مضخة توربينية

التطوير المبكر

نوقشت مضخات الضغط المرتفع التي تستخدمها الصواريخ بواسطة رواد الصواريخ مثل هيرمان أوبرث. بدأ فيرنر فون براون مشروع مضخة وقود في منتصف عام  1935 في الشركة الألمانية الجنوب غربية كلين شانزلين وبيكر التي كانت تتمتع بخبرة في تصنيع مضخات مكافحة الحريق الكبيرة.
استخدم تصميم صاروخ V-2 فوق أكسيد الهيدروجين المتحلل بواسطة مولد بخار والتر لتشغيل المضخة التوربينية الغير مُتحكم بها التي أُنتجت في مصنع هينكل فيينباخ، لذلك اختُبرت مضخات صاروخ V-2 التوربينية وغرفة الاحتراق، وتمت ملائمتهم لمنع المضخة من زيادة ضغط غرفة الاحتراق عن الحد المسموح به.
توقف صاروخ تجريبي في منتصف الهواء وتحطم في 16 أغسطس 1944 بسبب عطل في المضخة التوربينية، وفي سبتمبر من نفس العام عمل أول محرك صاروخي بنجاح. كان أول إطلاق ناجح لصاروخ V-2 في 3 أكتوبر 1942.

التطوير من عام 1947 إلى 1949

كان جورج بوسكو هو المهندس المسئول عن تطوير المضخة التوربينية في شركة ايروجت. درس جورج وفريقه أعمال الأخرين المتعلقة بالمضخة خلال النصف الثاني من عام 1947، وقاموا بعمل دراسات تصميمية أولية.
زار ممثلو ايروجت جامعة ولاية أوهايو حيث كان فلورانت يعمل على المضخات الهيدروجينية، واستشاروا ديترش سينجلمان خبير المضخات الألماني فيمطار ولبر رايت. استخدم بوسكو بيانات سنجلمان في تصميم أول مضخة هيدروجينية لشركة ايروجت.
اختارت ايروجت مضخات الطرد المركزي لضخ الهيدروجين السائل والأكسجين السائل بحلول منتصف عام 1948. كما حصلت على بعض المضخات الألمانية ذات المراوح الشعاعية من الأسطول، واختبرتهم خلال النصف الثاني من نفس العام.
صممت وصنعت واختبرت ايروجت مضخة هيدروجين سائل (قطرها 15 سم) بحلول نهاية عام 1948. استخدمت ايروجت في البداية محامل كروية تعمل جافة ونظيفة، حيث أن درجة حرارة المائع المنخفضة جعلت التزييت التقليدي للمحامل غير عملي.
كانت المضخة تُشغل لأول مرة عند سرعات منخفضة لتسمح لأجزائها أن تبرد إلى درجة حرارة التشغيل، ثم يُتخذ اجراء بزيادة السرعة من 5000 دورة/دقيقة إلى 35000دورة/دقيقة عندما تظهر مقاييس درجة الحرارة أن الهيدروجين السائل قد وصل إلى المضخة.

تعطلت المضخة، وأشار فحص الأجزاء إلى تعطل المحمل والمروحة الدفاعة. استُخدمت محامل فائقة الدقة تُزيت بزيت يتم ترذيذه وتوجيه بواسطة تيار من النيتروجين الغازي، وتم استخدامها بعد بعض الاختبارات. عملت المحامل بشكل مرضي في التشغيل التالي، لكن المروحة الدفاعة النحاسية  انفصلت وطارت بعيداً نتيجة تعرضها لاجهادات مرتفعة جداً.
صُنعت مروحة دفاعة جديدة بتشكيلها من قالب صلب من الألومنيوم. كانت عمليتا التشغيل التاليتين  للمضخة خيبة أمل كبيرة، حيث لم تظهر المعدات أي زيادة ملحوظة فيالضغط أو التدفق. كانت المشكلة في ناشر المخرج للمضخة،  كان صغيراً للغاية ولا يُبرد بدرجة كافية خلال دورة التبريد، لذلك كان يحد من تدفق المائع. صُححت هذه المشكلة بإضافة فتحات تهوية في مبيت المضخة، تُفتح الفتحات خلال دورة التبريد وتُغلق عندما تبرد المضخة. أُجريت عمليتان تشغيل بعد هذا التصحيح في مارس 1949 ونجح كلاهما. كان معدل التدفق والضغط متقاربان مع القيم النظرية. كان الضغط الأقصى مساوياً 26 ضغط جوي، بينما كان معدل التدفق يساوي 0.25 كجم في الثانية.
تدور المضخات التوربينية للمحرك الرئيسي للمكوك الفضائي عند سرعة تتجاوز 30000 دورة/دقيقة، موصلة 150 رطل (68 كجم) من الهيدروجين السائل و896 رطل (406 كجم) من الأكسجين السائل إلى المحرك كل ثانية.

المضخات التوربينية المحورية

تتواجد أيضاً المضخات التوربينية المحورية، وتتكون من صفوف من الريش المتحركة تدفع المائع وترفع طاقة حركته ويتبع كل صف منها صف من الريش الثابتة يحول طاقة الحركة هذه إلىضغط ،  وتكون جميعها مثبتة على العمود الدوار الرئيسي للمضخة.
تُعطي المضخات المحورية عموماً ضغط أقل بكثير من مضخات الطرد المركزي (ليس من الشائع انخفاض الضغط إلى عدة بارات قليلة)، مع ذلك تبقى مفيدة باستخدامها عند مدخل مضخة الطرد المركزي لزيادة ضغط الدخول بدرجة كافية تمنع حددوث ظاهرة التكهف في المضخة.

تشغيل المضخات التوربينية 

تُستخدم المضخات التوربينية المشغلة بواسطة التربينات البخارية عندما يتوفر مصدر للبخار، على سبيل المثال مراجل السفن البخارية. بينما تُستخدم التربينات الغازية لتشغيلها عندما لا تتوافر الكهرباء أو البخار، أو أن تكون هناك قيود خاصة بالوزن تصرح باستخدام مصادر للطاقة الميكانيكية أكثر كفاءة.
تعتبر محركات الصواريخ أحد أمثلة استخدام المضخات التوربينية، حيث تحتاج لضخ الوقود والمؤكسد داخل غرفة الاحتراق. كما أن هذا ضرورياً للصواريخ ذات الوقود السائل الكبيرة، حيث أن ضخ السوائل أوالغازات اعتماداً علىضغط الخزانات البسيط غير ممكن لأن الضغط المرتفع اللازم لمعدلات التدفق المطلوبة سيحتاج خزانات قوية وثقيلة لتحقيقه.
تُزود المحركات النفاثة التضاغطية غالباً بمضخات توربينية، ويتم تشغيل تربينة المضخة بتيار هواء مضغوط من ناشر الدخول أو بواسطة تيار هواء داخلي موجه من مدخل غرفة الاحتراق، وفي كلتا الحالتين يُلقى عادم التربينة للخارج.