ロケット用液体水素オープンインペラの翼端隙間効果に関する数値解析

摘要

液体ロケットエンジン用ポンプでは、従来からクローズドインペラが広く採用されており、オープンインペラの適用事例はほとhどない。クローズドインペラと比べて、オープンインペラの利点はそのシンプルな構造から製造性が良く、シュラウドがない分高回転数化が可能で一段あたりの揚程を向上でき、またシュラウドやインペラ段数削減により重量低減効果が期待できる点がある。そのためロケットエンジン用ポンプへのオープンインペラ適用については、 1970年代からいくつかの検討事例が報告されている。オープンインペラの主要課題の一つはインペラ翼端とケーシング壁面間の翼端隙間からの漏れ流れに伴う性能損失であり、液体ロケットポンプ用の高性能オープンインペラの実現に向けては、この翼端隙間がオープンインペラ内の流れ場や性能に与える影響の理解が必要不可欠となっている。