FR3006381A1

FR3006381A1 - TURBOPOMPE FOR SUPPLYING AT LEAST ONE PROPERGOL OF AT LEAST ONE PROPULSION CHAMBER OF "AEROBIC AND / OR ANAEROBIC" ENGINES AND SYSTEMS AND PROPELLED ASSEMBLIES COMPRISING SUCH A TURBOPOMPE

Info

Publication number: FR3006381A1
Application number: FR1301662A
Authority: FR
Inventors: Pierre Agostini
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-05-31
Filing date: 2013-07-09
Publication date: 2014-12-05
Anticipated expiration: 2033-07-09
Also published as: FR3006380B1; WO2014191637A4; FR3006381B1; FR3006380A1; WO2014191637A3; WO2014191637A2

Abstract

Turbopompe d'alimentation en au moins un propergol d'au moins une chambre de propulsion des moteurs « aérobie et / ou anaérobie », et systèmes et ensembles propulsés comportant une telle turbopompe. L'invention concerne une turbopompe ayant une résultante des forces axiales nulle ou quasi nulle, un fonctionnement fiable à vitesse élevée constante ou variable et des débits et des pressions variables élevées. La turbopompe (1) comporte un axe de symétrie (24), une paire de pompes (8) et (9) avec entrées (19) et (20) et sorties (21) et (22), une paire de turbines (2) et (3), avec entrées (15) et (17) et sorties (16) et (18), un arbre (14) de rotation, des paliers (7), des moyens d'étanchéités (6). Le dispositif selon l'invention est destiné à l'alimentation d'au moins une chambre de propulsion.Turbocharger for feeding at least one propellant of at least one propellant chamber for "aerobic and / or anaerobic" engines, and propulsion systems and assemblies comprising such a turbopump. The invention relates to a turbopump having zero or near zero axial force resultant, reliable operation at constant or variable high speed and high variable flow rates and pressures. The turbopump (1) has an axis of symmetry (24), a pair of pumps (8) and (9) with inlets (19) and (20) and outlets (21) and (22), a pair of turbines (2 ) and (3), with inputs (15) and (17) and outputs (16) and (18), a shaft (14) for rotation, bearings (7), sealing means (6). The device according to the invention is intended for feeding at least one propulsion chamber.

Description

TURBOPOMPE D'ALIMENTATION EN AU MOINS UN PROPERGOL D'AU MOINS UNE CHAMBRE DE PROPULSION DES MOTEURS « AEROBIE ET / OU ANAEROBIE », ET SYSTEMES ET ENSEMBLES PROPULSES COMPORTANT UNE TELLE TURBOPOMPE.TURBOPOMPE SUPPLYING AT LEAST ONE PROPERGOL OF AT LEAST ONE PROPULSION CHAMBER OF "AEROBIE AND / OR ANAEROBIE" ENGINES AND SYSTEMS AND PROPELLED ASSEMBLIES COMPRISING SUCH A TURBOPOMPE.

DESCRIPTION La présente invention concerne une turbopompe d'alimentation en au moins un propergol d'au moins une chambre de propulsion des 10 moteurs aérobie, aérobie et / ou anaérobie, anaérobie, et systèmes et ensembles propulsés comportant une telle turbopompe. Une turbopompe est en aéronautique et / ou en astronautique une pompe à propergols entraînée par une turbine tournant à plusieurs milliers de tours par minute, qui met sous pression les propergols avant 15 leur injection dans au moins une chambre de propulsion d'un moteur aérobie, aérobie et / ou anaérobie, anaérobie, à propergols liquides. Cet élément du moteur joue un rôle essentiel dans la performance dudit moteur car la poussée de celui-ci dépend de la pression des propergols arrivant dans au moins une chambre de propulsion appelée encore 20 chambre de combustion. La turbine qui entraine la turbopompe peut être mue par les gaz produits par un générateur de gaz. L'énergie à fournir pour faire tourner les turbines est alors très importante. La pression, la vitesse de rotation, le débit et / ou les températures extrêmes des propergols cryogéniques font de la turbopompe la pièce la plus complexe 25 à concevoir dans un moteur aérobie, aérobie et / ou anaérobie, anaérobie, par exemple dans un moteur de type moteur-fusée et présente généralement une durée de vie et une fiabilité limitée. Toutes les turbopompes possèdent généralement une seule turbine de propulsion à gaz couplée sur un même arbre de rotation 30 commun à une ou deux pompes et dont l'inconvénient est de présenter des régimes de vitesse critique, une puissance et une vitesse maximale d'utilisation, une pression en sortie de pompe limitée ayant pour inconvénient une poussée limitée du moteur aérobie, aérobie et / ou anaérobie, anaérobie alimenté par ladite turbopompe, et en ce que les 35 ensembles ainsi constitués par la fonction « pompe » et par la fonction « turbine » ne sont pas équilibrées du fait de l'existence de forces axiales dans l'arbre de rotation de ladite turbopompe.DESCRIPTION The present invention relates to a turbopump supplying at least one propellant of at least one aerobic, aerobic and / or anaerobic, anaerobic, propellant propulsion chamber and propulsion systems and assemblies comprising such a turbopump. A turbopump is in aeronautics and / or astronautics a propellant pump driven by a turbine rotating at several thousand revolutions per minute, which puts the propellants under pressure before they are injected into at least one propulsion chamber of an aerobic engine, aerobic and / or anaerobic, anaerobic, liquid propellant. This element of the engine plays a key role in the performance of said engine because the thrust thereof depends on the pressure of the propellants arriving in at least one propulsion chamber still called 20 combustion chamber. The turbine driving the turbopump can be moved by the gases produced by a gas generator. The energy to be supplied to turn the turbines is then very important. The pressure, speed of rotation, flow rate and / or extreme temperatures of the cryogenic propellants make the turbopump the most complex part to conceive in an aerobic, aerobic and / or anaerobic, anaerobic engine, for example in a combustion engine. rocket motor type and generally has a life and limited reliability. All turbopumps generally have a single gas propulsion turbine coupled on the same rotational shaft common to one or two pumps and the disadvantage of which is to present critical speed regimes, a power and a maximum speed of use, a limited pressure at the pump outlet having the disadvantage of a limited thrust of the aerobic, aerobic and / or anaerobic, anaerobic motor powered by said turbopump, and in that the assemblies thus constituted by the "pump" function and by the "turbine" function Are not balanced due to the existence of axial forces in the rotation shaft of said turbopump.

