Experimentální výzkum kryogenních čerpadel pro raketové pohonné jednotky

Abstract

Bakalářská práce se zabývá problematikou čerpání kryogenních (silně podchlazených) látek. Konkrétním cílem práce je rešerše experimentálního výzkumu turbočerpadel pro raketový motory. Jsou popsány jednotlivé testy, jejich cíle, průběhy a výsledky včetně detailního popisu zkušebních tratí. Primárně byla práce zaměřena na čerpání tekutého kyslíku. V průběhu rešerše se však ukázalo, že tekutý kyslík je při testování velmi často nahrazován vodou případně tekutým dusíkem. Jsou uvedeny podmínky, za kterých je možné tyto látky srovnávat. Důvodem této záměny je bezpečnost při manipulaci a úspora finančních nákladů. Hlavními zdroji informací byly technické zprávy vypracované na základě jednotlivých experimentů a vědecké články. Další části práce jsou zaměřeny na teorii hydrodynamiky, popis čerpadel a jejich parametrů, kavitaci, inducery, spalovací cykly raket a kapalná raketová paliva. V závěru práce autor navrhl vlastní testovací trať pro čerpání kryogenních látek.This bachelor’s thesis deals with the pumping of cryogenic substances. The main objective is a research of experimental investigation of rocket turbopumps. Specific experiments, their purposes, processes and final results including the detailed description of the test rigs are listed. Originally, the work was aimed to pumping of the liquid oxygen (LOX), but it turned out that liquid oxygen simulants are used extensively during the experimental testing. The essential conditions for comparing those substances are stated. Major references were obtained from the experimental investigation technical reports and scientific articles. The rest of the work describes basics of hydrodynamics, pumps and their parameters, cavitation, inducers, rocket combustion cycles and liquid propellants. Finally, author designed a test rig for cryogenic substances pumping.