بخشهای هوافضا و دفاعی الزامات بسیار سختی را در مورد عملکرد، قابلیت اطمینان و دوام تجهیزات اعمال میکنند و شامل اجزای حیاتی مانند سیستمهای الکترونیکی هواپیما، رادار و ارتباطات، ناوبری و کنترل، تأمین انرژی...
بخشهای هوافضا و دفاعی الزامات بسیار سختگیرانهای را در مورد عملکرد، قابلیت اطمینان و دوام تجهیزات اعمال میکنند که شامل اجزای حیاتی از قبیل سیستمهای الکترونیکی هواپیما، ارتباطات راداری، ناوبری و کنترل، تبدیل انرژی، محمولههای ماهوارهای و رایانههای نظامی میشوند. این سیستمها اغلب در شرایط سختی مانند ارتفاعات زیاد، محیط خلاء، تغییرات شدید دما، ارتعاشات شدید و تداخل الکترومغناطیسی کار میکنند. با توجه به تراکم بالای توان و بارهای حرارتی متمرکز، طراحی مدیریت حرارتی مستقیماً بر پایداری تجهیزات و موفقیت مأموریت تأثیر میگذارد. راهحلهای مدیریت حرارتی کارآمد، قابل اعتماد و سبکوزن، جزء ضروری طراحی تجهیزات هوافضا و دفاعی محسوب میشوند.
مدیریت حرارتی تجهیزات هوافضا با چالشهای متعددی مواجه است. فشار بسیار پایین جو در ارتفاعات زیاد یا در فضای بیرونی، تقریباً انتقال حرارت طبیعی از طریق همرفت را حذف کرده و بهطور قابل توجهی اثربخشی سیستمهای خنککننده مبتنی بر هوا را کاهش میدهد. در نتیجه، استفاده از راهکارهای بسیار کارآمد در انتقال حرارت از طریق هدایت و خنککنندگی تابشی ضروری است. هواپیماها و ماهوارهها به شدت حساس به وزن هستند و بنابراین طراحی هیت سینکها باید سبکوزن باشد. موادی مانند آلیاژهای آلومینیوم با هدایت حرارتی بالا یا ترکیبات مس-آلومینیوم انتخاب میشوند تا وزن به حداقل برسد در حالی که عملکرد حرارتی حفظ شود. الکترونیک دفاعی به قابلیت اطمینان بسیار بالایی نیاز دارد. هیت سینکها باید بتوانند در برابر چرخههای حرارتی شدید، ضربه، لرزش و محیطهای الکترومغناطیسی مقاومت کنند تا عملکرد بلندمدت و بدون خطا تضمین شود.
راهحلهای متداول مدیریت حرارتی برای کاربردهای هوافضا و دفاعی شامل لولههای حرارتی، پخشکنندههای حرارتی، صفحات خنککننده مایع و سیستمهای تلفات تابشی میشود. لولهها و پخشکنندههای حرارتی به سرعت گرمای موضعی شدید را در سطوح بزرگتری توزیع میکنند و بازده تابشی را افزایش میدهند. در ماهوارهها و فضاپیماهای کاوشگر، معمولاً گرماخورها گرما را به سطوح تلفات خارجی هدایت میکنند و انرژی گرمایی را از طریق تابش مادون قرمز به فضا منتشر میکنند. برای منابع حرارتی با توان بالا مانند رادارهای هواپیمایی، تقویتکنندههای توان و منابع تغذیه هوانوردی، اغلب از صفحات خنکشونده با مایع که با سیستمهای چرخهای پمپ یکپارچه شدهاند، برای دستیابی به تلفات حرارتی کارآمد و کنترل نوسانات دمایی استفاده میشود. برخی سیستمهای سلاح علاوه بر این از مواد تغییر فاز یا فناوریهای کنترل فعال دما استفاده میکنند تا خنکسازی سریع قطعات حیاتی پس از عملکرد کوتاهمدت با توان بالا را تضمین کنند.
از نظر ساختاری، مبدلهای حرارتی هوافضا معمولاً از طریق فرآیندهای اکستروژن، آهنگیری سرد، ماشینکاری دقیق CNC و جوشکاری با فلز پر کن به منظور تضمین استحکام بالا، هدایت حرارتی و ثبات ابعادی تولید میشوند. درمانهای سطحی عمدتاً شامل آندایزه کردن، سیاهکردن یا پوششهای با گسیلدهی بالا برای افزایش کارایی پراکندگی گرمای تابشی و مقاومت در برابر محیطهای خارجی خورنده است.
EN
