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氢涡轮泵次同步振动问题的试验研究

火箭推进 2014年第5期40卷 14-19页

作者：罗巧军褚宝鑫须村北京航天动力研究所北京100076

某型氢氧发动机氢涡轮泵采用了超二阶临界转速工作的柔性转子,为了解决氢涡轮泵研制中发生的次同步振动问题,采用氢涡轮泵空转试验的研究方法,通过布置在涡轮泵机组不同位置的位移和加速度传感器,获取转子的工作信息,对轴系预紧力、密... 详细信息

某型氢氧发动机氢涡轮泵采用了超二阶临界转速工作的柔性转子,为了解决氢涡轮泵研制中发生的次同步振动问题,采用氢涡轮泵空转试验的研究方法,通过布置在涡轮泵机组不同位置的位移和加速度传感器,获取转子的工作信息,对轴系预紧力、密封动环安装位置、轴系相关零件的配合间隙、金属阻尼器等影响因素进行了研究和试验。试验结果表明,增加轴系预紧力对抑制异常频率的出现有较为明显的作用;密封动环的安装位置与轴承的距离越远,越容易激发出异常振动频率;适当增加轴套与轴的配合间隙可减小轴系的内摩擦,进而提高轴系稳定性裕度;金属橡胶阻尼器的采用对抑制异常振动有明显效果。

关键词：液氢液氧发动机氢涡轮泵转子稳定性

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氢涡轮泵试验振动分析

导弹与航天运载技术 1995年第5期 40-46页

作者：应桂炉北京强度环境研究所

防止共振和自激振动是转子动力学设计的基本要求，一般通过理论计算与实物试验相结合来解决，因此氢涡轮泵试验是氢涡轮泵研制工作的重要环节。振动特性是氢涡轮泵的重要参数，通过分析正常的和有故障的氢涡轮泵的试验数据，可以确定振... 详细信息

防止共振和自激振动是转子动力学设计的基本要求，一般通过理论计算与实物试验相结合来解决，因此氢涡轮泵试验是氢涡轮泵研制工作的重要环节。振动特性是氢涡轮泵的重要参数，通过分析正常的和有故障的氢涡轮泵的试验数据，可以确定振动特性参数和发现可能存在的隐患，以便及早提出修改设计措施，保证研制工作的顺利进行。

关键词：液氢泵转子故障分析氢涡轮泵

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超高转速氢涡轮泵柔性转子动特性仿真分析

火箭推进 2022年第2期48卷 86-93页

作者：杜家磊王怡萱李铭姜绪强褚宝鑫北京航天动力研究所北京100076

以25 tf级膨胀循环氢氧发动机氢涡轮泵为研究对象,针对超高转速氢涡轮泵柔性转子临界转速设计、稳定性控制的难题,采用有限元方法建立转子轴承系统动力学模型,考虑支承结构参与振动、密封流体的刚度及阻尼、支承刚度及阻尼随转速变化等... 详细信息

以25 tf级膨胀循环氢氧发动机氢涡轮泵为研究对象,针对超高转速氢涡轮泵柔性转子临界转速设计、稳定性控制的难题,采用有限元方法建立转子轴承系统动力学模型,考虑支承结构参与振动、密封流体的刚度及阻尼、支承刚度及阻尼随转速变化等因素的影响,计算分析了设计参数对转子临界转速、稳定性的影响,提出了优化改进方向。仿真分析表明:该氢涡轮泵的转子系统设计方案能够满足临界转速裕度、弯曲应变能控制的设计准则和目标要求;工作转速范围内转子一阶对数衰减率最小值约为0.15,满足稳定性设计准则的最低要求;若要进一步提高转子的稳定性裕度,可适当降低泵端弹性支承刚度,把转子悬臂段的流体密封由齿型结构改为阻尼更大的孔型结构,将对数衰减率提高到0.22以上。

