ロケット用小型LH2ポンプの研究試作(その2)構造基本設計

• Material Type: 文書・図像類
• Title: ロケット用小型LH2ポンプの研究試作(その2)構造基本設計
• Author/Editor: 菊池, 正孝; 鈴木, 峰男; 志村, 隆; 渡辺, 光男; 上條, 謙二郎; 野坂, 正隆; 藁科, 彰吾; KIKUCHI, Masataka; SUZUKI, Mineo; SHIMURA, Takashi; WATANABE, Mitsuo; KAMIJO, Kenjiro; NOSAKA, Masataka; Shougo, Warashina
• Author Heading: 菊池, 正孝; 鈴木, 峰男; 志村, 隆; 渡辺, 光男; 上條, 謙二郎; 野坂, 正隆; 藁科, 彰吾; KIKUCHI, Masataka; SUZUKI, Mineo; SHIMURA, Takashi; WATANABE, Mitsuo; KAMIJO, Kenjiro; NOSAKA, Masataka; Shougo, Warashina
• Publication, Distribution, etc.: 航空宇宙技術研究所
• Publication Date: 1991-09
• Publication Date (W3CDTF): 1991-09
• Alternative Title: An Experimental Study of A Small High Speed LH2 Rocket Pump (2nd Report : Fundamental Mechanical Design)
• Periodical title: 航空宇宙技術研究所報告 = Technical Report of National Aerospace Laboratory TR-1123
• No. or year of volume/issue: 1123
• Volume: 1123
• Pages: 24-
• ISSN (Periodical Title): ISSN : 0389-4010
• Text Language Code: jpn
• Subject Heading: Rocket Pump; Liquid Hydrogen; Balance Piston; Self-Lubricated Bearing; Shaft Seal
• Target Audience: 一般
• Note (General): LE-5エンジン用液体水素ポンプならびに軌道間輸送機(OTV)などに必要な小型高速液体水素(LH2)ポンプの技術資料を取得することを目的として,ロケット用小型高速LH2ポンプの研究試作を行った。本報は,小型高速LH2ポンプの基本構造設計,ならびに液体水素による定格回転試験および急速起動・停止試験結果を示したものである。LH2ポンプの材料については,羽根車を除いて慨ね液体酸素ポンプに使用した材料の使用が可能であることを確認した。チタン合金(Ti-5Al-2.5Sn)を用い,機械加工と拡散接合で製作した遠心羽根車は,定格回転(N=50,000rpm)で累積350秒の運転を行い,その強度設計の妥当性が確認された。遠心羽根車をバランスディスクとする軸推力調整のためのバランスピストン機構については,バランス点が設計値からかなりずれ,軽度ではあるがバランスピストンオリフィス部で遠心羽根車とケーシングの接触が生じたが,慨ね良好な結果が得られた。この設計からのずれはバランスピストンを形成する各種オリフィスの流量係数ならびに漏れ量の設計値からのずれによるものと考えられる。その他の部品強度および回転部品と軸との嵌合についても基本設計の正当性が確認できた。また軸受や軸シールの試験後の様子は極めて満足できるものであった。本供試ポンプがかなりスムーズに運転されたものと思われ,基本構造設計が妥当であったと結論される。; A small high-speed liquid hydrogen (LH2) pump was designed, fabricated, and tested in order to obtain technical data necessary for the development of upper stage rocket engines, e.g., the LE-5 and orbiter transfer vehicle (OTV) engines. The pump's basic mechanical design is described, as well as its mechanical performance during tests using LH2; both at nominal operating and rapid start/stop conditions. It was confirmed that the same materials employed for liquid oxygen pump components can be used, except for the impeller. An impeller made of titanium alloy (Ti-5Al-2.5Sn) was machined and then diffusion-bonded, and subsequently withstood a high speed operating condition (50,000 rpm) for 350 s. A balance piston configuration was selected for axial thrust control, where the impeller acts as a balance disk. The piston′s performance was satisfactory, although the impeller′s balance position during the tests was different from design calculations. Post-test examinations revealed light rubbing traces on the impeller and casing at the balance piston orifice. This positional discrepancy was caused by an inaccurate estimate of the orifice flow coefficients and leakage flow rate. Stress analysis on other components and machine specifications for critical mating parts were also verified as satisfactory. Self-lubricated ball bearings and rotating shaft seals showed adequate performance. Results indicate that smooth operation was achieved, thus confirming the soundness of the pump′s mechanical design.; 資料番号: NALTR1123000; レポート番号: NAL TR-1123
• Access Restrictions: 限定公開
• Data Provider (Database): 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）; https://irdb.nii.ac.jp
• Original Data Provider (Database): 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