独立型ポンプと一般的なポンプの利点は何ですか?

Rocket Labsの電子ロケットのエンジンクラスタリングの画像個々のエンジンに独立した駆動ポンプがあることを示す。私はそれが分からない。私はファルコン9の配管についても気づいていない!

クラスター化された構成のすべてのエンジンに独立したポンプを持つことは、推進薬を$ n
$エンジンに分割する一般的なポンプ構成よりも利点がありますか?

すべてのクラスタ構成が同じポンプ構成を持っているか、共通/独立したポンプ構成を採用すると考えられるトレードオフはありますか?

ベストアンサー

このポストでは、私は若干抽象的なエンジンについて話しています。ポンプを使用して、複数の実際のターボポンプからなるポンプ複合体または「パワーヘッド」全体を意味し、「燃焼室」は主燃焼室を意味します。任意の予熱器またはガス発生器。

ほとんどの場合、燃焼室とノズルごとに1つのポンプが表示されます。

大部分のロシアエンジンは、燃焼室を分割しています。大型の燃焼室では燃焼安定性に問題がありますが、ポンプはより簡単にスケールアップできます。
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エンジンは、1つのターボポンプと4つの燃焼室+ノズルで構成され、例えば。
Energiaの液体燃料添加ブースターで使用されているシングルポンプの4チャンバーRD-170には、2チャンバー( RD-180 、シングルチャンバ( RD-191
、Angaraで使用されています)チャンバとノズルが既に実証されているため、これらは設計にとって非常に単純でなければならなかった。

第1世代のアトラスロケットには2チャンバーブースターステージがありました。デザインは実際には共通のターボポンプからターボポンプを分離して共通のポンプに戻すというさまざまなバージョンに切り替わりました。これは、一方の構成に大きな利点はないことを示唆しています。ガスジェネレータコンポーネントはすべてのバージョンで共有されていたため、カウントがさらに複雑になりました。

サターンVで使用された F-1エンジンは、これらの燃焼に遭遇するのに十分な大きさでした安定性の問題を抱えていましたが、マルチチャンバーエンジンとして再設計するのではなく、インジェクタと燃焼室の上部を再設計しました。

サターンのIBのH-1、シャトルのSSME、ファルコンのマーリン、エレクトロンのラザフォードエンジンはすべてクラスターで使用される1ポンプ1チャンバーエンジンです。

ポンプの質量流量は本質的に推力に比例する。あなたが複数のチャンバーの代わりに単一のチャンバーを使用している場合、所与のポンプ速度について、エンジンは一般的により軽い。したがって、推力

重量の観点からは、理想的なのは、ステージごとに1つの大きなエンジンであろう:単一のポンプが必要な総推力と1つの燃焼室を提供する。

実際には、小さなエンジンを同じ総推力に達するようにクラスタリングすることを検討する理由はいくつかあります。個々のエンジンをオフにしてスロットルを行い、巨大なシングルエンジンを構築する際のエンジニアリングと物流の問題を回避します。

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