Krüogeensete rakettide kandevõime arenguga suureneb ka raketikütuse täitmise voolukiiruse nõue. Krüogeense vedeliku transporditorustik on lennunduses ja kosmosetööstuses hädavajalik seade, mida kasutatakse krüogeense raketikütuse täitmise süsteemis. Madala temperatuuriga vedeliku transporditorustikus suudab madala temperatuuriga vaakumvoolik oma hea tihenduse, rõhukindluse ja paindeomaduste tõttu kompenseerida ja absorbeerida temperatuurimuutusest tingitud soojuspaisumise või külmakokkutõmbumise põhjustatud nihke muutust, kompenseerida torustiku paigaldushälvet, vähendada vibratsiooni ja müra ning saada madala temperatuuriga täitmissüsteemi oluliseks vedeliku transpordielemendiks. Selleks, et kohaneda raketikütuse täitmise ühenduse dokkimis- ja eemaldumisliikumisest tingitud asendimuutustega kaitsetorni väikeses ruumis, peaks projekteeritud torustikul olema teatav paindlikkus nii põiki- kui ka pikisuunas.

Uus krüogeenne vaakumvoolik suurendab konstruktsiooni läbimõõtu, parandab krüogeense vedeliku ülekandevõimet ning on paindliku kohandumisvõimega nii külg- kui ka pikisuunas.

Krüogeense vaakumvooliku üldine konstruktsiooniprojekt

Kasutusnõuete ja soolapihustuskeskkonna kohaselt valitakse torujuhtme põhimaterjaliks metallmaterjal 06Cr19Ni10. Torukomplekt koosneb kahest torukeha kihist, sisemisest korpusest ja välisest võrgukehast, mis on keskelt ühendatud 90° küünarnuki abil. Isolatsioonikihi moodustamiseks on sisemise korpuse välispinnale vaheldumisi keritud alumiiniumfoolium ja mitteleeliseline riie. Isolatsioonikihi välisküljele on paigutatud mitu PTFE-vooliku tugirõngast, et vältida sise- ja välistorude otsest kokkupuudet ning parandada isolatsiooniomadusi. Ühendusnõuete kohaselt on ühenduskoha kaks otsa kujundatud suure läbimõõduga adiabaatilise ühenduse sobiva struktuuriga. Kahe torukihi vahele on moodustatud võileiva sisse paigutatud 5A molekulaarsõelaga täidetud adsorptsioonikast, et tagada torujuhtme hea vaakumtase ja vaakumi eluiga krüogeenses keskkonnas. Tihenduskorki kasutatakse võileiva vaakumprotsessi liidesena.

Isolatsioonikihi materjal

Isolatsioonikiht koosneb mitmest peegeldusekraani ja vahekihi kihist, mis on vaheldumisi mähitud adiabaatilisele seinale. Peegeldusekraani peamine ülesanne on isoleerida välist kiirgussoojusülekannet. Vahekiht võib takistada otsest kokkupuudet peegeldava ekraaniga ning toimida leegiaeglustava ja soojusisolatsioonina. Peegeldusekraani materjalide hulka kuuluvad alumiiniumfoolium, alumiiniumiseeritud polüesterkile jne, ja vahekihi materjalide hulka kuuluvad mitteleeliseline klaaskiudpaber, mitteleeliseline klaaskiudriie, nailonkangas, adiabaatiline paber jne.

Projekteerimisskeemis on peegeldava ekraanina isolatsioonikihiks valitud alumiiniumfoolium ja vahekihiks mitteleeliseline klaaskiust riie.

Adsorbent ja adsorptsioonikast

Adsorbent on mikropoorse struktuuriga aine, mille massiühiku adsorptsioonipind on suur, mis molekulaarjõu tõttu tõmbab gaasimolekule adsorbendi pinnale. Krüogeense toru võileiva kihi adsorbendil on oluline roll võileiva vaakumi saavutamisel ja säilitamisel krüogeenses keskkonnas. Tavaliselt kasutatavad adsorbendid on 5A molekulaarsõel ja aktiivsüsi. Vaakumis ja krüogeensetes tingimustes on 5A molekulaarsõelal ja aktiivsöel sarnane N2, O2, Ar2, H2 ja teiste tavaliste gaaside adsorptsioonivõime. Aktiivsüsi imab võileiva kihi vaakumis kergesti vett, kuid O2-s on seda lihtne põletada. Aktiivsütt ei valita vedela hapnikukeskkonnaga torujuhtme adsorbendiks.

Projekteerimisskeemil valiti võileiva-adsorbendiks 5A molekulaarsõel.