1 引言
　　
　　随着飞机性能的日益提高，电子设备数量不断增加，制冷功率要求也愈来愈大，温度、空气湿度、压力等要求逐渐提高。由重量较轻的透平机械和高效紧凑式换热器组成的逆布雷顿循环空气制冷机以它的重量轻、体积小、易维护、制冷工质为空气和制冷量易调节等特点，已逐渐成为飞机空调系统的最佳选择。
　　
　　在广泛采用的空气制冷系统中，可靠性最薄弱的环节是透平膨胀机，传统的透平膨胀机采用使用油润滑的滚动轴承，但有些不足之处：需要定期的维护，在维护中要检查油面并按需加油；油轴承易受污染物如供气中的水和沙尘影响；保持轴承润滑冷却相当困难，常因过热而烧坏，轴承系统使用寿命过短。
　　
　　为了显著提高飞机环控系统透平膨胀机的寿命，减少注油工序，越来越多的专家学者提出将油润滑轴承改为气体润滑轴承以提高膨胀机性能及进一步提高整个制冷系统性能的重要措施。在美国等西方国家的飞机中，其空调系统基本上已换用气体轴承透平膨胀机。1994年ASAC的资料显示西方国家90％商用飞机的空气制冷机系统的透平膨胀机采用的都是Garrett形式的箔片动压气体轴承[6]。而中国由于在气体轴承的开发研究方面起步比较晚，目前在飞机空调系统中膨胀机多采用滚动轴承，其润滑靠油芯供油来达到轴承润滑。20世纪90年代以来，航天部609所及西安交通大学低温研究所等单位开始对箔片气体轴承进行理论及试验研究。
　　
　　气体轴承以气体为润滑剂，具有无污染、摩擦损失低、适应温度范围广等诸多优点，能够满足高速透平机械的应有要求，目前已经得到广泛应用。在飞机空调系统中，采用动压气体轴承，转子工作转速得以允许大幅度提高，如B47的飞机空调系统中，将滚珠轴承改为普通全动压气体轴承，转子转速可由3.8万转/分提高至10.6万转/分钟。转速的提高进一步对飞机及其制冷系统的各项性能产生影响。
　　
　　本研究对于气体轴承的机械性能及它在飞机环控系统中的诸多优势不做讨论，从制冷学和飞行器动力学的角度，就飞行器透平膨胀机上使用气体轴承的可行性进行探讨分析。

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