La présente invention vise à remédier à ces inconvénients précités et à réaliser une turbopompe équilibrée qui présente des caractéristiques de durée de vie, de fiabilité, de débit et / ou de pression élevées ainsi qu'une puissance mécanique d'entrainement permettant le 5 fonctionnement fiable de ladite turbopompe à vitesse élevée constante ou à vitesse variable et en ce que ladite turbopompe comporte au moins une ou deux pompes, ou une pluralité de pompes, à propergol liquide, composée(s) d'au moins un étage ou d'une pluralité d'étages associés dans ce dernier cas en série et / ou en parallèle, au moins une ou deux 10 turbines, ou une pluralité de turbines, à gaz ou à propergol liquide, composée(s) d'au moins un étage ou d'une pluralité d'étages associés dans ce dernier cas en série et / ou en parallèle, un seul arbre de rotation commun relié aux dites pompes et aux dites turbines et caractérisée en ce que la résultante des forces axiales, provoquée par l'ensemble des étages 15 de la fonction « turbine » et des étages de la fonction « pompe », dans l'arbre de rotation commun soit nulle ou quasi nulle et / ou en ce que la résultante des diverses forces axiales dans l'arbre de rotation commun soit nulle ou quasi nulle et en ce que ladite turbopompe comporte des paliers en nombre suffisant et nécessaire au bon fonctionnement de ladite 20 turbopompe, et cela quelque soit le type de palier utilisé, et des moyens d'étanchéité suffisants et nécessaires au bon fonctionnement de ladite turbopompe et cela quelque soit le type de moyen d'étanchéité utilisé et en ce que ladite turbopompe comporte des turbines, de type à gaz ou à propergol liquide, dont les entrées ou admissions et les sorties ou 25 refoulements sur le corps de la turbopompe peuvent être soit de type radiales et / ou soit de type axiales et /ou soit de type tangentielles et / ou soit de type obliques, et en ce que la dite turbopompe possède des ensembles de pompes dont les entrées ou admissions et dont les sorties ou refoulements sur le corps de la turbopompe peuvent être soit de type 30 radiales et / ou soit de type axiales et /ou soit de type tangentielles et / ou soit de type obliques. La présente invention vise également à réaliser un dispositif de turbopompe relatif au domaine des turbopompes et en particulier des turbopompes d'alimentation en propergols d'au moins une chambre de 35 propulsion des moteurs aérobie, aérobie et / ou anaérobie, anaérobie, et plus particulièrement en propergols cryogéniques.The present invention aims to overcome these drawbacks mentioned above and to achieve a balanced turbopump that has characteristics of lifetime, reliability, flow and / or high pressure and a mechanical power drive for reliable operation of said turbopump at constant high speed or at variable speed and in that said turbopump comprises at least one or two pumps, or a plurality of pumps, of liquid propellant, composed of at least one stage or of a plurality stages associated in this latter case in series and / or in parallel, at least one or two turbines, or a plurality of turbines, gas or liquid propellant, composed (s) of at least one stage or of a plurality of stages associated in the latter case in series and / or in parallel, a single common rotation shaft connected to said pumps and said turbines and characterized in that the resultant axial forces, caused by all stages 15 of the "turbine" function and stages of the "pump" function, in the common rotation shaft is zero or almost zero and / or in that the resultant of the various axial forces in the common rotation shaft is zero or almost zero and in that said turbopump includes sufficient number of bearings and necessary for the proper operation of said turbopump, and whatever the type of bearing used, and sufficient sealing means and necessary for the proper functioning of said turbopump and this whatever the type of sealing means used and in that said turbopump comprises turbines, gas type or liquid propellant, whose inputs or admissions and the outputs or 25 surges on the body of the turbopump can be either of the radial type and / or of the axial type and / or of the tangential type and / or of the oblique type, and in that the said turbopump has s pump assemblies whose inputs or admissions and whose outputs or discharges on the body of the turbopump can be either of the radial type and / or of the axial type and / or of the tangential type and / or of the oblique type. The present invention also aims to provide a turbopump device relating to the field of turbopumps and in particular propellant supply turbopumps of at least one aerobic, aerobic and / or anaerobic, anaerobic, and more particularly in cryogenic propellants.

La présente invention vise également à réaliser une turbopompe comportant des paliers en nombre suffisant et nécessaire au bon fonctionnement de ladite turbopompe et en ce qu'au moins un des paliers soit un palier magnétique.The present invention also aims at producing a turbopump comprising sufficient numbers of bearings necessary for the proper operation of said turbopump and in that at least one of the bearings is a magnetic bearing.

