Η γεωμετρία, τα ινώδη υλικά και τα υλικά επικάλυψης των σύνθετων δοχείων υψηλής πίεσης επηρεάζουν άμεσα την απόδοση του προϊόντος. Συνεπώς, η αξιολόγηση θα πρέπει να βασίζεται σε ολοκληρωμένα κριτήρια.
Σφαιρικός. Για όλα τα μεταλλικά δοχεία υψηλής πίεσης, η σφαιρική δομή είναι βέλτιστη. Από άποψη αντοχής, ένα σφαιρικό κέλυφος είναι ισότροπο, μια ιδιότητα που ευθυγραμμίζεται καλά με την εγγενή ισοτροπία των μεταλλικών υλικών. Σε σύγκριση με άλλα σχήματα, ένα σφαιρικό δοχείο έχει μικρότερη επιφάνεια για έναν δεδομένο όγκο, με αποτέλεσμα ένα ελαφρύτερο δοχείο.
Επιπλέον, η φέρουσα ικανότητα μιας σφαίρας είναι διπλάσια από αυτή ενός κυλίνδρου. Συνεπώς, τα περισσότερα μεταλλικά δοχεία υψηλής πίεσης χρησιμοποιούν σφαιρικό σχεδιασμό για την επίτευξη των καλύτερων συνολικών μετρήσεων απόδοσης.
Ωστόσο, για σύνθετα δοχεία υψηλής πίεσης, η ισότροπη διάταξη είναι πρωταρχικό μέλημα. Η περιέλιξη του νήματος των σφαιρικών αγγείων περιορίζεται σε "μεγάλους κύκλους" - που σημαίνει ότι το νήμα πρέπει να τυλίγεται κατά μήκος της περιφέρειας της μέγιστης διαμέτρου για να αποφευχθεί η ολίσθηση. Η γωνία μεταξύ των ινών και των μεσημβρινών ποικίλλει σε διαφορετικά γεωγραφικά πλάτη: είναι μικρότερη στον ισημερινό και φτάνει τις 90 μοίρες στο πολικό άνοιγμα, όπου η ίνα εφάπτεται στην άκρη του ανοίγματος. Επειδή οι μεσημβρινές και περιφερειακές συνιστώσες της δύναμης περιέλιξης διαφέρουν μεταξύ των μονοπατιών περιέλιξης, το σκάφος -παρά το σφαιρικό του σχήμα (που συνεπάγεται ομοιόμορφη φόρτιση προς όλες τις κατευθύνσεις) - δεν μπορεί να καλύψει αποτελεσματικά τις απαιτήσεις ομοιόμορφης πίεσης λόγω της ανισοτροπίας των ινών τυλιγμένων. Ενώ η χρήση πολλαπλών κυκλικών περιελίξεων με διευρυμένα πολικά ανοίγματα μπορεί να βελτιώσει την κατάσταση τάσης, η επίτευξη σχεδίασης ίσης αντοχής παραμένει δύσκολη.
Η ικανοποίηση των απαιτήσεων ίσης αντοχής απαιτεί ισοτροπική διάταξη, ωστόσο οι διαδικασίες περιέλιξης και ο εξοπλισμός που απαιτούνται για να επιτευχθεί αυτό είναι πολύπλοκοι. Υπό τις παρούσες συνθήκες, ένα κυλινδρικό σχήμα με θολωτά άκρα είναι πιο πρακτικό. Σημαντικές ανακαλύψεις έχουν γίνει στην τεχνολογία ισοτροπικής περιτύλιξης για σφαιρικά δοχεία υψηλής πίεσης και έχει διεξαχθεί εξειδικευμένη έρευνα για τα σχέδια περιέλιξης και τον εξοπλισμό για αυτές τις κατασκευές. Από μια μακροπρόθεσμη προοπτική ανάπτυξης, ωστόσο, το σφαιρικό σύνθετο δοχείο μπορεί να μην είναι το σχήμα της επιλογής για μελλοντικές εφαρμογές.
