2026-03-14T16:52:43Z https://jaxa.repo.nii.ac.jp/oai

oai:jaxa.repo.nii.ac.jp:00041186 2023-06-20T19:12:28Z 1887:1893 1896:1898:1913:1917

LE-7液酸ターボポンプの軸推力釣合わせ Axial thrust balancing of the LE-7 LOX turbopump 長谷川, 敏 志村, 隆 Hasegawa, Satoshi Shimura, Takashi LE-7ロケットエンジン ターボポンプ 液体酸素 軸推力 軸推力釣合わせ バランス室 バランスピストン オリフィス バランスホール 圧力分布 羽根車 シュラウド 渦室 溝 流量係数 LE 7 rocket engine turbopump liquid oxygen axial thrust axial thrust balancing balancing chamber balance piston orifice balancing hole pressure distribution impeller shroud vortex chamber groove flow coefficient 吐出し圧力が30MPaを越えるLE-7液酸ターボポンプの軸推力調整にセルフバランス方式のバランスピストンを採用した。研究試作機においてバランス室の圧力分布が大幅に予測からずれ、バランス室入口オリフィスの軸方向隙間が過小となった。また、タービンをパーシャルアドミッションからフルアドミッションに変えたことによりタービン軸推力が大きく変った。このため、現象の解明とターボポンプの構造を大きく変更すること無く入口オリフィスの軸方向隙間を十分に確保する方法の確立を試みた。試みた主な方法として2つあげられる。第1の方法は、バランス室から主羽根車入口に直接通じるバランスホールを設けたことである。第2の方法は、主羽根車フロントシュラウドに相対するケーシング壁面に放射状の溝を設けたことである。これまでに十分に存在しない、バランスホール流量係数、ケーシング壁面に設けた溝の圧力分布に及ぼす効果などの基礎的データをまず取得した。このデータに基づいて2つの方法を用いた結果、入口オリフィスの軸方向隙間を十分に確保することができ信頼性の高い原型LE-7液酸ターボポンプの軸推力調整機構を実現した。 A self-balancing type axial-thrust balancing system referred to as 'balance piston' was applied to the LE-7 LOX turbopump, the discharge pressure of which exceeds 30 MPa. A research model of the turbopump showed that pressure distribution in the balancing chamber deviated greatly from the predicted distribution and that the axial clearance of the balancing chamber inlet orifice became too small to maintain safety. Therefore, two methods were employed to ensure sufficient axial clearance of the inlet orifice. In the first method, balancing holes were made directly connecting the balancing chamber and the main impeller inlet. The diameter of the balancing holes was determined by flow coefficient test results of rotating holes. In the second method, grooves were made on the casing wall facing the main impeller front shroud. As a result, proper axial clearance was confirmed, making the development of a reliable axial-thrust balancing system for the LE-7 LOX turbopump prototype possible. 資料番号: AA0004216000 レポート番号: NAL TR-1201 航空宇宙技術研究所 National Aerospace Laboratory (NAL) 1993-05 jpn technical report https://jaxa.repo.nii.ac.jp/records/41186 0389-4010 航空宇宙技術研究所報告 Technical Report of National Aerospace Laboratory 1201 1 8 https://jaxa.repo.nii.ac.jp/record/41186/files/naltr01201.pdf application/pdf 727.1 kB 2020-01-27