Repüléstechnika és védelem

Az űr- és védelmi szektorok kivételesen szigorú követelményeket támasztanak a berendezések teljesítményével, megbízhatóságával és tartósságával szemben, ideértve az olyan kritikus alkatrészeket, mint repülőgép elektronikai rendszerek, radar-kommunikáció, navigáció és irányítás, teljesítményátalakítás, műholdas hasznos terhek  és katonai számítógépek. Ezek a rendszerek gyakran extrém körülmények között működnek, mint például nagy magasságban, vákuumkörnyezetben, szélsőséges hőmérséklet-ingadozások mellett, erős rezgések hatására, illetve elektromágneses zavarok közepette. A magas teljesítménysűrűség és a koncentrált hőterhelés jellemzi őket, így a hőkezelési tervezés közvetlen hatással van a berendezések stabilitására és a küldetés sikerességére. Az hatékony, megbízható és könnyű hőkezelési megoldások elengedhetetlen részét képezik az űr- és védelmi felszerelések tervezésének.

A repülőgép- és űrtechnikai berendezések hőkezelése számos kihívással néz szembe. A rendkívül alacsony légköri nyomás nagy magasságban vagy a világűrben gyakorlatilag megszünteti a természetes konvekciót, ami jelentősen csökkenti a hagyományos, levegőn alapuló hűtés hatékonyságát. Ennek következtében kiváló hővezetésre és sugárzáson alapuló hűtési megoldásokra van szükség. A repülőgépek és műholdak tömegük miatt extrém érzékenyek, ezért könnyűsúlyú hűtőbordákat kell alkalmazni. Olyan anyagokat választanak, mint például nagy hővezetőképességű alumíniumötvözetek vagy réz-alumínium kompozitok, hogy minimalizálják a tömeget, miközben fenntartják a megfelelő hőtechnikai teljesítményt. A védelmi elektronikai rendszerek kivételes megbízhatóságot igényelnek. A hűtőtesteknek ellen kell állniuk extrém hőmérsékleti ciklusoknak, ütésnek, rezgésnek és elektromágneses környezetnek, hogy hosszú távon hibamentesen működhessenek.

A repülési és védelmi alkalmazások gyakori hőkezelési megoldásai közé tartoznak a hőcsövek, hőelosztók, folyadékhűtéses lemezek és a sugárzó hőelvezető rendszerek. A hőcsövek és hőelosztók gyorsan elosztják a helyileg keletkező magas hőt nagyobb területeken, javítva ezzel a sugárzásos hatékonyságot. Műholdak és űrsondák esetén a hőcsillapítók gyakran a hőt külső hőelvezető felületekre irányítják, hogy a hőenergiát infravörös sugárzás útján kijuttassák az űrbe. Magas teljesítményű hőforrásoknál, mint például légi radarkészülékek, teljesítményerősítők és repülőgépes tápegységek, gyakran folyadékkal hűtött lemezeket alkalmaznak szivattyúval működő keringtető rendszerrel együttesen, hogy hatékony hőelvezetést és hőmérséklet-ingadozások ellenőrzését érjék el. Egyes fegyverrendszerek továbbá fázisváltós anyagokat vagy aktív hőmérséklet-szabályozó technológiákat használnak annak érdekében, hogy biztosítsák a kritikus alkatrészek gyors lehűtését rövid ideig tartó, nagy teljesítményű működés után.

Szerkezetileg az űripari hűtőbordákat általában extrudálással, hidegalakítással, CNC precíziós megmunkálással és forrasztással gyártják, hogy biztosítsák a magas szilárdságot, hővezetőképességet és mérettartósságot. A felületkezelés elsősorban anódos oxidálást, feketítést vagy nagy kibocsátóképességű bevonatokat foglal magában, amelyek növelik a hősugárzás hatékonyságát, és ellenállóvá teszik őket a korróziót okozó külső környezettel szemben.