Dengan berkembangnya daya dukung roket kriogenik, kebutuhan laju aliran pengisian propelan juga semakin meningkat. Pipa pengangkut cairan kriogenik merupakan peralatan yang sangat diperlukan di bidang kedirgantaraan, yang digunakan dalam sistem pengisian propelan kriogenik. Dalam pipa pengangkut cairan bersuhu rendah, selang vakum bersuhu rendah, karena penyegelannya yang baik, tahan tekanan, dan kinerja lentur, dapat mengkompensasi dan menyerap perubahan perpindahan yang disebabkan oleh ekspansi termal atau kontraksi dingin yang disebabkan oleh perubahan suhu, mengkompensasi pemasangan penyimpangan pipa dan mengurangi getaran dan kebisingan, dan menjadi elemen pengangkut cairan penting dalam sistem pengisian suhu rendah. Untuk beradaptasi dengan perubahan posisi yang disebabkan oleh gerakan docking dan pelepasan konektor pengisian propelan di ruang kecil menara pelindung, pipa yang dirancang harus memiliki kemampuan beradaptasi yang fleksibel baik dalam arah melintang maupun memanjang.

Selang vakum kriogenik baru meningkatkan diameter desain, meningkatkan kapasitas transfer cairan kriogenik, dan memiliki kemampuan beradaptasi yang fleksibel baik dalam arah lateral maupun longitudinal.

Desain struktur keseluruhan selang vakum kriogenik

Sesuai dengan persyaratan penggunaan dan lingkungan semprotan garam, bahan logam 06Cr19Ni10 dipilih sebagai bahan utama pipa. Rakitan pipa terdiri dari dua lapisan badan pipa, badan internal dan badan jaringan eksternal, dihubungkan dengan siku 90° di tengah. Aluminium foil dan kain non-alkali dililitkan secara bergantian pada permukaan luar badan bagian dalam untuk membuat lapisan insulasi. Sejumlah cincin penyangga selang PTFE dipasang di luar lapisan insulasi untuk mencegah kontak langsung antara pipa internal dan eksternal serta meningkatkan kinerja insulasi. Kedua ujung sambungan sesuai dengan persyaratan sambungan, desain struktur pencocokan sambungan adiabatik berdiameter besar. Kotak adsorpsi yang diisi dengan saringan molekuler 5A disusun dalam sandwich yang dibentuk di antara dua lapisan tabung untuk memastikan bahwa pipa memiliki tingkat vakum yang baik dan umur vakum pada kriogenik. Steker penyegel digunakan untuk antarmuka proses penyedot debu sandwich.

Bahan lapisan isolasi

Lapisan isolasi terdiri dari beberapa lapisan layar refleksi dan lapisan pengatur jarak yang dililitkan secara bergantian pada dinding adiabatik. Fungsi utama layar reflektor adalah untuk mengisolasi perpindahan panas radiasi eksternal. Spacer dapat mencegah kontak langsung dengan layar pemantul dan bertindak sebagai penghambat api dan insulasi panas. Bahan layar reflektif meliputi aluminium foil, film poliester aluminisasi, dll., dan bahan lapisan pengatur jarak meliputi kertas serat kaca non-alkali, kain serat kaca non-alkali, kain nilon, kertas adiabatik, dll.

Dalam skema desain, aluminium foil dipilih sebagai lapisan insulasi sebagai layar pemantul, dan kain serat kaca non-alkali sebagai lapisan pengatur jarak.

Kotak adsorben dan adsorpsi

Adsorben adalah zat dengan struktur mikropori, luas permukaan adsorpsi massa satuannya besar, dengan gaya molekuler menarik molekul gas ke permukaan adsorben. Adsorben pada sandwich pipa kriogenik berperan penting dalam memperoleh dan mempertahankan derajat vakum sandwich pada kriogenik. Adsorben yang umum digunakan adalah saringan molekuler 5A dan karbon aktif. Dalam kondisi vakum dan kriogenik, saringan molekuler 5A dan karbon aktif memiliki kapasitas adsorpsi yang serupa terhadap N2, O2, Ar2, H2 dan gas umum lainnya. Karbon aktif mudah menyerap air saat disedot dalam sandwich, namun mudah terbakar dalam O2. Karbon aktif tidak dipilih sebagai adsorben untuk pipa medium oksigen cair.

Saringan molekuler 5A dipilih sebagai adsorben sandwich dalam skema desain.