Κυλινδρικός. Τα κυλινδρικά σύνθετα δοχεία υψηλής πίεσης αποτελούνται από ένα κυλινδρικό σώμα και δύο ακραία πώματα (κεφαλές). Οι κεφαλές τυπικά χρησιμοποιούν σχέδια όπως ισοτενοσοειδή γεωδαιτική περιέλιξη, ισοτενοσοειδή περιέλιξη ή ελλειψοειδή σχήματα. Αυτός ο τύπος δοχείου υψηλής πίεσης διαθέτει ορθολογικό δομικό σχεδιασμό και προσφέρει ευκολία στην κατασκευή, το χειρισμό και την εγκατάσταση.
Η ανάλυση τάσεων της γεωμετρίας αποκαλύπτει ότι η περιφερειακή τάση σε ένα απλοποιημένο σώμα αγγείου είναι διπλάσια από την αξονική τάση. Στην περίπτωση ενός εξολοκλήρου μεταλλικού δοχείου, το περιθώριο αξονικής αντοχής είναι σημαντικό όταν ο σχεδιασμός ικανοποιεί τις απαιτήσεις περιφερειακής τάσης. Αντίθετα, τα σύνθετα δοχεία υψηλής πίεσης μπορούν να επιτύχουν σχεδιασμό ίσης αντοχής σε όλη την περιφερειακή και αξονική αντοχή εξισορρόπησης διατομής του κυλίνδρου μέσω συγκεκριμένων σχεδίων περιέλιξης. Η αξονική τάση βαρύνει την αξονική συνιστώσα των διαμήκους τυλιγμένων ινών, ενώ η περιφερειακή τάση βαρύνει τις ίνες στερέωσης και την περιφερειακή συνιστώσα των διαμήκων (αξονικών) ινών. Οι ποσότητες ινών και προς τις δύο κατευθύνσεις υπολογίζονται με βάση τη διαξονική ισορροπία τάσης, επιτρέποντας τη βέλτιστη χρήση των ινών και την υψηλή δομική απόδοση. Κατά συνέπεια, το απλό κυλινδρικό σχήμα είναι αυτή τη στιγμή η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη διαμόρφωση για σύνθετα δοχεία υψηλής πίεσης, τόσο στο εσωτερικό όσο και διεθνώς.
Οιονεί σφαιρικά σύνθετα δοχεία υψηλής πίεσης - ουσιαστικά βραχυμένα κυλινδρικά δοχεία με αναλογία διαστάσεων περίπου 1 - χρησιμεύουν ως οικονομικά αποδοτικές εναλλακτικές λύσεις έναντι των σφαιρικών δοχείων εξ ολοκλήρου μετάλλου ή σύνθετου υλικού. Είναι κατάλληλα για εγκαταστάσεις που σχεδιάστηκαν αρχικά για σφαιρικά δοχεία, ενώ αξιοποιούν αποτελεσματικά τα χαρακτηριστικά αντοχής μονής κατεύθυνσης των ινών υλικών. Η επένδυση διαθέτει ενσωματωμένα (σε σχήμα βαρελιού) ελλειψοειδή άκρα και είναι πλήρως ενισχυμένη εξωτερικά με ανθρακονήματα υψηλής αντοχής τυλιγμένα σε ελικοειδείς και κρίκους μοτίβα. Το εξωτερικό σχήμα του σκάφους το καθιστά κατάλληλο για εγκατάσταση σε ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών.
Οι συνεχείς ίνες που χρησιμοποιούνται συνήθως σε σύνθετα δοχεία υψηλής πίεσης με νήμα περιλαμβάνουν E-glass, S-glass, Kevlar 49 και ίνες άνθρακα. Λόγω των χαμηλών χαρακτηριστικών απόδοσης τους, οι ίνες γυαλιού χρησιμοποιούνται επί του παρόντος κυρίως σε εξοπλισμό εδάφους, ενώ το Kevlar 49 χρησιμοποιείται στην πλειονότητα των διαστημικών σκαφών. Τα σύγχρονα διαστημόπλοια χρησιμοποιούν κυρίως ίνες άνθρακα υψηλής απόδοσης. Η επιλογή ινών απαιτεί μια ολοκληρωμένη αξιολόγηση παραγόντων όπως η αντοχή, το μέτρο ελαστικότητας και η γραμμική πυκνότητα.