Luft- og rumfart samt forsvar

Luftfarts- og forsvarssektorerne stiller ekstraordinært høje krav til udstyrelsens ydeevne, pålidelighed og holdbarhed, hvilket omfatter kritiske komponenter såsom flyets elektroniske systemer, radar- og kommunikationssystemer, navigation og kontrol, effektkonvertering, satellitpaylod  og militære computere. Disse systemer fungerer ofte under krævende forhold såsom høje højder, vakuummiljøer, ekstreme temperaturvariationer, intense vibrationer og elektromagnetisk interferens. Med høj effekttæthed og koncentrerede varmebelastninger har termisk styring en direkte indflydelse på udstyrets stabilitet og missionens succes. Effektive, pålidelige og letvægtsløsninger til termisk styring udgør derfor en afgørende del af designet af luftfarts- og forsvarsudstyr.

Thermisk styring af udstyr til luft- og rumfart står over for flere udfordringer. Den ekstremt lave atmosfæretryk i store højder eller i det ydre rum eliminerer næsten naturlig konvektion, hvilket markant nedsætter effektiviteten af traditionel luftbaseret køling. Derfor er der behov for yderst effektive løsninger baseret på termisk ledningsevne og strålingsafkøling. Fly og satellitter er meget følsomme over for vægt, hvorfor kølelegemer skal designes så let som muligt. Materialer såsom aluminiumslegeringer med høj varmeledningsevne eller kobber-aluminiumskompositter vælges for at minimere vægten uden at kompromittere den termiske ydeevne. Forsvarselektronik stiller krav til ekstraordinær pålidelighed. Kølelegemer skal kunne tåle ekstreme termiske cyklusser samt stød, vibrationer og elektromagnetiske miljøer for at sikre langvarig fejlfri drift.

Almindelige løsninger til termisk styring inden for luftfart og forsvar inkluderer varmerør, varmespredere, væskekøleplader og strålingsbaserede afkølingssystemer. Varmepiper og varmespredere fordeler lokaliseret høj varme hurtigt over større arealer, hvilket øger strålingseffektiviteten. For satellitter og rumsonder leder kølelegemer ofte varmen til eksterne afkølingsflader, hvor den termiske energi udstråles til rummet via infrarød stråling. Ved kilder med høj effekt, såsom flyveradarer, effektforstærkere og luftfarts strømforsyninger, anvendes ofte væskekøleplader integreret med pumpe-cirkulationssystemer for at opnå effektiv varmeafledning og kontrollere temperatursvingninger. Nogle våbensystemer bruger yderligere faseomdannelsesmaterialer eller aktive temperaturstyringsteknologier for at sikre hurtig afkøling af kritiske komponenter efter kortvarig drift med høj effekt.

Konstruktivt set fremstilles luft- og rumfarts kølelegemer typisk gennem ekstrudering, koldformning, CNC-præcisionsbearbejdning og svejsning for at sikre høj styrke, varmeledningsevne og dimensionsmæssig konsekvens. Overfladebehandlinger indebærer hovedsageligt anodisering, sortning eller høje missivitetsbelægninger for at øge effektiviteten af strålingsafkøling og modstå korrosive ydre miljøer.