Geometrie, vláknité materiály a povlakové materiály kompozitních vysokotlakých nádob přímo ovlivňují výkon produktu; hodnocení by proto mělo být založeno na komplexních kritériích.
Sférický. Pro celokovové vysokotlaké nádoby je optimální kulová struktura. Z hlediska pevnosti je kulový obal izotropní, což je vlastnost, která se dobře shoduje s inherentní izotropií kovových materiálů. Ve srovnání s jinými tvary má kulovitá nádoba pro daný objem menší povrch, výsledkem je lehčí nádoba.
Navíc nosnost koule je dvojnásobná než u válce; v důsledku toho většina celokovových vysokotlakých nádob využívá kulový design pro dosažení nejlepší celkové metriky výkonu.
U kompozitních vysokotlakých nádob je však primárním faktorem izotropní uspořádání. Navíjení vlákna kulovitých nádob je omezeno na "velké kruhy" - to znamená, že vlákno musí být navinuto po obvodu maximálního průměru, aby se zabránilo prokluzování. Úhel mezi vlákny a meridiány se v různých zeměpisných šířkách liší: je nejmenší na rovníku a dosahuje 90 stupňů na polárním otvoru, kde je vlákno tečné k okraji otvoru. Protože se meridionální a obvodová složka navíjecí síly v různých drahách navíjení liší, nemůže nádoba navzdory svému kulovitému tvaru (který implikuje rovnoměrné zatížení ve všech směrech) účinně plnit požadavky na rovnoměrný tlak v důsledku anizotropie navinutých vláken. Zatímco použití více kruhových vinutí se zvětšenými polárními otvory může zlepšit stav napětí, dosažení konstrukce se stejnou pevností zůstává obtížné.
Splnění požadavků na stejnou pevnost vyžaduje izotropní uspořádání, přesto jsou procesy navíjení a zařízení potřebné k dosažení tohoto cíle složité. Za současných podmínek je praktičtější válcový tvar s klenutými konci. V technologii izotropního balení pro sférické vysokotlaké nádoby byly učiněny významné průlomy a byl proveden specializovaný výzkum vzorů vinutí a zařízení pro tyto struktury. Z hlediska dlouhodobého vývoje však kulovitá kompozitní nádoba nemusí být tvarem volby pro budoucí aplikace.
Válcový. Válcové kompozitní vysokotlaké nádoby se skládají z válcového těla a dvou koncových uzávěrů (hlav). Hlavy typicky využívají konstrukce, jako je izotenzoidní geodetické vinutí, izotenzoidní vinutí nebo elipsoidní tvary. Tento typ vysokotlaké nádoby se vyznačuje racionálním konstrukčním designem a nabízí pohodlí při výrobě, manipulaci a instalaci.
Pevnostní analýza geometrie ukazuje, že obvodové napětí ve zjednodušeném tělese nádoby je dvojnásobkem axiálního napětí. V případě celokovové nádoby je axiální pevnostní rezerva značná, pokud konstrukce splňuje požadavky na obvodové napětí. Naopak, kompozitní vysokotlaké nádoby mohou dosáhnout stejné pevnosti v celém průřezu válce s vyvážením obvodové a axiální pevnosti prostřednictvím specifických vzorů vinutí. Axiální napětí nese axiální složka podélně vinutých vláken, zatímco obvodové napětí obruče vinutá vlákna a obvodová složka podélných (axiálních) vláken. Množství vláken v obou směrech se vypočítává na základě biaxiální rovnováhy napětí, což umožňuje optimální využití vlákna a vysokou strukturální účinnost. V důsledku toho je jednoduchý válcový tvar v současnosti nejrozšířenější konfigurací pro kompozitní vysokotlaké nádoby, a to jak v tuzemsku, tak i v zahraničí.
Kvazisférické kompozitní vysokotlaké nádoby - v podstatě zkrácené válcové nádoby s poměrem stran přibližně 1 - slouží jako cenově výhodné alternativy k celokovovým nebo kompozitním kulovým nádobám. Jsou vhodné pro instalace původně navržené pro kulové nádoby, přičemž efektivně využívají jednosměrné pevnostní charakteristiky vláknitých materiálů. Vložka má integrálně tvarované (sudovité) elipsoidní konce a je na vnější straně plně vyztužena vysoce pevnými uhlíkovými vlákny navinutými jak ve šroubovici, tak ve tvaru obruče. Díky vnějšímu tvaru je nádoba vhodná pro instalaci v široké škále aplikací.
Kontinuální vlákna běžně používaná v kompozitních vysokotlakých nádobách s vinutými vlákny zahrnují E-sklo, S-sklo, Kevlar 49 a uhlíková vlákna. Kvůli jejich nižším výkonnostním charakteristikám se skelná vlákna v současnosti používají především v pozemních zařízeních, zatímco Kevlar 49 se používá ve většině kosmických lodí. Moderní kosmické lodě využívají převážně vysoce výkonná uhlíková vlákna. Výběr vlákna vyžaduje komplexní vyhodnocení faktorů, jako je pevnost, modul pružnosti a lineární hustota.