关键词：氢涡轮泵柔性转子转子动力学临界转速稳定性

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液氢涡轮泵用密封件的试制研究

导弹与航天运载技术 1982年第11期 29-36页

作者：野坂正隆王晋桦

一、绪言目前,日本正在进行研制用于发射大型人造卫星的10吨推力氢氧火箭发动机。航空宇宙技术研究所与宇宙开发事业团共同研究此发动机的涡轮泵。这里介绍的是此研究的一部分,即关于液氢涡轮泵所使用的液氢密封件。

关键词：密封件氢涡轮泵液氢起动转矩液化气体预负荷石墨环端面密封动密封机械密封动环密封压力浮动环密封

航天飞机主发动机的高压液氢涡轮泵次同步旋转问题的解决办法

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导弹与航天运载技术(中英文) 1980年第8期 17-36页

作者： Matthew C.EK 王集忖

在1976年初,高压液氢涡轮泵的次同步旋转问题使航天飞机主发动机的工作拖延了好几个月的时间。成功地解决这个问题的方法对转子动力学的研究单位是特别感兴趣的,这不仅是因为该种机械有众所周知的最高的功率重量比(77000马力…760磅),... 详细信息

在1976年初,高压液氢涡轮泵的次同步旋转问题使航天飞机主发动机的工作拖延了好几个月的时间。成功地解决这个问题的方法对转子动力学的研究单位是特别感兴趣的,这不仅是因为该种机械有众所周知的最高的功率重量比(77000马力…760磅),而且还由于它包括了多种外力作用的缘故。这些方法(包括分析和试验两个方面)已用来分离变量,寻求满意的解,以及估价其结果。本文介绍了识别基本特性、分析数据和进行计算机研究的一般方法。讨论了分析和试验的结果。因为次同步旋转在高于两倍系统第一临界转速下开始出现,所以通过加强轴和轴承座的刚性就提高了出现旋转的轴转速;利用合适的级间密封,又能使系统的阻尼和系统的刚性增加到使不稳定的门限目前超过工作范围。文中所做的评述可能有助于其它从事高速、高功率转动机械的设计者。

关键词：氢涡轮泵同步旋转航天飞机主发动机氢氧发动机轴承负荷轴承座弹性力学性能级间滞后作用比转速比转数临界转速

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日本LE—5液氢涡轮泵的密封方法

润滑与密封 1988年第2期 23-23页

作者：宋晓霞铁道部沈阳桥樑工厂技术科

LE-5液氢涡轮泵采用了端面密封和浮动环密封两种密封型式。这种液氧-液氢发动机是专为日本H-1火箭而设计的,密封的工作条件是:转速50,000r/min,密封压力1.87MPa。 1.端面密封这种端面密封是一个焊接的金属波纹管机械密封,其构造如图1所... 详细信息

LE-5液氢涡轮泵采用了端面密封和浮动环密封两种密封型式。这种液氧-液氢发动机是专为日本H-1火箭而设计的,密封的工作条件是:转速50,000r/min,密封压力1.87MPa。 1.端面密封这种端面密封是一个焊接的金属波纹管机械密封,其构造如图1所示。它的平均摩擦直径、凸缘宽度、摩擦速度、压力平衡比以及弹簧力见表1。图2是改进前后密封凸缘的构造示意图。改进后密封圈的护圈在端部与波纹管相连接,以减少热感应变形,凸缘阻尼器由

关键词：密封压力转速氢涡轮泵弹簧力 MPa 弹性力动密封浮动环密封 LE 机械密封端面密封泄漏率日本

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金属橡胶阻尼器在转子系统中的应用

航空动力学报 2003年第5期18卷 662-668页

作者：郭宝亭朱梓根北京航空航天大学能源与动力工程学院北京100083

对带鼠笼式弹支和金属橡胶阻尼器的氢涡轮泵转子进行了试验研究。作为组合支承,金属橡胶阻尼器有它独特的优点,应用在氢涡轮泵转子上,其减振效果很明显。从接近一阶临界转速的试验来看,加阻尼器时转子系统的振动较未加阻尼器可降低90%... 详细信息

