抄録/ポイント:
抄録/ポイント
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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。