La présente invention vise également à réaliser une turbopompe comportant une pluralité de turbines dont la résultante des forces est principalement de type tangentielle afin de maximiser le couple dans l'arbre de rotation commun aux pompes et aux turbines. La présente invention vise également à réaliser une turbopompe 10 comportant une pluralité de pompes de gavage axiales à vis hélicoïdales à pas de vis géométrique constant ou variable et / ou à géométrie cylindrique et / ou à géométrie conique et /ou à géométrie tronconique. La présente invention vise également à réaliser une turbopompe comportant une pluralité de pompes à propergol et une pluralité de 15 turbines ayant le même arbre de rotation en commun, et en ce que ladite turbopompe puisse pomper simultanément deux propergols de nature chimique différente, comme par exemple l'oxygène et l'hydrogène ou encore l'oxygène et le kérosène, assurant ainsi la stabilité du rapport du mélange des deux propergols dans au moins une chambre de propulsion, 20 chaque pluralité de pompes étant par exemple séparées et disposées de part et d'autres d'une ou d'une pluralité de turbines regroupées dans ce cas près de l'axe central de symétrie de ladite turbopompe. La présente invention vise également à réaliser une turbopompe comportant au moins une ou deux turbines, ou une pluralité de turbines à 25 gaz alimentées en parallèle à partir d'un même générateur de gaz ou d'une pluralité de générateurs de gaz ayant les mêmes caractéristiques et dont les pertes de charges dans chaque canalisation de la fonction « entrée ou admission turbine » soient strictement réparties et identiques, celles-ci étant situées entre le / ou les générateurs de gaz et 30 l'entrée de chaque turbine, une partie des canalisations pouvant être commune à une pluralité de turbines à gaz, le même principe étant appliqué pour les circuits de la fonction « sortie ou d'échappement turbine » des dites turbines de manière à ce qu'il n'y ait pas de déséquilibre de fonctionnement dues aux différentes pertes de charges et 35 en ce que ces principes s'appliquent aussi dans le cas, par exemple de la turbopompe à oxygène munie de pompes à oxygène et comportant des turbines à hydrogène liquide alimentées à partir de l'hydrogène liquide très haute pression prélevé à la sortie de la fonction « pompe » de la turbopompe à hydrogène ou d'une manière générale dans le cas de deux propergols de nature chimique différente. La présente invention vise également à réaliser une turbopompe comportant une fonction « pompe » dont les pertes de charges dans chaque canalisation de la fonction « entrée ou admission », soient strictement réparties et identiques, et dont les pertes de charges dans chaque canalisation de la fonction « sortie ou échappement » soient strictement réparties et identiques de manière à ce qu'il n'y ait pas de 10 déséquilibre de fonctionnement entre les étages de la fonction « pompe » de ladite turbopompe dû aux différentes pertes de charges. La présente invention vise également à réaliser une turbopompe comportant une fonction « turbine » dont les pertes de charges dans chaque canalisation de la fonction « entrée ou d'admission », soient 15 strictement réparties et identiques, et dont les pertes de charges dans chaque canalisation de la fonction « sortie ou échappement » soient strictement réparties et identiques de manière à ce qu'il n'y ait pas de déséquilibre de fonctionnement entre les étages de la fonction « turbine » de ladite turbopompe dû aux différentes pertes de charges. 20 La présente invention vise également à réaliser une turbopompe comportant au moins une, ou une pluralité de pompes composées d'au moins un étage ou d'une pluralité d'étages, au moins une, ou une pluralité de turbines composées d'au moins un étage ou d'une pluralité d'étages, un arbre de rotation relié aux dites pompes et aux dites 25 turbines et caractérisée en ce que la résultante des forces axiales, de l'ensemble des étages de la fonction « turbine » et de l'ensemble des étages de la fonction « pompe » dans l'arbre de rotation de ladite turbopompe, soit nulle ou quasi nulle et / ou en ce que la résultante des diverses forces axiales dans l'arbre de rotation de ladite turbopompe soit 30 nulle ou quasi nulle. La présente invention vise également à réaliser une turbopompe comportant au moins un étage ou une pluralité d'étages au niveau de la fonction « pompe » et au moins un étage ou une pluralité d'étages au niveau de la fonction « turbine » et en ce que, pour une fonction donnée, 35 le type de la géométrie, d'au moins un étage ou d'une pluralité d'étages, soit choisie et optimisée pour obtenir les caractéristiques maximales et optimisées de ladite turbopompe.The present invention also aims to provide a turbopump comprising a plurality of turbines whose resultant forces is mainly tangential type in order to maximize the torque in the rotation shaft common to the pumps and turbines. The present invention also aims to provide a turbopump 10 comprising a plurality of axial screw feeding pumps with helical screws with constant or variable geometric screw pitch and / or cylindrical geometry and / or conical geometry and / or frustoconical geometry. The present invention also aims at producing a turbopump comprising a plurality of propellant pumps and a plurality of turbines having the same rotation shaft in common, and in that said turbopump can simultaneously pump two propellants of different chemical nature, such as, for example oxygen and hydrogen, or alternatively oxygen and kerosene, thus ensuring the stability of the ratio of the mixture of the two propellants in at least one propulsion chamber, each plurality of pumps being for example separated and arranged on both sides. other of one or a plurality of turbines grouped in this case near the central axis of symmetry of said turbopump. The present invention also aims at producing a turbopump comprising at least one or two turbines, or a plurality of gas turbines fed in parallel from the same gas generator or from a plurality of gas generators having the same characteristics. and whose pressure losses in each pipe of the function "entry or admission turbine" are strictly distributed and identical, these being located between the gas generator (s) and the inlet of each turbine, a part of the pipes which can be common to a plurality of gas turbines, the same principle being applied for the circuits of the "exhaust or exhaust turbine" function of said turbines so that there is no operating imbalance due to different head losses and 35 that these principles also apply in the case, for example the oxygen turbopump equipped with oxygen pumps and including liquid hydrogen turbines fed from the very high pressure liquid hydrogen sampled at the outlet of the "pump" function of the hydrogen turbopump or generally in the case of two different chemical propellants . The present invention also aims at producing a turbopump comprising a "pump" function whose pressure losses in each pipe of the "inlet or intake" function are strictly distributed and identical, and whose pressure losses in each pipe of the function "Exit or exhaust" are strictly distributed and identical so that there is no operating imbalance between the stages of the "pump" function of said turbopump due to the different head losses. The present invention also aims at producing a turbopump comprising a "turbine" function whose losses in each duct of the "inlet or intake" function are strictly distributed and identical, and whose pressure losses in each duct the function "outlet or exhaust" are strictly distributed and identical so that there is no operating imbalance between the stages of the "turbine" function of said turbopump due to different pressure losses. The present invention also aims at producing a turbopump comprising at least one or a plurality of pumps composed of at least one stage or a plurality of stages, at least one or a plurality of turbines composed of at least a stage or a plurality of stages, a rotation shaft connected to said pumps and said turbines and characterized in that the resultant of the axial forces, of all the stages of the "turbine" function and the all the stages of the "pump" function in the rotation shaft of said turbopump, either zero or almost zero and / or in that the resultant of the various axial forces in the rotation shaft of said turbopump is zero or almost zero. The present invention also aims at producing a turbopump comprising at least one stage or a plurality of stages at the level of the "pump" function and at least one stage or a plurality of stages at the level of the "turbine" function and in that that for a given function, the type of geometry, at least one stage or a plurality of stages, is chosen and optimized to obtain the maximum and optimized characteristics of said turbopump.

