Турбонасосный агрегат – агрегат системы подачи жидких компонентов ракетного топлива или рабочего тела в жидкостном ракетном двигателе либо жидкого горючего в некоторых авиационных двигателях (например, в прямоточном воздушно-реактивном двигателе). Турбонасосный агрегат состоит из одного или нескольких насосов и приводящей их авиационной газовой турбины. Рабочее тело турбины турбонасосного агрегата обычно образуется в газогенераторах или парогазогенераторах.

Турбонасосный агрегат применяется в энергоустановках (например, в качестве питательного насоса), реактивных двигателях (например, в жидкостных ракетных двигателях с насосной подачей топлива), оросительных установках и т.д. Жидкостные ракетные двигатели с турбонасосными агрегатами применяются в ракетах-носителях космических аппаратов и межконтинентальных ракетах.

Переносные турбонасосные агрегаты предназначены для заправки топливом вертолетов и самолетов из бочек, цистерн и прочих емкостей при отсутствии аэродромных заправщиков. Питание агрегатов возможно от бортовой сети.

В жидкостных ракетных двигателях с большой тягой или большой продолжительность работы обычно применяется насосная подача топлива. Привод топливных насосов применяется от основного двигателя летательного аппарата (в тех случаях, когда основным двигателем является поршневой или воздушно-реактивный, а жидкостный – вспомогательным) или от турбины. В последнем случае турбина вместе с приводимыми ею топливными насосами образует так называемый турбонасосный агрегат.

Работа на валу турбины агрегата обычно получается за счет использования энергии продуктов разложения маловодной (80-90 % концентрации) перекиси водорода – парогаза.

Благодаря тому, что парогаз имеет устойчивую и вполне приемлемую для рабочих лопаток турбины температуру (500-700°С), перекись водорода нашла широкое применение в качестве топлива для привода турбонасосного агрегата.

Наибольшее распространение в турбонасоных агрегатах получили двухступенчатые турбины.

Агрегат содержит корпус, в котором есть вход и выход для подаваемого кислорода, а также вход и выход для рабочего тела турбины, рабочее колесо насоса установлено на подшипниках в корпусе. С ним скреплено рабочее колесо турбины, которое имеет профилированные лопатки. Выход турбины непосредственно сообщен с выходом насоса. В качестве рабочего тела турбины служат продукты сгорания в кислороде горючего, например углеводородного, с избытком кислорода. Рабочее колесо турбины закреплено на периферийной диаметральной части рабочего колеса насоса. Такая конструкция агрегата позволяет уменьшить количество кислорода для привода турбины, работающей на окислительном газе, а также сократить осевой габарит бустерного турбонасосного агрегата.

Бустерный турбонасосный агрегат предназначен для использования в жидкостных ракетных двигателях, а также в стендовых установках в криогенной технике и химической промышленности.

Создание ЖРД РД-107 и РД-108 было сопряжено с решением не только чисто "двигательных" вопросов, но и проблем общего усовершенствования ракет, определивших возложение на ЖРД ряда функций, прежде им не свойственных. Одна из таких функций состояла в обеспечении полета ракеты по строго заданной траектории и в управлении положением ракеты. Для выполнения указанной функции в конструкции ЖРД были предусмотрены поворотные рулевые камеры, снабженные полыми цапфами, через которые подводилось топливо от основных насосов турбонасосного агрегата и которые обеспечивали отклонение камер на угол 45°, осуществляемое при помощи гидроприводов.

Агрегат турбонасосный используется для откачки из скважин и шахт воды — питьевой, соленой, геотермальной и т. д. Глубина откачки до 2000 м, производительность от 10 куб.м/час до 2000 куб.м/час. Агрегат турбонасосный имеет ряд преимуществ относительно погружных насосов с приводом от водозаполненного асинхронного электродвигателя:

- отсутствует погружной электродвигатель, наиболее сложный и ненадежный узел насоса;

- отсутствует токоподающий кабель большой длины, который вместе с насосом опускается в скважину;

- допускаются многократные повторные пуски и отключения насоса;

- сокращаются габариты и масса насоса за счет возможности повышения частоты вращения;

- привод насоса регулируемый, что позволяет настраивать производительность согласно меняющемуся дебиту скважины;

- взрывобезопасность насоса, что позволяет его использовать на шахтах и нефтепромыслах без ограничений;

- удобство монтажа и обслуживания при эксплуатации.

Агрегат турбонасосный состоит из наземного и подземного (скважинного или стволового) оборудования. Наземное оборудование включает серийный центробежный насос с приводом от электродвигателя и трубопровод, подающий поток жидкости к гидротурбине погружного насоса, установленного в обсадной трубе скважины.

Подземное оборудование представляет турбонасосный агрегат, включающий насосную и гидротурбинную части, пакер, разделяющий зону всасывания от нагнетания, колонну насосно-компрессорных труб и устьевое оборудование.