涡轮泵配置选择

文摘   科技   2024-08-20 08:47   福建  

因微信平台推荐机制调整,没有标星的朋友们有时可能错过【最新航天】的推送或是看不到部分推送文章的封面,欢迎新老朋友给【最新航天】点个星标,以便及时收到最新推文、避免错过更多精彩。

SSME HPF 涡轮泵

根据确定的发动机要求,根据优化每种推进剂的泵、驱动气体可用能量的涡轮机以及考虑寿命、重量和生产率的机械设计布置来选择涡轮泵配置。

用于具有类似密度燃料和氧化剂推进剂(例如 RP-1/LOX)和类似排放压力要求的发动机的泵通常在大约相同的速度下是最佳的。这使得燃料泵和氧化剂泵可以放置在同一轴上并由同一涡轮机(Redstone、Atlas、RS-27、F-1 和 XLR-132)驱动。最大泵速通常受到吸入性能要求的限制,以避免气蚀。最佳涡轮机效率需要一定的节线速度,该速度是轴速度和涡轮机直径的乘积。重量最小的涡轮机在结构和机械布置限制内具有最高的速度和最小的直径。

Mark 49F,用于 OTV

在设计阿特拉斯增压和维持涡轮泵时,泵和涡轮的速度独立优化,并与减速齿轮箱连接在一起,这需要开发高负载齿轮系以尽量减少涡轮泵的重量,但考虑到根据当时吸力性能、涡轮性能和材料技术的最佳设计选择。


在设计 F-1 涡轮泵时,开发了倾斜诱导轮技术以提高泵的吸入性能。这允许将泵和涡轮设计为在同一轴上以相同的速度运行,并消除了对 60,000 马力减速齿轮箱的需求,而这无论如何可能是不可行的。

Mark 15F,与 J-2 一起使用。

J-2 是第一台使用液氢 (LH2) 作为燃料、液氧 (O2) 作为氧化剂的气体发生器循环发动机。低密度液态氢需要以比 LO2 泵高得多的速度运行燃油泵,以产生所需的高扬程。高固体度诱导轮技术已经开发出来,可以以更高的速度优化 LH2 泵,并用单独的涡轮机驱动泵。涡轮机串联布置,以最好地利用大压力比的可用能量,并最大限度地提高各自速度下的涡轮机效率。

与 F-1 或 J-2 发动机相比,为 SSME 选择 3,000 psi 室压力和分级燃烧循环以最大化比冲,显着增加了涡轮泵的要求。预燃器和涡轮压降与高燃烧室压力串联增加,导致 LO2 和 LH2 泵的排出压力分别为 8,500 psia 和 7,000 psia。

推进剂罐压力也被最小化,以优化航天飞机的重量。低入口压力(低 NPSP)和所需的高排放压力相结合,需要单独的增压泵来优化涡轮机械的重量。低压燃料涡轮泵和低压氧化剂涡轮泵在低NPSP下接收推进剂,并充分提高其压力以优化高速下的高压燃料和氧化剂涡轮泵。增加四个涡轮泵的复杂性是合理的,可以优化涡轮机械的重量并保持吸入性能裕度以确保发动机安全运行。高泵排出压力和流量要求,再加上高压富氢蒸汽驱动的高马力涡轮机,使得 SSME 涡轮泵在火箭发动机涡轮机械领域取得了重大进步。

---- 推荐以下行业专业公众号 -----

PS:因微信平台推荐机制调整,没有标星的朋友们有时可能会错过【最新航天】的推送或是看不到部分推送文章的封面,欢迎新老朋友【最新航天】点个星标,以便及时收到最新推文、避免错过更多精彩。

需要进入航空航天圈交流群的朋友,
关注本公众号后,
在公众号对话框回复关键词:入群 


免责声明:本文及本公众号任何文章之观点,皆为交流探讨之用,不构成任何投资建议。本公众号作者也不负有更新以往文章观点之责任,一切以最新文章为准。用户根据本文及本公众号任何其他观点进行投资,须风险自担,责任自负。由此造成的一切后果,本公众号不承担任何责任。

⊙本平台综合编辑文章,转载本文请在作者处注明为最新航天,并在文首醒目位置注明“来源:最新航天(微信ID:newspacekf)”,文末放 最新航天 二维码,侵权必究。
⊙部分图文源于网络,仅用于学习交流,版权归原作者所有,如有侵权请联系我们删除。
⊙投稿合作及商务合作:39813880@qq.com (欢迎您原创投稿)

 
迎航天航空圈内企业约稿、圈内人士投稿
邮箱:39813880@qq.com
 

 


星际航天
全球最新航天资讯和发展动态分享,与同行一起进步。
 最新文章