並列タイトル等Effects of Layout of Rotor Components and Shaft Seal on Rotor Vibration Characteristics for Rocket Turbopump
タイトル（掲載誌）宇宙航空研究開発機構研究開発資料 = JAXA Research and Development Memorandum
一般注記ロケット用ターボポンプは、推進剤を液体ロケットエンジンの燃焼室に供給するための高速回転・高出力の回転機械である。そのため、過去の開発において様々な軸振動問題を経験してきた。軸シールで生じるロータダイナミック流体力は、ターボポンプロータ全体の軸振動特性に影響を与える。ロケット用ターボポンプによく使用されるフローティングリングシールは、ロータ振動を安定化させる作用を持つことが報告されている。一方、ターボポンプロータの要素配列もまた、軸振動特性に影響を与える。本研究では、ロータの要素配列と軸シールの位置関係が軸振動特性に与える影響を、複素固有値解析を用いて調べた。フローティングリングシーㇽのロータダイナミック流体力は連成剛性を用いてモデル化した。解析の結果、フローティングリングシーㇽの連成剛性は要素配列パターンによってはモード減衰比の改善効果があることが分かった。また、ターボポンプロータに対して、軸振動の安定化効果を得やすいフローティングリングシーㇽの設置について示した。
A rocket turbopump is a high-speed and high-power turbomachinery to feed the propellant into the combustion chamber of a liquid rocket engine. Therefore, various problems of turbopump rotor vibration had occurred in the past development. The Rotordynamic fluid force generated by the shaft seal is affects to the vibration characteristics of the turbopump rotor. It has been reported that the floating ring seal often applied to rocket turbopumps has a stabilizing effect on rotor vibration. On the other hand, component layout of the turbopump rotor also affects to the vibration characteristics. In this study, we investigate effects of the component layout and the shaft seal position on the rotor vibration characteristics by using complex eigenvalue analysis. The rotordynamic fluid force of the floating ring seal is modeled using the cross-coupled stiffness. The computational results showed that the cross-coupled stiffness of the floating ring seal is effective to improve the modal damping ratios in some component layout. In addition, the effective position of the floating ring seal on the turbopump rotor demonstrates the stabilization capability of the rotor vibration.
形態: カラー図版あり
Physical characteristics: Original contains color illustrations
資料番号: AA2230012000
レポート番号: JAXA-RM-22-003
連携機関・データベース国立情報学研究所 : 学術機関リポジトリデータベース（IRDB）（機関リポジトリ）
提供元機関・データベース宇宙航空研究開発機構 : 宇宙航空研究開発機構リポジトリ