Con el desarrollo de la capacidad de carga de los cohetes criogénicos, también está aumentando el requisito del caudal de llenado del propulsor. La tubería de transporte de fluido criogénico es un equipo indispensable en el campo aeroespacial, que se utiliza en el sistema de llenado de propulsor criogénico. En la tubería de transporte de fluidos a baja temperatura, la manguera de vacío a baja temperatura, debido a su buen sellado, resistencia a la presión y rendimiento de flexión, puede compensar y absorber el cambio de desplazamiento causado por la expansión térmica o la contracción en frío causada por el cambio de temperatura, compensar la instalación desviación de la tubería y reduce la vibración y el ruido, y se convierte en un elemento esencial de transporte de fluidos en el sistema de llenado a baja temperatura. Para adaptarse a los cambios de posición causados ​​por el movimiento de acoplamiento y desprendimiento del conector de llenado de propulsor en el pequeño espacio de la torre protectora, la tubería diseñada debe tener cierta adaptabilidad flexible tanto en dirección transversal como longitudinal.

La nueva manguera de vacío criogénica aumenta el diámetro de diseño, mejora la capacidad de transferencia de fluido criogénico y tiene una adaptabilidad flexible tanto en dirección lateral como longitudinal.

Diseño de estructura general de manguera de vacío criogénica.

De acuerdo con los requisitos de uso y el entorno de niebla salina, se selecciona el material metálico 06Cr19Ni10 como material principal de la tubería. El conjunto de tuberías consta de dos capas de cuerpos de tubería, el cuerpo interno y el cuerpo de red externo, conectados por un codo de 90° en el medio. Se enrollan alternativamente papel de aluminio y tela no alcalina sobre la superficie externa del cuerpo interno para construir la capa aislante. Varios anillos de soporte de manguera de PTFE se colocan fuera de la capa de aislamiento para evitar el contacto directo entre las tuberías internas y externas y mejorar el rendimiento del aislamiento. Los dos extremos de la junta según los requisitos de conexión, el diseño de la estructura correspondiente de la junta adiabática de gran diámetro. Una caja de adsorción llena con un tamiz molecular 5A está dispuesta en el sándwich formado entre las dos capas de tubos para garantizar que la tubería tenga un buen grado de vacío y una buena vida útil en condiciones criogénicas. El tapón de cierre se utiliza para la interfaz del proceso de aspiración tipo sándwich.

Material de la capa aislante

La capa aislante se compone de múltiples capas de pantalla reflectante y una capa espaciadora enrolladas alternativamente en la pared adiabática. La función principal de la pantalla reflectora es aislar la transferencia de calor por radiación externa. El espaciador puede evitar el contacto directo con la pantalla reflectante y actuar como retardante de llama y aislamiento térmico. Los materiales de la pantalla reflectante incluyen papel de aluminio, película de poliéster aluminizada, etc., y los materiales de la capa espaciadora incluyen papel de fibra de vidrio no alcalino, tela de fibra de vidrio no alcalina, tela de nailon, papel adiabático, etc.

En el esquema de diseño, se selecciona papel de aluminio como capa aislante como pantalla reflectante y tela de fibra de vidrio no alcalina como capa espaciadora.

Caja de adsorbente y adsorción.

El adsorbente es una sustancia con estructura microporosa, su superficie de adsorción de masa unitaria es grande, por la fuerza molecular para atraer moléculas de gas a la superficie del adsorbente. El adsorbente en el sándwich de tubería criogénica juega un papel importante en la obtención y mantenimiento del grado de vacío del sándwich en estado criogénico. Los adsorbentes comúnmente utilizados son el tamiz molecular 5A y el carbón activo. En condiciones criogénicas y de vacío, el tamiz molecular 5A y el carbón activo tienen una capacidad de adsorción similar de N2, O2, Ar2, H2 y otros gases comunes. El carbón activado es fácil de absorber agua cuando se aspira en forma de sándwich, pero es fácil de quemar en O2. El carbón activado no se selecciona como adsorbente para tuberías de oxígeno líquido.

Se seleccionó un tamiz molecular 5A como adsorbente tipo sándwich en el esquema de diseño.