С развитием грузоподъемности криогенной ракеты также увеличивается потребность в скорости потока заправки топлива. Трубопровод транспортировки криогенной жидкости является незаменимым оборудованием в аэрокосмической отрасли, которое используется в системе заправки криогенным топливом. В трубопроводе транспортировки низкотемпературной жидкости низкотемпературный вакуумный шланг благодаря своей хорошей герметизации, сопротивлению давлению и изгибающим характеристикам может компенсировать и поглощать изменение смещения, вызванное тепловым расширением или холодным сжатием, вызванным изменением температуры, компенсировать отклонение установки трубопровода и уменьшить вибрацию и шум, и стать важным элементом транспортировки жидкости в системе заправки низкотемпературной. Для того чтобы адаптироваться к изменениям положения, вызванным стыковочным и сбросным движением соединителя заправки топлива в небольшом пространстве защитной башни, спроектированный трубопровод должен иметь некоторую гибкую адаптивность как в поперечном, так и в продольном направлениях.

Новый криогенный вакуумный шланг имеет увеличенный диаметр конструкции, улучшает пропускную способность криогенной жидкости и обладает гибкой адаптируемостью как в поперечном, так и в продольном направлениях.

Общая конструкция криогенного вакуумного шланга

В соответствии с требованиями к использованию и средой солевого тумана в качестве основного материала трубопровода выбран металлический материал 06Cr19Ni10. Сборка трубы состоит из двух слоев трубных тел, внутреннего тела и внешнего сетевого тела, соединенных коленом 90° посередине. Алюминиевая фольга и нещелочная ткань попеременно наматываются на внешнюю поверхность внутреннего тела для создания изоляционного слоя. Несколько опорных колец для шланга из ПТФЭ установлены снаружи изоляционного слоя, чтобы предотвратить прямой контакт между внутренними и внешними трубами и улучшить изоляционные характеристики. Два конца соединения в соответствии с требованиями к соединению, конструкция соответствующей структуры адиабатического соединения большого диаметра. Адсорбционная коробка, заполненная молекулярным ситом 5А, расположена в сэндвиче, образованном между двумя слоями труб, чтобы гарантировать, что трубопровод имеет хорошую степень вакуума и срок службы вакуума при криогенных условиях. Уплотнительная заглушка используется для интерфейса процесса вакуумирования сэндвича.

Материал изоляционного слоя

Изоляционный слой состоит из нескольких слоев отражающего экрана и промежуточного слоя, поочередно намотанных на адиабатическую стенку. Основная функция отражающего экрана заключается в изоляции внешнего лучистого теплообмена. Прокладка может предотвратить прямой контакт с отражающим экраном и действовать как огнестойкий и теплоизоляционный материал. Материалы отражающего экрана включают алюминиевую фольгу, алюминизированную полиэфирную пленку и т. д., а материалы промежуточного слоя включают нещелочную стекловолокнистую бумагу, нещелочную стекловолокнистую ткань, нейлоновую ткань, адиабатическую бумагу и т. д.

В расчетной схеме в качестве изоляционного слоя в качестве отражающего экрана выбрана алюминиевая фольга, а в качестве разделительного слоя – бесщелочная стеклоткань.

Адсорбент и адсорбционная коробка

Адсорбент представляет собой вещество с микропористой структурой, его удельная масса адсорбционной поверхности велика, молекулярная сила притягивает молекулы газа к поверхности адсорбента. Адсорбент в сэндвиче криогенной трубы играет важную роль в получении и поддержании степени вакуума сэндвича при криогенных условиях. Обычно используемые адсорбенты - это молекулярное сито 5А и активированный уголь. В вакуумных и криогенных условиях молекулярное сито 5А и активированный уголь имеют одинаковую адсорбционную способность по отношению к N2, O2, Ar2, H2 и другим распространенным газам. Активированный уголь легко десорбирует воду при вакуумировании в сэндвиче, но легко сгорает в O2. Активированный уголь не выбран в качестве адсорбента для трубопровода с жидким кислородом.

5В качестве сэндвич-адсорбента в расчетной схеме было выбрано молекулярное сито.