Une turbopompe est une pompe conçue pour augmenter la pression d’un liquide ou d’un gaz dans le but d’augmenter la puissance ou les performances du moteur. Les applications de ces pompes incluent les moteurs de voitures, de fusées et de véhicules de grande puissance. La plupart des turbopompes comprennent une sorte de pompe rotodynamique combinée à une turbine d’entraînement. Presque toutes les turbopompes sont construites avec une conception à écoulement centrifuge ou axial. Malgré les nombreuses utilisations potentielles, ils sont souvent considérés comme difficiles à concevoir, et la perte d’une certaine efficacité est considérée comme courante.
Bien que le fonctionnement interne spécifique d’une turbopompe dépende de l’application et de la conception, l’objectif de base est le même. Le gaz ou le fluide est pompé dans une chambre, où il est forcé à une pression plus élevée par des pales tournant le long d’un axe. Souvent, les pompes sont conçues avec des formes spécifiques pour encourager une pression accrue et la livraison de ce matériau sous pression à un emplacement spécifique. Le carburant sous pression, par exemple, peut être fourni dans certains moteurs pour augmenter l’efficacité de la combustion à l’intérieur du moteur.
Il existe généralement deux conceptions principales utilisées pour créer des turbopompes. Le plus souvent, une turbopompe sera basée sur le concept d’une pompe centrifuge. Dans ceux-ci, le liquide est injecté le long d’un axe et les rotors en rotation forcent le matériau vers les bords d’un diffuseur qui s’élargit progressivement. Ces conceptions peuvent souvent produire les pressions les plus élevées en raison du flux relativement libre de matériaux à travers le diffuseur. En conséquence, une pompe centrifuge peut être vue le plus souvent dans des véhicules nécessitant beaucoup de puissance, tels que des roquettes et des chars.
Une pompe à flux axial, d’autre part, produit généralement une pression plus faible avec une plus grande efficacité. Le fluide est toujours libéré à une extrémité d’une chambre, généralement le long d’un axe. La différence est que les lames rotatives poussent physiquement le matériau vers un emplacement spécifié plutôt que de dépendre des forces centrifuges. Souvent combinée avec d’autres pompes, une pompe à débit axial est considérée comme plus facile à concevoir et à utiliser dans des machines qui ne nécessitent pas de grandes quantités de puissance ou de carburant sous pression.
En général, les turbopompes peuvent être difficiles à concevoir et fonctionnent souvent avec des rendements réduits. Selon qu’une turbopompe est à flux centrifuge ou axial, des problèmes tels que la recirculation et le reflux peuvent souvent être attendus. La plupart de ces problèmes impliquent que le carburant ou d’autres matériaux n’atteignent pas la pression souhaitée la première fois à travers la chambre. Avec les moteurs de voiture et autres machines de faible puissance, une perte d’efficacité peut être tolérée. Dans les machines précises telles que les fusées, une attention particulière est généralement nécessaire lors de l’utilisation de la technologie des turbopompes.