Studio della turbopompa ad idrogeno liquido del motore VINCI®

Space conquest has been one of the most important evolutionary step for humans. The continuous demand for increasingly sophisticated space missions has generated the need to design launchers that are more efficient, reliable, and possibly with lower recurring costs. Turbopump technology has also had its own important development over time. This progression has made possible the implementation of various propulsion systems that can vary depending on the type of thermal cycle and propellants that are loaded on board. Typically, launchers are equipped with an upper stage whose job is to carry the payload to the design orbit. The VINCI® engine was built for the purpose of powering the Ariane 6 upper stage; its implementation introduces new features that represent a meaningful evolutionary step in the field of upper stages. The following discussion sets out to present the liquid hydrogen turbopump that powers the VINCI® engine, highlighting its performance and processing techniques. Special attention will also be paid to the turbopumps LH2 and LOX’s turbines, as they are extremely delicate and complex organs to design.

La conquista dello spazio ha rappresentato uno degli step evolutivi più importanti per l’uomo. La continua richiesta di missioni spaziali sempre più sofisticate ha generato la necessità di progettare lanciatori più efficienti, affidabili e possibilmente con minor costi ricorsivi. Anche la tecnologia delle turbopompe ha avuto il suo importante sviluppo nel corso del tempo. Questa progressione ha reso possibile l’implementazione di vari sistemi propulsivi che possono variare in base al tipo di ciclo termico e ai propellenti che vengono caricati a bordo. In genere, i lanciatori sono dotati di uno stadio superiore, il cui compito è quello di portare il payload nell’orbita di progetto. Il motore VINCI® è stato costruito con il fine di alimentare lo stadio superiore dell’Ariane 6, la sua realizzazione introduce delle nuove caratteristiche che rappresentano uno step evolutivo non indifferente nell’ambito degli stadi superiori. La seguente trattazione si impone come obbiettivo quello di presentare la turbopompa ad idrogeno liquido che alimenta il motore VINCI®, mettendo in risalto le sue prestazioni e tecniche di lavorazione. Si presterà particolare attenzione anche alle turbine delle turbopompe LH2 e LOX, in quanto organi estremamente delicati e complessi da progettare.