涡轮泵(Turbopump)是一种动力式泵,常用于液体火箭发动机中,是火箭发动机的心脏部分。它由涡轮部分和泵部分组成,两者一般采用直联,由涡轮驱动泵进行工作。涡轮泵的驱动剂一般为燃烧产生的燃气(可以是固体燃料或液体燃料),也有使用气氢或液相驱动的。
涡轮泵的工作原理基于涡轮动力学和流体力学原理。它包含一个旋转的涡轮叶轮和一个固定的扩散器,通过不断加速和压缩气体或液体来达到抽取和增压的目的。涡轮叶轮作为核心部件,其结构紧凑而复杂,通常由多个叶片制成,每个叶片都呈现出空气动力学的特性。当气体或液体经过时,涡轮叶轮开始旋转,并借助离心力将介质从底部吸入,然后加速并压缩,最终通过泵部分输出。
在液体火箭发动机中,涡轮泵的主要任务是对液体推进剂(如氧化剂和燃料)进行增压,以便将其供应到推力室。利用来自燃气发生器的高温高压燃气作为工质驱动涡轮旋转,从而带动泵的旋转。来自贮箱的氧化剂和燃料经过泵增压后,以更高的压力和流量进入推力室,为火箭提供所需的推力。