卫星姿控飞轮系统是负责卫星姿态调整的关键组件,一般要求随卫星连续在轨工作3-7年。轴承作为姿控飞轮系统的核心部件,运转性能直接影响卫星姿控飞轮的运行状态及空间设备使用寿命。本文研发了一种新型储油器及整套飞轮转子系统,建立了储油器供油速率理论分析模型,探究了影响储油器供油速率及飞轮转子系统运转性能的关键因素,优化了超精密飞轮转子系统设计关键参数,大幅改进了飞轮转子系统的运转性能。首先,依据液体间隙密封理论,设计了一种新型储油器,为飞轮转子系统提供长时间稳定润滑。基于平均雷诺方程,建立了储油器供油速率理论计算模型,设计了加速实验对该理论计算模型进行了验证。结果显示,该计算模型能够较好地预报储油器实际供油情况。其次,基于储油器供油速率理论计算模型,探究了储油器机械加工参数、密封间隙长度、转速以及环境因素对于储油器最大供油时间以及轴承运转性能稳定性的影响。结果表明,储油器最大供油时间以及轴承运转性能稳定性对于储油器供油界面的粗糙度、密封间隙、环境温度以及转速的变化更为敏感。最大供油时间与储油器供油界面的粗糙度以及密封面间隙特性之间存在指数关系。最后,将研发的储油器安装于自主研发的姿控飞轮转子系统中,研究了影响飞轮转子系统摩擦功耗及振动性能的关键参数,并将参数优化后的飞轮转子系统与某飞轮转子系统进行了对比。结果显示,环境温度以及润滑油量会显著影响飞轮转子系统的摩擦功耗,在飞轮转子系统实际工况范围内,温度越低与飞轮转子系统的摩擦功耗越高,润滑油量过大会增加摩擦功耗。经过综合设计参数优化后,在高转速运转下整体飞轮转子系统的摩擦功耗降低了约50%。