Với sự phát triển khả năng chuyên chở của tên lửa đông lạnh, yêu cầu về lưu lượng nạp nhiên liệu cũng ngày càng tăng. Đường ống dẫn chất lỏng đông lạnh là thiết bị không thể thiếu trong lĩnh vực hàng không vũ trụ, được sử dụng trong hệ thống nạp nhiên liệu đông lạnh. Trong đường ống dẫn chất lỏng nhiệt độ thấp, ống chân không nhiệt độ thấp, nhờ khả năng làm kín, chịu áp suất và uốn cong tốt, có thể bù đắp và hấp thụ sự thay đổi dịch chuyển do giãn nở nhiệt hoặc co lại do thay đổi nhiệt độ, bù đắp độ lệch lắp đặt của đường ống và giảm rung động, tiếng ồn, trở thành một yếu tố dẫn chất lỏng thiết yếu trong hệ thống nạp nhiệt độ thấp. Để thích ứng với sự thay đổi vị trí do chuyển động kết nối và tách rời của đầu nối nạp nhiên liệu trong không gian nhỏ hẹp của tháp bảo vệ, đường ống được thiết kế cần có khả năng thích ứng linh hoạt theo cả hướng ngang và dọc.

Ống chân không đông lạnh mới có đường kính thiết kế lớn hơn, cải thiện khả năng truyền chất lỏng đông lạnh và có khả năng thích ứng linh hoạt theo cả hướng ngang và dọc.

Thiết kế cấu trúc tổng thể của ống chân không đông lạnh

Theo yêu cầu sử dụng và môi trường phun muối, vật liệu kim loại 06Cr19Ni10 được chọn làm vật liệu chính của đường ống. Cụm ống gồm hai lớp thân ống, thân trong và thân ngoài, được nối với nhau bằng một khuỷu 90° ở giữa. Lá nhôm và vải không kiềm được quấn xen kẽ trên bề mặt ngoài của thân trong để tạo thành lớp cách nhiệt. Một số vòng đỡ ống PTFE được đặt bên ngoài lớp cách nhiệt để ngăn tiếp xúc trực tiếp giữa ống trong và ống ngoài, đồng thời cải thiện hiệu suất cách nhiệt. Hai đầu khớp nối được thiết kế theo yêu cầu kết nối, với cấu trúc khớp nối đoạn nhiệt đường kính lớn. Một hộp hấp phụ chứa sàng phân tử 5A được bố trí trong lớp kẹp giữa hai lớp ống để đảm bảo đường ống có độ chân không tốt và tuổi thọ chân không cao ở nhiệt độ cực thấp. Nút bịt kín được sử dụng cho giao diện quá trình hút chân không dạng kẹp.

Vật liệu lớp cách điện

Lớp cách nhiệt được cấu tạo từ nhiều lớp màn phản xạ và lớp đệm được quấn xen kẽ trên thành cách nhiệt. Chức năng chính của màn phản xạ là cách ly sự truyền nhiệt bức xạ từ bên ngoài. Lớp đệm có thể ngăn tiếp xúc trực tiếp với màn phản xạ và đóng vai trò chống cháy và cách nhiệt. Vật liệu màn phản xạ bao gồm lá nhôm, màng polyester mạ nhôm, v.v., và vật liệu lớp đệm bao gồm giấy sợi thủy tinh không kiềm, vải sợi thủy tinh không kiềm, vải nylon, giấy cách nhiệt, v.v.

Trong phương án thiết kế, lá nhôm được chọn làm lớp cách nhiệt đóng vai trò màn chắn phản xạ, và vải sợi thủy tinh không kiềm được chọn làm lớp đệm.

Hộp hấp phụ và vật liệu hấp phụ

Chất hấp phụ là chất có cấu trúc vi xốp, diện tích bề mặt hấp phụ trên đơn vị khối lượng lớn, hút các phân tử khí vào bề mặt chất hấp phụ bằng lực phân tử. Chất hấp phụ trong cấu trúc dạng sandwich của ống dẫn khí lạnh đóng vai trò quan trọng trong việc đạt được và duy trì độ chân không của cấu trúc sandwich ở nhiệt độ cực thấp. Các chất hấp phụ thường được sử dụng là sàng phân tử 5A và than hoạt tính. Trong điều kiện chân không và nhiệt độ cực thấp, sàng phân tử 5A và than hoạt tính có khả năng hấp phụ tương tự nhau đối với N2, O2, Ar2, H2 và các khí thông thường khác. Than hoạt tính dễ bị mất nước khi hút chân không trong cấu trúc sandwich, nhưng dễ bị cháy trong O2. Do đó, than hoạt tính không được chọn làm chất hấp phụ cho đường ống dẫn môi chất oxy lỏng.

Trong sơ đồ thiết kế, sàng phân tử 5A được chọn làm chất hấp phụ dạng sandwich.