La présente invention vise également à réaliser une turbopompe utilisant des propergols et en ce que la composition chimique desdits propergols utilisés soit quelconque, d'origine fossile et / ou de synthèse, et en ce que ladite turbopompe utilise, en particuliers, des propergols d'origine fossile et / ou de synthèse de composition chimique issue, en tout ou partie, de la biomasse. La présente invention vise également à réaliser une turbopompe utilisant des matériaux de la famille des composites, et / ou des matériaux de la famille des matériaux thermo-structuraux et / ou des matériaux de la famille des céramiques ou tout autre type de matériaux. La présente invention vise également à réaliser un ensemble de pluralité de turbopompes et en ce que ledit ensemble de pluralité de turbopompes soit assemblé de manière à ce que la fonction « pompe respective » de chaque turbopompe soit montée en série pour augmenter la pression ou en ce que l'ensemble de pluralité de turbopompes soit assemblé de manière à ce que la fonction « pompe respective » de chaque turbopompe soit montée en parallèle pour augmenter le débit, soit montées en série-parallèle pour augmenter à la fois la pression et le débit.The present invention also aims to achieve a turbopump using propellants and in that the chemical composition of said propellants used is any, of fossil origin and / or synthesis, and in that said turbopump uses, in particular, propellants. fossil origin and / or synthesis of chemical composition resulting, in whole or in part, from biomass. The present invention also aims to achieve a turbopump using materials of the family of composites, and / or materials of the family of thermo-structural materials and / or materials of the family of ceramics or any other type of materials. The present invention also aims to provide a set of plurality of turbopumps and in that said set of plurality of turbopumps is assembled so that the "respective pump" function of each turbopump is mounted in series to increase the pressure or in the plurality of turbopumps is assembled so that the respective pump function of each turbopump is connected in parallel to increase the flow, or connected in series-parallel to increase both pressure and flow.

La présente invention vise également à réaliser un ensemble de pluralité de turbopompes en ce que ledit ensemble de pluralité de turbopompes soit assemblé de manière à ce que les turbines respectives de chaque turbopompe soient montées en parallèle et alimentées à partir d'un même générateur de gaz ou d'une pluralité de générateurs de gaz ayant les mêmes caractéristiques et en ce que ledit gaz soit produit à partir de gaz liquéfié ou de propergol liquide, ou solide. La présente invention vise également à réaliser une turbopompe en ce que ladite turbopompe, quoique décrite précédemment et ci-après en se référant aux schémas des figures 1 et 2 représentant deux modes de 30 réalisation et d'architectures possibles de l'invention parmi tous les autres modes de réalisation et autres architectures possibles, et en ce que suivant l'invention, des différentes modifications et changements peuvent être effectués, notamment sur les architectures décrites, sans sortir de la portée générale de l'invention telle que définie dans la 35 description et dans les revendications, les dessins de la figure 1 et de la figure 2 devant être considérés dans un sens illustratif plutôt que restrictif.The present invention also aims to provide a set of plurality of turbopumps in that said set of plurality of turbopumps is assembled so that the respective turbines of each turbopump are connected in parallel and fed from the same gas generator or a plurality of gas generators having the same characteristics and that said gas is produced from liquefied gas or liquid propellant, or solid. The present invention also aims to achieve a turbopump in that said turbopump, although described above and below with reference to the diagrams of Figures 1 and 2 showing two embodiments and possible architectures of the invention among all the Other embodiments and other possible architectures, and in that according to the invention, various modifications and changes can be made, in particular on the architectures described, without departing from the general scope of the invention as defined in the description. and in the claims, the drawings of Figure 1 and Figure 2 to be considered in an illustrative rather than restrictive sense.

