Seiring dengan perkembangan kapasitas angkut roket kriogenik, kebutuhan akan 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. Dalam pipa pengangkut fluida suhu rendah, selang vakum suhu rendah, karena penyegelan, ketahanan tekanan, dan kinerja tekukannya yang baik, 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, serta menjadi elemen pengangkut fluida yang penting dalam sistem pengisian suhu rendah. Untuk beradaptasi dengan perubahan posisi yang disebabkan oleh gerakan penyambungan dan pelepasan konektor pengisian propelan di ruang sempit menara pelindung, pipa yang dirancang harus memiliki kemampuan adaptasi yang fleksibel baik dalam arah melintang maupun memanjang.

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

Desain struktur keseluruhan selang vakum kriogenik

Sesuai dengan persyaratan penggunaan dan lingkungan semprotan garam, material logam 06Cr19Ni10 dipilih sebagai material utama pipa. Rakitan pipa terdiri dari dua lapisan badan pipa, badan bagian dalam dan badan jaringan bagian luar, yang dihubungkan oleh siku 90° di tengah. Aluminium foil dan kain non-alkali dililitkan secara bergantian pada permukaan luar badan bagian dalam untuk membentuk lapisan isolasi. Sejumlah cincin penyangga selang PTFE dipasang di luar lapisan isolasi untuk mencegah kontak langsung antara pipa bagian dalam dan luar serta meningkatkan kinerja isolasi. Kedua ujung sambungan dirancang sesuai dengan persyaratan sambungan, dengan struktur sambungan adiabatik berdiameter besar yang sesuai. Kotak adsorpsi yang diisi dengan saringan molekuler 5A ditempatkan di dalam lapisan yang terbentuk di antara dua lapisan pipa untuk memastikan bahwa pipa memiliki tingkat vakum dan masa pakai vakum yang baik pada suhu kriogenik. Sumbat penyegel digunakan untuk antarmuka proses vakum lapisan tersebut.

Bahan lapisan isolasi

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

Dalam skema desain, foil aluminium dipilih sebagai lapisan isolasi sekaligus sebagai layar pemantul, dan kain serat kaca non-alkali sebagai lapisan pemisah.

Adsorben dan kotak adsorpsi

Adsorben adalah zat dengan struktur mikropori, luas permukaan adsorpsi per satuan massanya besar, dan dengan gaya molekuler menarik molekul gas ke permukaan adsorben. Adsorben dalam lapisan pipa kriogenik memainkan peran penting dalam memperoleh dan mempertahankan derajat vakum lapisan tersebut 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 untuk N2, O2, Ar2, H2, dan gas umum lainnya. Karbon aktif mudah melepaskan air saat vakum dalam lapisan, tetapi mudah terbakar dalam O2. Karbon aktif tidak dipilih sebagai adsorben untuk pipa media oksigen cair.

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