重新設(shè)計(jì)增強(qiáng)了梭式渦輪泵的可靠性

佛羅里達(dá)州西棕櫚灘 -考慮一個(gè)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)速約為24,000轉(zhuǎn)/分，端到端溫差為1300度到1500華氏度。進(jìn)一步考慮它的軸馬力額定值超過25,000并且泵送約7,400轉(zhuǎn)每分鐘加侖液氧。這些是為航天飛機(jī)的主要發(fā)動(dòng)機(jī)提供服務(wù)的氧化劑渦輪泵的運(yùn)行條件 - 不是一個(gè)簡單的設(shè)計(jì)。用于燃料和氧化劑的原始泵令人欽佩地沒有失敗。每次飛行后，工作人員將其從航天飛機(jī)中取出并進(jìn)行檢查。兩次飛行后，泵必須返回工廠進(jìn)行分析，費(fèi)用在30萬美元到100萬美元之間。

1986年，美國宇航局授予Pratt&Whitney一份合同，為航天飛機(jī)主機(jī)(SSME)開發(fā)備用高壓燃料和氧化劑渦輪泵。目標(biāo)：進(jìn)一步提高可靠性，降低拆卸和檢查成本。雖然液態(tài)氫(燃料)泵項(xiàng)目暫停一段時(shí)間，但氧化劑泵現(xiàn)已進(jìn)行飛行資格測試。Atlantic Design&Manufacturing是東海岸領(lǐng)先的設(shè)計(jì)工程師貿(mào)易展，提供最新的3D打印，自動(dòng)化和CAD / CAM軟件，包括FedEx，GE Appliances，Procter&Gamble以及其他數(shù)百種軟件。

新泵中的高質(zhì)量，細(xì)粒度熔模鑄件可替代先前設(shè)計(jì)中的大約200個(gè)焊縫。新泵中的七個(gè)焊縫都很容易檢查 - 舊設(shè)計(jì)中的許多焊縫都無法檢查。新設(shè)計(jì)不包括鈑金組件。配備在鋼圈中運(yùn)行的氮化硅球，專門設(shè)計(jì)的泵軸承進(jìn)一步提高了可靠性。在渦輪泵的泵送端，液氧從其沸點(diǎn)-297華氏度開始，并升溫至約-250華氏度。

在這些溫度下，特別是在液氧存在下，傳統(tǒng)的潤滑劑不起作用。在這種軸承中，軸承球分離器上的青銅填充Teflon(TM)刀片通過稱為固膜轉(zhuǎn)移的機(jī)構(gòu)提供潤滑。當(dāng)球與襯墊摩擦?xí)r，它們會(huì)擦掉杜邦制造的特氟隆薄膜，然后轉(zhuǎn)移到球座接觸點(diǎn)。

“我們已經(jīng)取得了巨大的成功，超出了我們的預(yù)期，在這個(gè)軸承中使用氮化硅球，”項(xiàng)目經(jīng)理John Price說。“氮化硅更硬，更輕，并具有更高的導(dǎo)熱性。這種設(shè)計(jì)減少了所有的磨損機(jī)制，并產(chǎn)生更少的熱量。”

氮化硅球的其他優(yōu)點(diǎn)包括較低的離心載荷和較低的熱膨脹。它們減小的滑動(dòng)特性可以改善疲勞和磨損壽命。

典型的航天飛機(jī)任務(wù)需要主發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)射約8分鐘。新型氧化劑泵的設(shè)計(jì)壽命為55個(gè)任務(wù)或約7.5小時(shí)。

氮化硅球也是液氫渦輪泵的低溫端的候選者。操作條件類似于氧化劑泵中的操作條件，但液態(tài)氫比液態(tài)氧冷卻約100華氏度。燃油泵的開發(fā)已經(jīng)恢復(fù)，計(jì)劃要求在1997年9月首次飛行。

其他細(xì)節(jié)......聯(lián)系Patrick W.Louden，United Technologies，Pratt&Whitney，Box 109600，West Palm Beach，F(xiàn)L 33410，(407)796-6793。