对带鼠笼式弹支和金属橡胶阻尼器的氢涡轮泵转子进行了试验研究。作为组合支承,金属橡胶阻尼器有它独特的优点,应用在氢涡轮泵转子上,其减振效果很明显。从接近一阶临界转速的试验来看,加阻尼器时转子系统的振动较未加阻尼器可降低90%左右。并与理论计算结果进行了对比,对比表明,其中两个临界转速点有很好的一致性。与其它类型的减振器相比,其制作工艺、安装条件几乎不受任何限制。

关键词：金属橡胶阻尼器转子系统应用氢涡轮泵航天发动机

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25吨级膨胀循环发动机技术方案研究

导弹与航天运载技术 2015年第6期 21-24,45页

作者：崔荣军何伟锋北京航天动力研究所北京100076

通过推算国外20吨级氢氧膨胀循环发动机系统参数,获得发动机系统的关键特征,介绍25吨级膨胀循环发动机系统方案设置,通过参数平衡优化及最低夹套温升条件限制,提出25吨级膨胀循环发动机主要性能参数,并简要介绍了推力室、氢涡轮泵两大... 详细信息

通过推算国外20吨级氢氧膨胀循环发动机系统参数,获得发动机系统的关键特征,介绍25吨级膨胀循环发动机系统方案设置,通过参数平衡优化及最低夹套温升条件限制,提出25吨级膨胀循环发动机主要性能参数,并简要介绍了推力室、氢涡轮泵两大核心组件技术方案及其它需开展的关键技术。

关键词： 25吨级膨胀循环发动机推力室氢涡轮泵关键技术

液体火箭发动机涡轮泵故障机理与诊治技术研究

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液体火箭发动机涡轮泵故障机理与诊治技术研究

作者：李维博北京化工大学

学位级别：硕士

大推力液体火箭发动机是我国非常重要的战略装备,其部件涡轮泵作为发动机的重要组成部分,工作环境十分恶劣,极端的工作环境使得涡轮泵具有极高的故障率,随着我国对大推力液体火箭发动机的开发,过去困扰涡轮泵的转子失稳问题将更加突出,... 详细信息

大推力液体火箭发动机是我国非常重要的战略装备,其部件涡轮泵作为发动机的重要组成部分,工作环境十分恶劣,极端的工作环境使得涡轮泵具有极高的故障率,随着我国对大推力液体火箭发动机的开发,过去困扰涡轮泵的转子失稳问题将更加突出,超高转速使得转子动平衡成为了新的难点。本文针对某型号氢涡轮泵转子的动力学特性仿真分析以及试验台设计等相关问题,做了如下工作:（1）根据某型号氢涡轮泵转子结构研究了考虑叶轮过盈装配、螺纹预紧和转子轴套附加刚度的转子轴系建模方法,采用叶轮轮毂厚度不变,减小其余轴套以及轴承内圈厚度的方法模拟转子轴套和轴承内圈接触面的存在对转子整体刚度的减弱作用。建立氢涡轮泵动力学计算模型,并对其动力学特性进行了全面计算分析,包括临界转速和振型、不平衡响应分析和转子稳定性分析等,为氢涡轮泵转子高速动平衡提供了理论基础。（2）基于ANSYS workbench平台,采用CFD方法对氢涡轮泵转子各密封间隙处（包括气流间隙和液流间隙）动力学特性进行分析,得到了密封的泄露特性以及动态特性参数,拟合得到了不同密封位置的刚度阻尼系数,研究了密封动态特性参数对氢涡轮泵转子动力学特性以及转子高速动平衡的影响。（3）针对氢涡轮泵转子动力学特性研究以及高速动平衡试验要求设计高速转子动力学试验台,可实现氢涡轮泵转子全运行转速下的动力学特性研究以及转子高速动平衡。为进行氢涡轮泵转子高速动平衡试验,提出了转子高速动平衡方案,并基于结合加权最小二乘法的影响系数法对氢涡轮泵转子模型进行了虚拟动平衡,验证了方案的可行性。同时提出了一种无键相动平衡方法可应用于氢涡轮泵转子高速动平衡方法研究,为转子动平衡提供了新的方向。

关键词：火箭发动机氢涡轮泵转子动力学特性密封动态特性高速转子动力学试验台转子动平衡