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

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

Thiết kế cấu trúc tổng thể của ống chân không 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 bao gồm hai lớp thân ống, thân trong và thân mạng ngoài, được kết nối bằng cút 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 các ống bên trong và bên ngoài và cải thiện hiệu suất cách nhiệt. Hai đầu của mối nối theo yêu cầu kết nối, thiết kế cấu trúc phù hợp của mối nối đoạn nhiệt đường kính lớn. Một hộp hấp phụ chứa đầy sàng phân tử 5A được bố trí trong bánh sandwich được tạo thành giữa hai lớp ống để đảm bảo đường ống có độ chân không tốt và tuổi thọ chân không ở nhiệt độ cực thấp. Nút bịt kín được sử dụng cho giao diện quy trình hút chân không bánh sandwich.

Vật liệu lớp cách điện

Lớp cách nhiệt được cấu tạo bởi nhiều lớp lưới phản xạ và lớp đệm xen kẽ quấn trên tường cách nhiệt. Chức năng chính của lưới phản xạ là cách ly sự truyền nhiệt bức xạ bên ngoài. Lớp đệm có thể ngăn tiếp xúc trực tiếp với lưới phản xạ, đồng thời hoạt động như chất chống cháy và cách nhiệt. Vật liệu lưới phản xạ bao gồm lá nhôm, màng polyester tráng 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 làm màn phản quang và vải sợi thủy tinh không kiềm làm lớp đệm.

Chất hấp phụ và hộp hấp phụ

Chất hấp phụ là một chất có cấu trúc vi xốp, diện tích bề mặt hấp phụ đơn vị khối lượng lớn, dùng lực phân tử để thu hút các phân tử khí lên bề mặt chất hấp phụ. Chất hấp phụ trong lớp kẹp của đường ống đông lạnh đóng vai trò quan trọng trong việc đạt được và duy trì độ chân không của lớp kẹp ở nhiệt độ đông lạnh. Các chất hấp phụ thường được sử dụng là rây phân tử 5A và than hoạt tính. Trong điều kiện chân không và đông lạnh, rây phân tử 5A và than hoạt tính có khả năng hấp phụ tương đương với N2, O2, Ar2, H2 và các loại khí thông thường khác. Than hoạt tính dễ tách nước khi hút chân không trong lớp kẹp, nhưng dễ cháy trong O2. Than hoạt tính không được chọn làm chất hấp phụ cho đường ống dẫn môi chất oxy lỏng.

Rây phân tử 5A được chọn làm chất hấp phụ dạng sandwich trong sơ đồ thiết kế.