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J-GLOBAL ID：201702236344911890   整理番号：17A0562421

《回転機械のダイナミック設計-要素技術-》〔展望・解説〕ロケット用ターボポンプのタービン技術と今後の展望

著者 (2件)： 川崎聡 (宇宙航空研究開発機構) ,  船崎健一 (岩手大 理工)
資料名： ターボ機械  (Turbomachinery)
巻： 45  号： 5  ページ： 285-292  発行年： 2017年05月10日 
JST資料番号： S0391B  ISSN： 0385-8839  CODEN： TKAICZ  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 文献レビュー  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： 本稿では,ダイナミックな現象に注目しつつ,過去のロケット用ターボポンプ開発におけるタービン技術における課題と対策を振り返り,今後のタービン技術を展望した。タービンの技術課題および対策として,極限環境下のタービンノズルと動翼の動静翼干渉を考慮した作動寿命延伸,タービン動翼に生じる熱衝撃とセレーション部分の負荷軽減,衝動タービンの軸振動低減問題,部分挿入タービンを採用した場合の効率低下対策および不安定振動対策,等の課題およびその対応策を紹介した。次いで,今後のロケット用タービンの開発方向として,ターボポンプの低コスト化,ロケット打ち上げ能力向上のための小型軽量化,動翼チップからの漏洩による損失を大幅に低減し高効率化を図り得るシュラウド付きタービンの開発等を挙げ,説明した。さらに,ロケット用タービン技術が向かう方向を展望し,市場ニーズに対応した,品質機能展開とロバスト設計手法の組合せ,およびパラメータ設計と遺伝的アルゴリズム多目的最適化手法による柔軟な設計技術展開,超音速部分挿入タービンに対する流体-構造連成解析の適用,目的関数値の予測を行うMeta-modelを最適化ループに導入することで計算負荷を軽減し最適化を行う方法の導入,等の技術方向を解説した。

シソーラス用語： *ロケット ,  *ターボ形ポンプ ,  極限 ,  限界条件 ,  ノズル ,  動翼 ,  寿命延長 ,  セレーション ,  衝動タービン ,  軸振動 ,  原価低減

分類 (2件)： ロケットエンジン  (PB02050J) ,  ポンプ,各種揚水装置  (QD05030P)

引用文献 (22件)：

• NASA SP-8110, Liquid Rocket Engine Turbines, NASA (1974).
• 太田・他3名,LE-7用液水ターボポンプタービンの疲労問題と対策,ターボ機械,26-6(1998),347.
• Thomas,H.J., Instable Eigenschwingungen von Turbinenlaufern, Angefaucht durch die Spaltstromungen Stopfbuschsen un Beschaufelungen, AEG-Sonderdruck (1958) , 1039.
• 桧佐・他2名,蒸気励振による軸系の自励振動,ターボ機械,13-6(1985),329.
• Alford,J.S., Protecting Turbomachinery from Self-Excited Rotor Whirl, Trans. ASME, Journal of Engineering for Power, Vol.87, No.4 (1965), 333.

タイトルに関連する用語 (7件)： 回転機械 ,  設計 ,  要素技術 ,  展望 ,  ロケット ,  ターボポンプ ,  タービン