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【24h】

JAXA極低温先進ターボポンプ試験設備の紹介

机译:JAXA低温先进涡轮泵测试设施的介绍

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摘要

H-IIロケット8号機の事故原因であるターボポンプのインデューサ翼疲労破損やH-IIAロケット1段エンジンの液体水素ターボポンプ開発時に発生した軸振動過大事例など、これまでのロケットの開発および運用においてキャビテーションに伴うトラブルを多く経験してきた。当時、水流しによるインデューサのキャビテーション試験は多く行われていたが、極低温流体である推進剤(液体水素、液体酸素)における特性については不明な部分が多く、メカニズム把握や特性改善の対策などが極めて困難であった。そのためJAXAでは、実機運転に近い条件におけるインデューサのキャビテーション試験研究を行う設備として、角田宇宙センターに極低温インデューサ試験施設(Cryogenic Inducer Test Facility)を建設し、2003年より試験を開始した。液体窒素を用いたインデューサのキャビテーション試験により、実機インデューサの改良や熱力学的効果に関する研究を実施し、日本のロケット用ターボポンプ技術の向上に貢献してきた。中でも、直接可視化により極低温流体中のキャビテーション観察に成功し、キャビテーションの熱力学的効果を「目」で確認できたことは、世界的にも誇れる研究成果の一つである(Fig.1)。
机译:先前火箭的开发和运营,如涡轮泵的自动性,这是H-II火箭第八发动机的原因,以及H-IIA Rocket 1阶段发动机。在许多与空化相关的麻烦中。此时,通常进行诱导剂由于水流的诱导剂的空化试验,但是具有非常低温流体的推进剂(液态氢气,液氧)的特性存在许多未知部分,以及合并的措施改善特征。这是非常困难的。因此,Jaxa在Kakoda Space Center中建立了一种低温诱导型测试设施(低温诱导物测试设施),作为在靠近真实机器驾驶的条件下进行诱导剂的空化测试的设施,并从2003年开始测试。使用液氮的诱导剂的空化试验对实际机器诱导件的改进和热力学效果进行了研究,这有助于改善日本火箭涡轮泵技术。最重要的是,直接可视化成功地在低温流体中铸造空化,并确认了空化与“眼线”的热力学效果是全球研究结果之一(图1)。

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