearing | |
| JPH1098890A (en) | Designing of superconductivity applied device and superconductivity applied device manufactured therewith | |
| Kolosov et al. | Deposition of superconducting Nb 3 Sn and high-purity Nb coatings on the rotor of a cryogenic gyroscope |