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

Selang vakum kriogenik baru meningkatkan diameter desain, meningkatkan kapasitas transfer cairan kriogenik, dan memiliki kemampuan beradaptasi yang fleksibel dalam arah lateral dan 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 oleh siku 90° di tengah. Aluminium foil dan kain non-alkali secara bergantian dililitkan pada permukaan luar badan internal untuk membangun lapisan insulasi. Sejumlah cincin pendukung selang PTFE dipasang di luar lapisan insulasi untuk mencegah kontak langsung antara pipa internal dan eksternal dan meningkatkan kinerja insulasi. Kedua ujung sambungan sesuai dengan persyaratan sambungan, desain struktur yang cocok dari 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 derajat vakum yang baik dan masa vakum pada kriogenik. Sumbat penyegel digunakan untuk antarmuka proses penyedotan sandwich.

Bahan lapisan isolasi

Lapisan insulasi terdiri dari beberapa lapisan layar refleksi dan lapisan spacer 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 refleksi dan bertindak sebagai penghambat api serta insulasi panas. Material layar reflektif meliputi aluminium foil, film poliester aluminisasi, dll., sedangkan material lapisan spacer 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 pemisah.

Adsorben dan kotak adsorpsi

Adsorben adalah zat berstruktur mikropori, dengan luas permukaan adsorpsi massa satuannya yang besar, yang menarik molekul gas ke permukaan adsorben melalui gaya molekuler. Adsorben dalam sandwich pipa kriogenik berperan penting dalam mencapai dan mempertahankan derajat vakum sandwich pada kondisi 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-gas umum lainnya. Karbon aktif mudah menyerap air saat vakum dalam sandwich, tetapi 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.