Turbo -pumppu on kaasuturbiinilla toimiva korkeapaineinen nestepumppu, joka on suunniteltu pääasiassa syöttämään polttoainetta isku- ja rakettimoottoreihin. Turbopumput on yleensä rakennettu lineaarisiksi yksiköiksi siten, että pumppu ja turbiini on sijoitettu yhteiseen akseliin, vaikka vaihteellisia esimerkkejä on olemassa. Turboyksiköissä käytettävät pumput ovat joko aksiaalivirtaustyyppejä, joissa käytetään pienitiheyksisiä nesteitä, tai yleisempiä keskipakotyyppejä, joita käytetään suuritiheyksisten nesteiden pumppaamiseen. Pumppukäyttö toimii samalla tavalla kuin perinteinen ajoneuvoturbo, jossa turbiinia ohjaa ulkoinen kaasu- tai höyrynlähde. Turbo -pumppujen pyörimisnopeus voi olla vähintään 30,000 XNUMX kierrosta minuutissa (RPM) ja ne ovat poikkeuksellisen herkkiä, mikä vaikeuttaa niiden suunnittelua ja valmistusta.
Turbopumppukonsepti syntyi siitä, että toisen maailmansodan aikana tarvittiin korkeapaineinen polttoainepumppu saksalaiseen V-2-rakettiprojektiin. Rakettimoottorit vaativat korkeapaineista polttoainelähdettä, ja itse polttoainesäiliöiden paineistus osoittautui epäkäytännölliseksi. Ensimmäiset V-2-projektissa käytetyt turbopumput ajettiin hajoavalla vetyperoksidilla, ja useiden epäonnistuneiden testilentojen jälkeen he ajoivat V-2-raketin menestyksekkäästi pahaksi. Vaikka V-2 ei ole aivan valtava moraalinen menestystarina, se osoitti nopeiden, turbiinikäyttöisten nestepumppujen elinkelpoisuuden, ja niiden kehitys eteni nopeasti sodanjälkeisinä vuosina.
Periaate, johon turbopumput perustuvat, perustuu vakioturbiinitekniikkaan. Ulkoinen erittäin paineistetun kaasun lähde ohjataan turbiinisiipien läpi, jolloin ne pyörivät nopeasti. Ne puolestaan käyttävät pumppua joko sekä turbiinille että pumpulle yhteisen keskiakselin kautta tai vaihteiden sarjan kautta. Turbopumput on varustettu kahdella pumpputyypillä, joko keskipakopumpulla tai aksiaalivirtauksella. Jokaisella on oma enimmäislähtöpaine- ja virtausominaisuutensa, jotka soveltuvat eri nestetyypeille.
Esimerkiksi keskipakopumput turbopumput soveltuvat erityisen hyvin tiheiden nesteiden pumppaamiseen. Nämä pumput koostuvat litteästä kiekosta, jossa on useita kaarevia siipiä, jotka on asennettu pinnan ympärille. Kun nestettä tuodaan pyörivän pumppulevyn keskelle, siivet pakottavat sen suurella nopeudella kohti pumpun ulkopuolta ja poistoaukon kautta. Toisaalta aksiaalivirtauspumput sopivat paremmin pienitiheyksisiin nesteisiin ja koostuvat vuorotellen staattisista ja pyörivistä teräsarjoista, jotka ovat rakenteeltaan samanlaisia kuin turbiini. Neste kulkee näiden siipien läpi akselin akselin suuntaisesti, missä painetta lisätään vähitellen, kunnes se poistuu pumpun etuosasta.
Turbo -pumppu on historiallisesti ollut poikkeuksellisen vaikea suunnitella ja rakentaa. Yleisiä ongelmia näiden pumppujen kanssa ovat liiallinen tulon kierrätys, pyörteen muodostuminen ja kavitaatio. Poikkeuksellisen suuret pyörimisnopeudet, usein yli 30,000 kierrosta minuutissa, rasittavat myös pumppuja valtavasti fyysisesti ja voivat aiheuttaa huomattavia mekaanisia vikoja. Turbopumppu tarjoaa kuitenkin edelleen käytännöllisimmän tavan toimittaa korkeapaineista polttoainesyöttöä raketti- ja ram -suihkumoottoreihin.