La présente invention vise également à réaliser, en applications industrielles des moteurs aérobie, aérobie et / ou anaérobie, anaérobie caractérisés en ce que lesdits moteurs comprennent au moins une chambre de propulsion et au moins une turbopompe pour l'alimentation en au moins un propergol liquide de ladite au moins une chambre de propulsion. La présente invention vise également à réaliser, en applications industrielles, des systèmes et ensembles propulsés et en ce que lesdits systèmes et ensembles propulsés soient de type fusée, missile, aéronef, avion-fusée, avion supersonique et / ou hypersonique, drone, avion ou vaisseau orbital, avion ou vaisseau spatial, avion de reconnaissance intercontinental, bombardier stratégique intercontinental, et autres systèmes et ensembles propulsés, et en ce que lesdits systèmes et ensembles propulsés comportent au moins une chambre de propulsion et au moins une turbopompe suivant les revendications, pour l'alimentation en au moins un propergol liquide de ladite au moins une chambre de propulsion. L'invention sera mieux comprise à la lecture des exemples de 20 réalisation non limitatifs des dessins annexés qui illustrent l'invention suivant les figures 1 et 2. La figure 1 représente un mode de réalisation industrielle suivant une architecture possible du dispositif de l'invention. 25 La présente invention vise également à réaliser une turbopompe (1) caractérisée en ce que ladite turbopompe comporte, suivant un mode de réalisation possible de la figure 1, une paire de pompes (8) et (9), ou d'une pluralité de pompes, composées des étages (10) et (11) ou d'une 30 pluralité d'étages, disposés près de l'axe de symétrie (24) de la turbopompe, et dont l'admission ou entrée de type radiale (23) et / ou tangentielle et / ou obliques commune aux pompes (8) et (9) aboutissant dans une chambre (13) d'admission commune aux deux pompes (8) et (9), alimentant les entrées (19) et (20) des pompes (8) et (9), qui sont de type 35 axiales, et qui sont gavées par une pluralité de pompes de gavage axiales à vis hélicoïdales à pas de vis géométrique constant ou variable et / ou à géométrie cylindrique et / ou à géométrie conique et /ou à géométrie tronconique (12) et dont les sorties ou refoulements (21) et (22) des pompes (8) et (9) sont de type radiales et / ou tangentielles et / ou obliques et en ce que ladite turbopompe comporte une paire de turbines (2) et (3) ou une pluralité de turbines composées des étages (4) et (5) ou d'une pluralité d'étages et dont les entrées (15) et (17) des turbines sont de type radiales et / ou tangentielles et / ou obliques et dont les sorties ou échappements (16) et (18) des turbines sont de type axiales respectivement dans une chambre de sortie (25) et (26) et en ce que ladite turbopompe comporte un seul arbre (14) de rotation commun aux pompes et aux turbines et caractérisée en ce que la résultante des forces axiales, provoquée par l'ensemble des turbines de la fonction « turbine » et par l'ensemble des pompes de la fonction « pompe », dans l'arbre de rotation commun soit nulle ou quasi nulle, et / ou en ce que la résultante des diverses forces axiales dans l'arbre de rotation commun soit nulle ou quasi nulle, permettant le fonctionnement à vitesse constante ou variable, et en ce que ladite turbopompe comporte des paliers (7) en nombre suffisant et nécessaire au bon fonctionnement de ladite turbopompe, et cela quelque soit le type de palier utilisé, des moyens d'étanchéités (6) suffisants et nécessaires au bon fonctionnement de ladite turbopompe et cela quelque soit le type de moyen d'étanchéité utilisé. La figure 2 représente un autre mode de réalisation possible suivant une autre architecture possible du dispositif de l'invention.The present invention also aims to achieve, in industrial applications, aerobic, aerobic and / or anaerobic, anaerobic engines characterized in that said engines comprise at least one propulsion chamber and at least one turbopump for supplying at least one liquid propellant of said at least one propulsion chamber. The present invention also aims at carrying out, in industrial applications, propelled systems and assemblies and in that said systems and propulsion systems are of the rocket, missile, aircraft, rocket-airplane, supersonic and / or hypersonic aircraft, drone, airplane or orbital spacecraft, aircraft or spacecraft, intercontinental reconnaissance aircraft, intercontinental strategic bomber, and other powered systems and assemblies, and said propulsion systems and assemblies comprise at least one propulsion chamber and at least one turbopump according to the claims, for supplying at least one liquid propellant of said at least one propulsion chamber. The invention will be better understood on reading the nonlimiting exemplary embodiments of the appended drawings which illustrate the invention according to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 represents an industrial embodiment according to a possible architecture of the device of the invention . The present invention also aims at producing a turbopump (1) characterized in that said turbopump comprises, according to a possible embodiment of FIG. 1, a pair of pumps (8) and (9), or a plurality of pumps, consisting of stages (10) and (11) or a plurality of stages, arranged near the axis of symmetry (24) of the turbopump, and whose inlet or inlet of radial type (23) and / or tangential and / or oblique common to the pumps (8) and (9) ending in a chamber (13) common intake to the two pumps (8) and (9), supplying the inputs (19) and (20) pumps (8) and (9), which are of the axial type, and which are filled with a plurality of axial helical screw feed pumps with constant or variable geometric thread and / or with a cylindrical geometry and / or with conical geometry and / or frustoconical geometry (12) and whose outputs or discharges (21) and (22) pumps (8) and (9) are radi type ales and / or tangential and / or oblique and in that said turbopump comprises a pair of turbines (2) and (3) or a plurality of turbines composed of stages (4) and (5) or a plurality of stages and whose inlets (15) and (17) are of radial and / or tangential and / or oblique type and whose outlets or exhausts (16) and (18) of the turbines are of axial type respectively in an outlet chamber (25) and (26) and in that said turbopump comprises a single shaft (14) of rotation common to the pumps and turbines and characterized in that the resultant axial forces, caused by all the turbines of the function " turbine "and by all the pumps of the" pump "function, in the common rotation shaft is zero or almost zero, and / or in that the resultant of the various axial forces in the common rotation shaft is zero or almost zero, allowing operation at constant or variable speed, and in e that said turbopump comprises bearings (7) in sufficient number and necessary for the proper functioning of said turbopump, and whatever the type of bearing used, seals means (6) sufficient and necessary for the proper operation of said turbopump and this whatever the type of sealing means used. FIG. 2 represents another possible embodiment according to another possible architecture of the device of the invention.

