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J-GLOBAL ID：201202234473197160   整理番号：12A0797771

ターボポンプのダイナミック設計 1)ロバスト設計手法によるターボポンプ用タービンのThomas Force低減

著者 (4件)： 瀧田純也 (宇宙航空研究開発機構) ,  船崎健一 (岩手大 工) ,  内海政春 (宇宙航空研究開発機構) ,  島垣満 (宇宙航空研究開発機構)
資料名： ターボ機械  (Turbomachinery)
巻： 40  号： 6  ページ： 350-358  発行年： 2012年06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： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： 近年のロケットエンジンでは,Open Cycle Engineが多用され,このタービンは,「超音速タービン」であり,「衝動タービン」として翼負荷が高くなることを特徴とする。このような高負荷翼ではトルクアンバランスが生じ,軸系のふれまわり振動により励振する不安定化力(Thomas Force)に起因する軸振動が問題となる場合がある。ロケットエンジン用ターボポンプの新開発に際して,このThomas Forceを低減する,即ちタービン動翼で生じるトルクアンバランス力が小さくなる形状を見出すことが重要である。本研究ではロバスト設計手法を援用したパラメータ設計を行い,Thomas Forceを低減するタービン形態・形状を見出すことを目的とする。本報では,既存のロケットターボポンプ用タービンを対象としたパラメータ設計結果について次の報告をした。1)Thomas Force低減に影響の大きな制御因子と,その利得の内訳を明らかにした。特に動翼反動度やタービン平均径,1段ノズル出口角度,チップクリアランスの影響が大きい。2)最適化翼の利得は再現性を有しており,タービンの出入口関係を定義した動特性の最適化プロセスは妥当である。3)今回選定した最適翼は現行翼に比べS/N比が約4dB向上し,Thomas Forceが40%低減する。

シソーラス用語： *ターボ形ポンプ ,  設計 ,  *タービン ,  *応力分布 ,  *不安定性 ,  ふれまわり ,  軸振動 ,  トルク ,  非平衡状態 ,  *液体ロケットエンジン
準シソーラス用語： Thomas Force ,  ターボポンプ ,  ダイナミック設計 ,  トルクアンバランス ,  パラメータ設計 ,  ロバスト設計 ,  形状設計

分類 (3件)： ポンプ,各種揚水装置  (QD05030P) ,  流体機械一般  (QD01000G) ,  ロケットエンジン  (PB02050J)

引用文献 (14件)：

• WILLIAM, F. Sack. DEVELOPMENT PROGRESS OF THE MB-XX CRYOGENIC UPPER STAGE ROCKET ENGINE
• 桧佐. 蒸気励振による軸系の自励振動. ターボ機械. 1985, 13, 6, 329-334
• ALFORD, J. S. Protecting Turbomachinery From Self-Exited Rotor Whirl. Journal of Engineering for Power, Trans, ASME. 1965, 87, 4, 333-344
• MOTOI, H. Sub-Synchronous Whirl in the LE-7A Rocket Engine Fuel Turbopump. Second International Symposium on Stability Control of Rotating Machinery (ISCORMA-2), 4-8 August, 2003. 2003
• 北村. スチームホワールによる軸系の自励振動. 日本機械学会講演論文集, 1981. 1981

タイトルに関連する用語 (5件)： ターボポンプ ,  設計 ,  ロバスト ,  設計手法 ,  タービン