مع تطور قدرة حمل الصواريخ المبردة، يزداد الطلب على معدل تدفق الوقود الدافع. يُعد خط أنابيب نقل السوائل المبردة من المعدات الأساسية في مجال الطيران والفضاء، ويُستخدم في نظام تعبئة الوقود الدافع المبرد. في هذا الخط، يتميز خرطوم التفريغ المبرد بقدرته على تعويض وامتصاص تغيرات الإزاحة الناتجة عن التمدد الحراري أو الانكماش الناتج عن تغيرات درجة الحرارة، وذلك بفضل خصائصه الممتازة في منع التسرب ومقاومة الضغط والانحناء. كما يُعوض هذا الخرطوم انحرافات التركيب ويُقلل الاهتزازات والضوضاء، ليصبح بذلك عنصرًا أساسيًا في نظام التعبئة المبرد. وللتكيف مع تغيرات الموضع الناتجة عن حركة توصيل وفصل موصل تعبئة الوقود في المساحة الضيقة للبرج الواقي، يجب أن يتمتع خط الأنابيب المصمم بمرونة كافية في الاتجاهين العرضي والطولي.

يزيد خرطوم التفريغ المبرد الجديد من قطر التصميم، ويحسن من قدرة نقل السوائل المبردة، ويتمتع بقدرة تكيف مرنة في كل من الاتجاهات الجانبية والطولية.

التصميم الهيكلي العام لخرطوم التفريغ المبرد

وفقًا لمتطلبات الاستخدام وبيئة رذاذ الملح، تم اختيار معدن 06Cr19Ni10 كمادة أساسية للأنبوب. يتكون تجميع الأنبوب من طبقتين من الأنابيب، جسم داخلي وجسم شبكي خارجي، متصلين بمرفق بزاوية 90 درجة في المنتصف. تم لف رقائق الألومنيوم وقماش غير قلوي بالتناوب على السطح الخارجي للجسم الداخلي لتكوين طبقة العزل. تم وضع عدد من حلقات دعم خرطوم PTFE خارج طبقة العزل لمنع التلامس المباشر بين الأنابيب الداخلية والخارجية وتحسين أداء العزل. تم تصميم طرفي الوصلة وفقًا لمتطلبات التوصيل، مع هيكل متوافق لوصلة عازلة ذات قطر كبير. تم وضع صندوق امتصاص مملوء بمنخل جزيئي 5A في الطبقة المركبة المتكونة بين طبقتي الأنابيب لضمان درجة فراغ جيدة وعمر فراغ طويل في درجات الحرارة المنخفضة جدًا. تم استخدام سدادة مانعة للتسرب لواجهة عملية الفراغ للطبقة المركبة.

مادة الطبقة العازلة

تتكون طبقة العزل من عدة طبقات من الشاشة العاكسة وطبقة فاصلة ملفوفة بالتناوب على الجدار العازل للحرارة. تتمثل الوظيفة الرئيسية للشاشة العاكسة في عزل انتقال الحرارة بالإشعاع الخارجي. أما الطبقة الفاصلة فتمنع التلامس المباشر مع الشاشة العاكسة، وتعمل كعازل للهب وعازل للحرارة. تشمل مواد الشاشة العاكسة رقائق الألومنيوم، وأغشية البوليستر المطلية بالألومنيوم، وغيرها. بينما تشمل مواد الطبقة الفاصلة ورق الألياف الزجاجية غير القلوي، وقماش الألياف الزجاجية غير القلوي، ونسيج النايلون، والورق العازل للحرارة، وغيرها.

في مخطط التصميم، تم اختيار رقائق الألومنيوم كطبقة عازلة كشاشة عاكسة، وقماش الألياف الزجاجية غير القلوي كطبقة فاصلة.

مادة ماصة وصندوق امتصاص

المادة الماصة هي مادة ذات بنية مسامية دقيقة، تتميز بمساحة سطح امتصاص كبيرة لوحدة كتلتها، حيث تجذب جزيئات الغاز إلى سطحها بفعل القوى الجزيئية. تلعب المادة الماصة في طبقات الأنابيب المبردة دورًا هامًا في الحصول على درجة الفراغ والحفاظ عليها في ظروف التبريد الشديد. من المواد الماصة الشائعة الاستخدام المنخل الجزيئي 5A والكربون النشط. في ظل ظروف الفراغ والتبريد الشديد، يتمتع كل من المنخل الجزيئي 5A والكربون النشط بقدرة امتصاص متقاربة للغازات الشائعة مثل النيتروجين والأكسجين والأرجون والهيدروجين وغيرها. يسهل على الكربون النشط إزالة الماء عند تطبيق الفراغ في الطبقات، ولكنه سريع الاحتراق في وجود الأكسجين. لذلك، لا يُنصح باستخدام الكربون النشط كمادة ماصة في أنابيب نقل الأكسجين السائل.

تم اختيار المنخل الجزيئي 5A كمادة ماصة شطيرية في مخطط التصميم.