La présente invention vise également à réaliser une turbopompe (1) caractérisée en ce que ladite turbopompe comporte, suivant un mode de réalisation possible de la figure 2, une paire de turbines (2) et (3) ou une pluralité de turbines composées des étages (4) et (5) ou d'une pluralité d'étages disposés près de l'axe de symétrie (24) de la turbopompe, et dont les entrées ou admissions (15) et (17) des turbines sont de type radiales et / ou tangentielles et / ou obliques et en ce que les sorties ou échappements (16) et (18) des turbines sont de type axiales et s'effectuent respectivement par une chambre de sortie (25) et (26) débouchant dans une chambre commune de sortie (27) débouchant sur un ou plusieurs collecteurs de sortie (28) de type radial et / ou tangentiels et / ou obliques et en ce que ladite turbopompe comporte une paire de pompes (8) et (9) ou une pluralité de pompes composées des étages (10) et (11) ou d'une pluralité d'étages et dont l'admission ou entrée axiale de chaque pompe (13) débouche dans une pompe de gavage axiale à vis hélicoïdales à pas de vis géométrique constant ou variable et / ou à géométrie cylindrique et / ou à géométrie conique et /ou à géométrie tronconique (12) qui alimente l'admission ou entrée axiale (19) et (20) de chaque pompe respectivement (8) et (9) et comportant des étages (10) et (11), ou une pluralité d'étages et en ce que les refoulements ou sorties (21) et (22) des pompes (8) et (9) sont de type radiales et / ou tangentielles et / ou obliques et en ce que ladite turbopompe comporte un seul arbre de rotation (14) commun relié aux dites pompes (8) et (9) et aux dites turbines (2) et (3) et caractérisée en ce que la résultante des forces axiales, provoquée par l'ensemble des turbines de la fonction « turbine » et par l'ensemble des pompes de la fonction « pompe », dans l'arbre de rotation commun soit nulle ou quasi nulle, et / ou en ce que la résultante des diverses forces axiales dans l'arbre de rotation commun soit nulle ou quasi nulle, permettant le fonctionnement à vitesse constante ou variable, et en ce que ladite turbopompe comporte des paliers (7) en nombre suffisant et nécessaire au bon fonctionnement de la turbopompe et cela quelque soit le type de palier utilisé, des moyens d'étanchéité (6) suffisants et nécessaires au bon fonctionnement de la turbopompe et cela quelque soit le type de moyen d'étanchéité utilisé. 30 35The present invention also aims at producing a turbopump (1) characterized in that said turbopump comprises, according to a possible embodiment of FIG. 2, a pair of turbines (2) and (3) or a plurality of turbines composed of stages (4) and (5) or a plurality of stages disposed near the axis of symmetry (24) of the turbopump, and whose inputs or admissions (15) and (17) of the turbines are radial type and and / or tangential and / or oblique and in that the outlets or exhausts (16) and (18) of the turbines are of axial type and are performed respectively by an outlet chamber (25) and (26) opening into a common chamber outlet (27) opening on one or more radial and / or tangential and / or oblique outlet manifolds (28) and in that said turbopump comprises a pair of pumps (8) and (9) or a plurality of pumps composed of stages (10) and (11) or a plurality of stages and whose admission or axial inlet of each pump (13) opens into an axial screw feeding pump with helical screws with constant or variable geometrical screw pitch and / or with a cylindrical geometry and / or with a conical geometry and / or with a frustoconical geometry (12) which feeds the axial admission (19) and (20) of each pump respectively (8) and (9) and comprising stages (10) and (11), or a plurality of stages and in that the ups and downs ( 21) and (22) pumps (8) and (9) are of radial and / or tangential and / or oblique type and in that said turbopump comprises a single common rotation shaft (14) connected to said pumps (8) and (9) and said turbines (2) and (3) and characterized in that the resultant axial forces, caused by all turbines of the "turbine" function and by all the pumps of the function " "pump", in the common rotation shaft is zero or almost zero, and / or in that the resultant of the various these axial in the common rotation shaft is zero or almost zero, allowing operation at constant or variable speed, and in that said turbopump comprises bearings (7) in sufficient number and necessary for the proper operation of the turbopump and that some or the type of bearing used, sealing means (6) sufficient and necessary for the proper functioning of the turbopump and whatever the type of sealing means used. 30 35

