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涡轮泵机械设计是一个兼容的折衷方案，涉及许多影响因素，包括动力传输、转子动力学、轴向推力平衡、轴承、动态密封和热考虑因素。
轴直径、花键和联轴器都必须足够大才能传递扭矩，扭矩是速度和马力的函数。这确定了轴直径和轴承内圈最小允许直径，具体取决于沿轴选择的轴向站。转子临界速度是转子质量分布和弹簧刚度、轴承位置和弹簧刚度以及外壳刚度的函数。对于滚动轴承，内径和轴转速 (DN) 的乘积用于衡量轴承内部载荷。DN 的经验寿命极限已确定为用于冷却轴承的推进剂或润滑剂的函数。
由于这些相互作用的限制，轴承位置的选择应使运行速度范围远离临界速度，并最小化轴承孔径，以最大限度地延长轴承寿命。
从临界速度的角度来看，只要悬伸不超过跨度长度的大约一半，内侧轴承就会减小轴承跨度并增加第一临界速度。然而，这意味着当轴承放置在泵和涡轮之间时，动力扭矩必须通过轴承孔，从而使轴承直径和 DN 最大化。
在本系列演示空化效应时，请注意随着入口压力 (NPSH) 降低，小气泡逐渐形成。这些最终会内爆，
对涡轮机金属造成损坏。最终的照片表明了影响的严重程度。
从轴承的角度来看，最理想的位置是外侧，这样轴承尺寸和几何形状就可以独立于所需的轴直径进行优化。然而，由于入口损失，泵入口外侧的轴承往往会降低导流轮处可用的 NPSP，并且还会增加导流轮轮毂直径，从而增加外径以维持流动面积。涡轮机外侧的轴承通常需要额外的冷却、动态密封和支撑结构，这增加了涡轮泵设计的复杂性。
用于容纳和分离推进剂和涡轮驱动气体的动态轴密封件还必须与轴直径和运行速度兼容。LO2 密封件、热气密封件以及用氦气吹扫以将 LO2 和热气泄漏排放管分开的中间密封件必须放置在具有公共轴的 LO2 涡轮泵上的泵和涡轮机之间。密封套件显着增加了采用 LO2 冷却的内侧轴承的悬伸量，从而降低了转子临界速度。
转子稳定性也是选择轴承位置和动态密封类型的主要因素。动态密封件可以提供额外的支撑刚度和阻尼，以提高临界速度并稳定转子，以防止次同步涡动。SSME 的 HPFTP 具有具有较大轴承跨度与转子刚度比的外侧轴承。泵级间密封件提供的附加支撑刚度将转子第一临界速度提高到最大运行速度的一半以上，从而防止次同步涡动。级间密封件增加的阻尼还允许在第二临界速度下运行，而不会出现明显的转子振动。
Redstone、Atlas、RS-27 和 F-1 涡轮泵的轴承与泵腔分离，并用油或 RP-1 以及添加剂进行润滑。这种机械布置虽然最适合轴承润滑，但需要额外的动态密封。J-2、SSME 和 OTV 涡轮泵的轴承采用 LO2 或 LH2 冷却，无需动态密封来将轴承与泵隔离。这可以显着减轻重量，但需要偏离传统的油润滑轴承设计实践。轴承座圈和滚珠采用440C材料制成，可防止腐蚀。保持架（分离器）由 Armalon 制成，这是一种玻璃填充的聚四氟乙烯，可防止金属与金属之间的碰撞，并为滚珠和座圈提供润滑传输。
转子轴向推力是影响轴承设计的另一个主要因素。泵和涡轮机中的迷宫式密封直径的选择应最大限度地减少轴承必须反应的净转子推力。Atlas、RS-27 和 F-1 的泵背靠背布置，以便最大限度地减少轴承必须反应的推力不平衡。
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