У першому розділі проведено критичний ретроспективний аналіз величин ККД насосів як загального машинобудування, так і авіаційно-космічного призначення. У результаті проведеного аналізу встановлено, що роботи з підвищення ККД актуальні для всіх лопатевих насосів. Однак лопатеві насоси загального машинобудування вдосконалюються шляхами, які не є прийнятними для ракетної техніки. Так, вони не лімітовані масою, їх частота обертання значно менша, ніж у насосів ракетної техніки. Але у сучасній літературі мало інформації з підвищення ККД насосів ТНА РРД РН верхніх ступенів, які відрізняються суттєво більшою частотою обертання ротора. Відсутній комплексний підхід з визначення впливу конструктивних параметрів насоса ТНА РРД на його ККД. Це зумовлює актуальність проведеного дослідження та його практичне значення в науковому світі; відсутній математичний алгоритм, за допомогою якого можна підвищити ККД насосів ТНА РРД РН верхніх ступенів; необхідно провести комплексне експериментально-теоретичне дослідження, у результаті якого будуть розроблені методичні засоби, які дозволять за короткий час і з високою точністю підвищувати ККД насосів ТНА РРД РН верхніх ступенів.
Другий розділ присвячено порівняльному аналізу напірних і характеристик ККД насосів окислювача ТНА прототипа із сучасними вимогами.
Встановлено, що за умови зміни зазору між буртами відцентрового колеса і плаваючими кільцями, розрахункові і експериментальні дані щодо величини ККД відрізняються між собою на 1,5%. Також за експериментальними результатами отримані рівняння, за допомогою яких можна визначити величину коефіцієнта напору і ККД насоса при зміні зазору між плаваючими кільцями і буртами відцентрового колеса насосів ТНА РРД. Застосування шнека змінного кроку замість шнека постійного кроку збільшує ККД на ~ 1,3 %. Визначено що ККД насоса знижується в середньому на 3 %, коефіцієнт напору знижується з 0,595 до 0,5756 (на 3,3 %). Зниження ККД і коефіцієнту напору насоса відбувається через збільшення величини гідравлічних втрат між відцентровим колесом і спіральним збірником. Зменшення товщини лопаток відцентрового колеса на виході зі всмоктувальної сторони до 50 % від номінальної підвищує ККД насоса на 1,8 % і коефіцієнт напору на 3,3 %. Встановлено, Для насосів окислювача двигунів №5 і №2 наявність перепускних отворів у провідному диску підвищує ККД насоса на 3,3 % внаслідок кращої організації течії рідини по проточній частині насоса. Визначені граничні умови режиму течії через перепускні отвори, при яких зростає ККД: величина співвідношення між витратою через перепускні отвори і витратою через насос повинна знаходитись у діапазоні від 0,012 до 0,019; співвідношення між швидкістю течії у перепускних отворах і коловою швидкістю на діаметрі розташування перепускних отворів повинно знаходитися у діапазоні від 0,0775 до 0,097. При зменшенні коефіцієнту входу у відцентрове колесо з 6,85 до 6,31 ККД і приведений напір насоса зростає на 3 % і 1,7 % відповідно. Через використання більшого числа лопаток відцентрового колеса, коефіцієнт напору зростає на 2,8 %, а ККД – на 1,5 %.
У третьому розділі проведений глибокий всебічний аналіз кавітаційних характеристик насосів окислювача ТНА двигунів №1 і №2. Величина кавітаційного коефіцієнта швидкохідності знизилася в діапазоні від 385 до 842 одиниць. Розглянуто вплив кожного конструктивного параметра на величину кавітаційного коефіцієнта швидкохідності. Встановлено, що зменшення зазорів між плаваючими кільцями і буртами відцентрового колеса підвищують антикавітаційні якості шнековідцентрового насоса. Отримані рівняння, за допомогою яких можна визначити величину кавітаційного коефіцієнта швидкохідності насоса при зміні зазору між плаваючими кільцями і буртами відцентрового колеса для шести типорозмірів насосів РРД. Зменшення коефіцієнта діаметра входу у відцентрове колесо з 6,85 до 6,31 (зменшення діаметра входу у відцентрове колесо) зменшує величину кавітаційного коефіцієнта швидкохідності від 73,8 до 495 одиниць. При зміні відносної товщини вхідних кромок лопаток відцентрового колеса і шнека від 0,014142 до 0,0173 кавітаційний коефіцієнт швидкохідності насоса не змінюється. Конструктивні параметри плаваючого кільця, розташованого на передньому бурту відцентрового колеса також впливає на антикавітаційні якості насоса ТНА РРД. Використання конструкції плаваючого кільця, збільшує величину кавітаційного коефіцієнта швидкохідності насоса в діапазоні від 444 до 645 одиниць у порівнянні з іншими варіантами.
У четвертому розділі розроблено експериментально-розрахункову методику з підвищення ККД насоса, яка має наступні можливості: швидко і з високою точністю визначити підвищення ККД насоса при зміні його конструктивних параметрів, які запропоновано у цій методиці; визначити, яким чином усі зміни конструктивних параметрів насоса ТНА РРД впливають на його антикавітаційні властивості; визначити необхідність розробки нового насоса, якщо зміни всіх конструктивних параметрів, які внесені у насос-прототип, не дали результату.
