航空临界低温应用中的密封解决方案

2019年09月03日

众所周知,太空设备制造商和设计工程师常常要花无数个小时测试火箭运载系统中的关键部件,比如在临界低温应用中,密封件的泄漏率仍是最容易引发危险的因素之一,所以控制泄漏率是非常具有挑战性的工作,如果泄漏率过高,可能会导致灾难性的故障。这就是为什么火箭上的密封的解决方案特别是那些用于储罐和进料管线的密封方案,必须符合非常严格的规范。

 

除了泄漏率之外,为了追求解决方案的全面性,也必须考虑在临界低温环境下对于其他性能压力因素的影响。硬件的重量和密封件安装难易度是这两个需要额外考虑的因素,它们都取决于安装过程中密封件所需的压缩力。变形后的弹簧的回弹性和在动态下的运行情况等其他因素,也是提高密封件密封寿命的关键标准。

 

如果密封件需要的压缩力较高,则需要更大、更高强度的螺栓将密封件固定到位。这些螺栓的变化看起来不明显,但是当你考虑航空中低温密封件应用的场合,比如火箭上,你会发现这会使螺栓的数量会变得相当多。你不但需要考虑密封件需要的螺栓数量、还有每个储罐的所需的密封件数量、每级火箭的储罐数量,甚至火箭的级数,因此额外增加的螺栓重量会变得非常明显。如果你把需要高压缩力的金属密封件切换为圣戈班 OmniSeal® RACO®弹簧蓄能密封圈后,你会发现,仅螺栓一个零件就能为每枚火箭省去 88 公斤的重量。考虑到火箭发射或着陆时每公斤的额外成本,这可能会在降低硬件重量和最终成本节约方面“与众不同”。

 

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OmniSeal® RACO®解决方案在承受由火箭系统承受的典型力导致的变形量增大后,还能提供更高的回弹率。这使得密封件更加可靠,特别是在重复使用之后,这种可靠性正是未来空间探索的方向。