Claims

REVENDICATIONS1. Turbopump characterized in that said turbopump is a turbopump for supplying at least one propellant of at least one propulsion chamber, also known as an aerobic, aerobic and / or anaerobic, anaerobic, combustion chamber and propulsion systems and assemblies comprising said turbopump. and in that said turbopump is balanced and has high service life, reliability, flow and / or pressure characteristics as well as mechanical drive power for the reliable operation of said high speed turbopump. constant or variable speed and in that said turbopump comprises at least one or two pumps, or a plurality of pumps, liquid propellant, composed (s) of at least one stage or a plurality of associated stages in this last case in series and / or in parallel, at least one or two turbines, or a plurality of turbines, gas or liquid propellant, composed (s) of least one stage or a plurality of stages associated in the latter case in series and / or in parallel, a single common rotation shaft connected to said pumps and said turbines and characterized in that the resultant axial forces, caused by all the stages of the "turbine" function and the stages of the "pump" function, in the common rotation shaft is zero or almost zero and / or in that the resultant of the various axial forces in the shaft common rotation is zero or almost zero and in that said turbopump has sufficient number of bearings and necessary for the proper functioning of said turbopump, and whatever the type of bearing used, and sealing means sufficient and necessary for good operation of said turbopump and this whatever the type of sealing means used and in that said turbopump comprises turbines, gas type or liquid propellant, whose inputs or adm and the discharges or discharges on the body of the turbopump may be either radial type and / or axial type and / or tangential type and / or oblique type, in that said turbopump has sets of pumps whose inputs or admissions and whose deportees or repressions on the body of the turbopump can be either of the radial type and / or of the axial type and / or of the tangential type and / or of the oblique type.

2. Turbopump according to claim 1 and characterized in that said turbopump has the additional technical feature of being a turbopump supply of at least one liquefied gas or liquid.

3. Turbocharger according to claim 1 and characterized in that said turbopump comprises sufficient number of bearings and necessary for the proper operation of said turbopump and in that at least one of the bearings is a magnetic bearing.

4. Turbopump according to claim 1 and characterized in that said turbopump comprises a plurality of turbines whose resultant forces is mainly tangential type to maximize the torque in the rotation shaft common to the pumps and turbines.

5. Turbopump according to claim 1 and characterized in that said turbopump comprises a plurality of axial screw feeding pumps with helical screws with constant or variable geometric screw pitch and / or cylindrical geometry and / or conical geometry and / or geometry truncated.

6. Turbopump according to claim 1 and characterized in that said turbopump comprises a plurality of propellant pumps and a plurality of turbines having the same rotation shaft in common, and in that said turbopump can simultaneously pump two propellants of different chemical nature. , such as oxygen and hydrogen or even oxygen and kerosene, and this whatever the type of kerosene, thus ensuring the stability of the ratio of the mixture of the two propellants in at least one propulsion chamber, each plurality Pumps are for example separated and arranged on either side of one or a plurality of turbines grouped in this case near the central axis of symmetry of said turbopump.

7. Turbopump according to claim 1 and characterized in that said turbopump comprises at least one or two turbines, or a plurality of gas turbines supplied in parallel from a single gas generator or a plurality of gas generators having the same characteristics and whose pressure losses in each pipe of the function "entry or admission turbine" are strictly distributed and identical, these being located between the gas generator (s) and the inlet of each turbine, a part pipes that can be common to a plurality of gas turbines, the same principle being applied to the circuits of the "exhaust or exhaust turbine" function of said turbines so that there is no imbalance of due to different head losses and that these principles also apply in the case of, for example, the oxygen turbopump equipped with pumps oxygen and comprising liquid hydrogen turbines fed from the very high pressure liquid hydrogen taken at the outlet of the "pump" function of the hydrogen turbopump or generally in the case of two propellants of a different chemical nature .

8. Turbocharger according to claim 1 and characterized in that said turbopump comprises a "pump" function, the pressure losses in each pipe of the "input or admission" function, are strictly distributed and identical, and whose losses in each channel of the function "outlet or exhaust" are strictly distributed and identical so that there is no operating imbalance between the stages of the "pump" function of said turbopump due to different losses of loads.

9. Turbopump according to claim 1 and characterized in that said turbopump comprises a "turbine" function, the pressure losses in each pipe of the function "entry or admission", are strictly distributed and identical, and whose losses of loads in each pipe of the function "outlet or exhaust" are strictly distributed and identical so that there is no operating imbalance between the stages of the "turbine" function of said turbopump due to the different losses of loads.

10. Turbopump (1) according to claim 1 and characterized in that said turbopump comprises, according to a possible embodiment of Figure 1, a pair of pumps (8) and (9), or a plurality of pumps, composed of stages (10) and (11) or of a plurality of stages, arranged near the axis of symmetry (24) of the turbopump, and whose inlet or inlet of radial type (23) and / or tangential and / or oblique common to the pumps (8) and (9) terminating in a chamber (13) common to both pumps (8) and (9) supplying the inlet (19) and (20) of the pumps ( 8) and (9), which are of the axial type, and which are filled with a plurality of axial helical screw feed pumps with constant or variable geometric screw pitch and / or with a cylindrical geometry and / or with a conical geometry and / or with a frustoconical geometry (12) and whose outlets or discharges (21) and (22) of the pumps (8) and (9) are of radial and / or tangential type and / or oblique and in that said turbopump comprises a pair of turbines (2) and (3) or a plurality of turbines composed of stages (4) and (5) or a plurality of stages and whose inputs (15) and (17) turbines are of radial and / or tangential and / or oblique type and whose outlets or exhausts (16) and (18) of the turbines are of axial type respectively in an outlet chamber (25) and (26) and in that said turbopump comprises a single shaft (14) of rotation common to the pumps and turbines and characterized in that the resultant axial forces, caused by all the turbines of the "turbine" function and by all pumps of the "pump" function, in the common rotation shaft is zero or almost zero, and / or in that the resultant of the various axial forces in the common rotation shaft is zero or almost zero, allowing the operation at a constant or variable speed, and in that said turbopump comprises bearings (7) in sufficient number and necessary for the proper functioning of said turbopump, and whatever the type of bearing used, seals (6) sufficient and necessary for the proper functioning of said turbopump and whatever the type sealing means used.

