Ariane 5: turbopompa - Avio.com
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Ariane 5: turbopompa

LA TURBOPOMPA AD OSSIGENO LIQUIDO

Le Turbopompe sono tra i componenti principali dei motori spaziali a propellenti liquidi. Sono macchine dalle prestazioni estreme, pensate per alimentare la camera di combustione con i propellenti prelevati dai serbatoi e pressurizzati a centinaia di bar.
Esse hanno un’enorme densità di potenza (es. 6500 cv in 250kg di massa), sono esposte ad ambienti estremi (da temperature criogeniche fino a 180 gradi sotto zero a oltre 1000°C) e a fluidi molto aggressivi, come l’ossigeno liquido; lavorano a velocità di rotazione sorprendenti.
Sulla scia della sua lunga storia e vasta esperienza nella progettazione e costruzione di turbomacchine, nel 1985 Avio ricevette dall’ESA l’incarico di sviluppare la turbopompa criogenica ad ossigeno liquido (LOX TP) di Ariane 5 per il motore Vulcain 1; questa turbopompa ha compiuto 24 missioni perfette su Ariane 5 prima di essere sostituta dalla nuova versione Vulcain 2. A partire da questa realizzazione, Avio ha sviluppato tutte le turbopompe per ossigeno liquido utilizzate nei motori criogenici europei e la turbomacchina metano liquido del motore Mira-D. Per lo sviluppo delle turbopompe ad ossigeno liquido, Avio utilizza diverse strutture e banchi di prova dedicati.

LA TURBOPOMPA AD OSSIGENO LIQUIDO VULCAIN-1

Le Turbopompe sono tra i componenti principali dei motori spaziali a propellenti liquidi. Sono macchine dalle prestazioni estreme, pensate per alimentare la camera di combustione con i propellenti prelevati dai serbatoi e pressurizzati a centinaia di bar.
Esse hanno un’enorme densità di potenza (es. 6500 cv in 250kg di massa), sono esposte ad ambienti estremi (da temperature criogeniche fino a 180 gradi sotto zero a oltre 1000°C) e a fluidi molto aggressivi, come l’ossigeno liquido; lavorano a velocità di rotazione sorprendenti.
Sulla scia della sua lunga storia e vasta esperienza nella progettazione e costruzione di turbomacchine, nel 1985 Avio ricevette dall’ESA l’incarico di sviluppare la turbopompa criogenica ad ossigeno liquido (LOX TP) di Ariane 5 per il motore Vulcain 1; questa turbopompa ha compiuto 24 missioni perfette su Ariane 5 prima di essere sostituta dalla nuova versione Vulcain 2. A partire da questa realizzazione, Avio ha sviluppato tutte le turbopompe per ossigeno liquido utilizzate nei motori criogenici europei e la turbomacchina metano liquido del motore Mira-D. Per lo sviluppo delle turbopompe ad ossigeno liquido, Avio utilizza diverse strutture e banchi di prova dedicati.

VULCAIN 1

Caratteristiche principali:

  • Pressione di ingresso dell’ossigeno: 3 bar
  • Temperatura di ingresso dell’ossigeno: 91 K
  • Portata del flusso: 208 kg/s
  • Pressione di uscita dell’ossigeno: 133 bar
  • Velocità di rotazione della turbina: 13.000 rpm
  • Potenza: 5 MW
  • Peso: 250 kg

Dimensioni:

  • Lunghezza: 700 mm
  • Diametro: 500 mm

turbopompa_02

LA TURBOPOMPA AD OSSIGENO LIQUIDO VULCAIN-2

La Turbopompa Vulcain 2 (Mk2) è comune sia al programma Ariane 5, che alla famiglia di lanciatori Ariane 6 correntemente in fase di sviluppo.
La turbopompa ad ossigeno liquido del Vulcain 2 (Mk2) è dotata di una portata di ossigeno liquido e di una pressione di uscita del 30% maggiore rispetto a quelle del Vulcain 1. Rispetto alla precedente, la turbopompa Mk2 presenta molti miglioramenti, in termini di idraulica, bilanciamento, tenute, turbina.
In particolare, Avio ha migliorato il Dynamic Seal Package (DSP) che separa fisicamente i gas caldi che alimentano la turbina (+600°C) dall’ossigeno liquido sul lato della pompa (-180°C), e l’Active Balancing System (ABS) che compensa le forze assiali generate dalla turbina.

VULCAIN 2

Caratteristiche principali:

  • Pressione di ingresso dell’ossigeno: 7 bar
  • Temperatura di ingresso dell’ossigeno: 91 K
  • Portata del flusso: 270 kg/s
  • Pressione di uscita dell’ossigeno: 173 bar
  • Velocità di rotazione della turbina: 13.000 rpm
  • Potenza: 5 MW
  • Peso: 250 kg

Dimensioni:

  • Lunghezza: 828 mm
  • Diametro: 534 mm

turbopompa_02

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