Kriyojenik roketlerin taşıma kapasitesinin gelişmesiyle birlikte, itici yakıt dolum akış hızı gereksinimi de artmaktadır. Kriyojenik akışkan taşıma boru hattı, havacılık alanında kriyojenik itici yakıt dolum sistemlerinde kullanılan vazgeçilmez bir ekipmandır. Düşük sıcaklıklı akışkan taşıma boru hattında, düşük sıcaklıklı vakum hortumu, iyi sızdırmazlık, basınç direnci ve bükülme performansı sayesinde, sıcaklık değişiminden kaynaklanan termal genleşme veya soğuk büzülmeden kaynaklanan yer değiştirme değişimini telafi edebilir ve emebilir, boru hattının montaj sapmasını telafi edebilir, titreşim ve gürültüyü azaltabilir ve düşük sıcaklıklı dolum sistemlerinde önemli bir akışkan taşıma elemanı haline gelebilir. Koruyucu kulenin dar alanında itici yakıt doldurma konnektörünün kenetlenme ve ayrılma hareketinin neden olduğu konum değişikliklerine uyum sağlayabilmek için, tasarlanan boru hattı hem enine hem de boyuna yönlerde esnek bir uyum kabiliyetine sahip olmalıdır.

Yeni kriyojenik vakum hortumu, tasarım çapını artırıyor, kriyojenik sıvı transfer kapasitesini iyileştiriyor ve hem yanal hem de uzunlamasına yönlerde esnek bir uyarlanabilirliğe sahip.

Kriyojenik vakum hortumunun genel yapı tasarımı

Kullanım gereksinimleri ve tuz püskürtme ortamına göre, boru hattının ana malzemesi olarak 06Cr19Ni10 metal malzeme seçilmiştir. Boru tertibatı, ortada 90° dirsek ile bağlanan iç gövde ve dış ağ gövdesi olmak üzere iki katman boru gövdesinden oluşur. Yalıtım katmanını oluşturmak için iç gövdenin dış yüzeyine alüminyum folyo ve alkali olmayan bez dönüşümlü olarak sarılır. İç ve dış borular arasında doğrudan teması önlemek ve yalıtım performansını artırmak için yalıtım katmanının dışına bir dizi PTFE hortum destek halkası yerleştirilmiştir. Bağlantı gereksinimlerine göre bağlantının iki ucu, büyük çaplı adiabatik bağlantının eşleşen yapısının tasarımına sahiptir. 5A moleküler elek ile doldurulmuş bir adsorpsiyon kutusu, boru hattının kriyojenikte iyi bir vakum derecesine ve vakum ömrüne sahip olmasını sağlamak için iki katman boru arasında oluşturulan sandviçe yerleştirilmiştir. Sızdırmazlık tapası, sandviç vakumlama işlemi arayüzü için kullanılır.

Yalıtım katman malzemesi

Yalıtım katmanı, adiabatik duvara dönüşümlü olarak sarılan çok sayıda yansıtıcı ekran ve ara katman katmanından oluşur. Yansıtıcı ekranın temel işlevi, dış radyasyon ısı transferini izole etmektir. Ara katman, yansıtıcı ekranla doğrudan teması önleyerek alev geciktirici ve ısı yalıtımı görevi görebilir. Yansıtıcı ekran malzemeleri arasında alüminyum folyo, alüminize polyester film vb. bulunurken, ara katman malzemeleri arasında alkali olmayan cam elyaf kağıt, alkali olmayan cam elyaf kumaş, naylon kumaş, adiabatik kağıt vb. bulunur.

Tasarım şemasında yansıtıcı ekran olarak yalıtım katmanı olarak alüminyum folyo, ara katman olarak ise alkali olmayan cam elyaf kumaş seçilmiştir.

Adsorban ve adsorpsiyon kutusu

Adsorban, mikro gözenekli yapıya sahip bir maddedir. Birim kütle adsorpsiyon yüzey alanı büyüktür ve moleküler kuvveti sayesinde gaz moleküllerini adsorban yüzeyine çeker. Kriyojenik borunun sandviç kısmındaki adsorban, kriyojenikte sandviçin vakum derecesinin elde edilmesinde ve korunmasında önemli bir rol oynar. Yaygın olarak kullanılan adsorbanlar 5A moleküler elek ve aktif karbondur. Vakum ve kriyojenik koşullar altında, 5A moleküler elek ve aktif karbon, N2, O2, Ar2, H2 ve diğer yaygın gazları benzer şekilde adsorplama kapasitesine sahiptir. Aktif karbon, sandviçte vakumlandığında suyu kolayca emer, ancak O2'de kolayca yanar. Aktif karbon, sıvı oksijen ortamlı boru hattı için adsorban olarak seçilmemiştir.

Tasarım şemasında sandviç adsorban olarak 5A moleküler elek seçilmiştir.