11 turbopump (1) according to claim 1 and characterized in that said turbopump comprises, according to another possible embodiment of Figure 2, a pair of turbines (2) and (3) or a plurality of turbines composed stages ( 4) and (5) ora plurality of stages disposed near the axis of symmetry (24) of the turbopump, and whose inputs or admissions (15) and (17) turbines are radial type and / or tangential and / or oblique and in that the outlets or exhausts (16) and (18) of the turbines are of axial type and are performed respectively by an outlet chamber (25) and (26) opening into a common outlet chamber (27) leading to one or more radial and / or tangential and / or oblique outlet manifolds (28) and in that said turbopump comprises a pair of pumps (8) and (9) or a plurality of pumps composed of stages (10) and (11) or a plurality of stages and whose axial admission or inlet of each pump (13) opens into an axial feed pump with helical screws with constant or variable geometric screw thread and / or with a cylindrical geometry and / or with a conical geometry and / or with a frustoconical geometry (12) which feeds the intake or axial inlet (19) and (20) of each pump respectively (8) and (9) and having stages (10) and (11), or a plurality of stages and in that the ups and downs (21) and (22) pumps (8) and (9) are of radial and / or tangential and / or oblique type and in that said turbopump comprises a single common rotation shaft (14) connected to said pumps (8) and (9) ) and said turbines (2) and (3) and characterized in that the resultant axial forces, caused by all turbines of the "turbine" function and by all pumps of the "pump" function, in the common rotation shaft is zero or almost zero, and / or in that the resultant of the various axial forces in the common rotation shaft is zero or almost zero, allowing operation at constant or variable speed, and in that said turbopump comprises bearings (7) in sufficient number and necessary for the proper operation of the turbopump and whatever the type of bearing used, sealing means (6) sufficient and necessary for the proper functioning of the turbopump and whatever the type of sealing means used.

12. Turbocharger according to claim 1 and characterized in that said turbopump has the additional feature of using composite materials. Turbopump according to claim 1 and characterized in that said turbopump has the additional feature of using thermo-structural materials. 14. Turbopump according to claim 1 and characterized in that said turbopump has the additional feature of using ceramic materials. 15. Turbocharger according to claim 1 and characterized in that said turbopump has the additional characteristic of being able to operate at constant speed or at variable speed by varying in the one or more gas turbines of said turbopump the mechanical driving power of the turbopumps. gases produced by one or a plurality of gas generators. 16. Turbopump (1) according to claim 1 and characterized in that said turbopump (1) has the characteristic of being able to operate at a constant speed and at variable speed and in that said turbopump (1), comprising a single rotation shaft ( 14) connected to the pumps (8) and (9) and to the turbines (2) and (3), has the additional feature of being able to vary the pressure, the speed of rotation and the flow rate of the said pumps (8) and ( 9) of said turbopump (1). 17. A set of plurality of turbopumps according to any one of claims 1 to 16 and characterized in that said plurality of turbopumps has the additional feature of being assembled so that the "pump" function of the plurality of turbopumps are mounted in series to increase the pressure. 18. A plurality of turbopumps according to any one of claims 1 to 16 and characterized in that said set of plurality of turbopumps has the additional feature of being assembled so that the "pump" function of the plurality of turbopumps is connected in parallel to increase the flow. 19. A plurality of turbopumps according to any one of claims 1 to 16 and characterized in that said set of plurality of turbopumps has as additional features to be assembled so that the "pump" function of a plurality of turbopumps is mounted in series to increase the pressure and that the "pump" function of a plurality of turbopumps is connected in parallel to increase the flow rate. A plurality of turbopumps according to any one of claims 1 to 16 and characterized in that said plurality of turbopumps is assembled so that the respective turbines of each turbopump are connected in parallel and fed from a same gas generator or a plurality of gas generators having the same characteristics and in that said gas is produced from liquefied gas or from liquid or solid propellant. 21. Aerobic, aerobic and / or anaerobic, anaerobic engines characterized in that said engines comprise at least one propulsion chamber and at least one turbopump according to any one of claims 1 to 16 for feeding at least one liquid propellant. of said at least one propulsion chamber. 22. Systems and powered assemblies characterized in that said systems and propulsion assemblies comprise at least one propulsion chamber and at least one turbopump according to any one of claims 1 to 16, for feeding at least one liquid propellant of said propulsion system. at least one propulsion chamber in that said propulsion systems and assemblies are of the rocket, missile, aircraft, rocket-airplane, supersonic and / or hypersonic aircraft, drone, orbital plane or spacecraft, aircraft or spacecraft, intercontinental reconnaissance aircraft type , intercontinental strategic bomber, and other powered systems and assemblies. 35