Kryogeenisten rakettien kantokyvyn kehittyessä myös ponneaineen täyttövirtausvaatimukset kasvavat. Kryogeenisen nesteen kuljetusputkisto on välttämätön laite ilmailu- ja avaruusalalla, ja sitä käytetään kryogeenisen ponneaineen täyttöjärjestelmissä. Matalan lämpötilan nesteen kuljetusputkistossa matalan lämpötilan tyhjiöletku voi hyvän tiiviyden, paineenkestävyyden ja taivutusominaisuuksiensa ansiosta kompensoida ja vaimentaa lämpötilan muutoksen aiheuttamaa lämpölaajenemista tai kylmäsupistumista, kompensoida putkiston asennuspoikkeaman ja vähentää tärinää ja melua, ja siitä tulee olennainen nesteen kuljetuselementti matalan lämpötilan täyttöjärjestelmässä. Jotta putkisto mukautuisi ponneaineen täyttöliittimen telakointi- ja irtoamisliikkeen aiheuttamiin asennon muutoksiin suojatornin pienessä tilassa, sen tulisi olla joustava sekä poikittais- että pituussuunnassa.

Uusi kryogeeninen tyhjiöletku on suurennettu halkaisijaltaan, parantaa kryogeenisen nesteen siirtokapasiteettia ja mukautuu joustavasti sekä sivuttais- että pituussuunnassa.

Kryogeenisen tyhjiöletkun yleinen rakennesuunnittelu

Käyttövaatimusten ja suolasuihkuympäristön mukaan putkilinjan päämateriaaliksi on valittu metallimateriaali 06Cr19Ni10. Putkikokoonpano koostuu kahdesta putkirunkokerroksesta, sisäisestä rungosta ja ulkoisesta verkkorungosta, jotka on yhdistetty keskellä olevalla 90° mutkalla. Alumiinifolio ja ei-emäksinen kangas on vuorotellen kierretty sisärungon ulkopinnalle eristyskerroksen muodostamiseksi. Eristyskerroksen ulkopuolelle on asetettu useita PTFE-letkun tukirenkaita estämään sisä- ja ulkoputkien suora kosketus ja parantamaan eristysominaisuuksia. Liitoksen kaksi päätä on suunniteltu liitäntävaatimusten mukaisesti suuren halkaisijan omaavan adiabaattisen liitoksen vastaavaksi rakenteeksi. Kahden putkikerroksen väliin on sijoitettu 5A molekyyliseulalla täytetty adsorptiolaatikko, joka on täytetty 5A molekyyliseulalla, jotta putkilinjalla on hyvä tyhjiöaste ja tyhjiön käyttöikä kryogeenisessä tilassa. Tiivistystulppaa käytetään voileipärakenteen tyhjiöintiprosessirajapintana.

Eristyskerroksen materiaali

Eristyskerros koostuu useista heijastuslevy- ja välikerroskerroksista, jotka on vuorotellen kierretty adiabaattiselle seinälle. Heijastinlevyn päätehtävänä on eristää ulkoisen säteilyn lämmönsiirto. Välikerros voi estää suoran kosketuksen heijastinlevyn kanssa ja toimia palonestoaineena ja lämmöneristeenä. Heijastinlevyn materiaaleja ovat alumiinifolio, alumiinisoitu polyesterikalvo jne., ja välikerroksen materiaaleja ovat esimerkiksi alkaliton lasikuitupaperi, alkaliton lasikuitukangas, nailonkangas ja adiabaattinen paperi.

Suunnittelukaaviossa alumiinifolio on valittu eristekerrokseksi heijastavaksi suojaksi ja ei-alkalinen lasikuitukangas välikerrokseksi.

Adsorbentti- ja adsorptiolaatikko

Adsorbentti on mikrohuokoinen aine, jonka yksikkömassa-adsorptiopinta-ala on suuri, ja molekyylivoima vetää kaasumolekyylejä puoleensa adsorbentin pintaan. Kryogeenisen putken kerrosrakenteen adsorbentilla on tärkeä rooli kerrosrakenteen tyhjiöasteen saavuttamisessa ja ylläpitämisessä kryogeenisessä tilassa. Yleisesti käytettyjä adsorbentteja ovat 5A molekyyliseula ja aktiivihiili. Tyhjiössä ja kryogeenisissä olosuhteissa 5A molekyyliseulalla ja aktiivihiilellä on samanlainen adsorptiokyky kuin N2:lla, O2:lla, Ar2:lla, H2:lla ja muilla yleisillä kaasuilla. Aktiivihiili desorboi vettä helposti kerrosrakenteesta tyhjiössä, mutta se polttaa helposti O2:ssa. Aktiivihiiltä ei valita nestemäisen hapen putkiston adsorbentiksi.

Suunnittelukaaviossa voileipäadsorbentiksi valittiin 5A-molekyyliseula.