Aerospaziale e Difesa

I settori aerospaziale e della difesa impongono requisiti eccezionalmente rigorosi sulle prestazioni, l'affidabilità e la durata degli equipaggiamenti, comprendendo componenti critici come sistemi elettronici aeronautici, comunicazioni radar, navigazione e controllo, conversione dell'energia, carichi utili satellitari  e computer militari. Questi sistemi operano frequentemente in condizioni gravose, come alte quote, ambienti sotto vuoto, variazioni estreme di temperatura, vibrazioni intense e interferenze elettromagnetiche. Caratterizzati da elevata densità di potenza e carichi termici concentrati, la progettazione della gestione termica influisce direttamente sulla stabilità dell'equipaggiamento e sul successo della missione. Soluzioni efficienti, affidabili e leggere per la gestione termica costituiscono un componente fondamentale nella progettazione degli equipaggiamenti aerospaziali e per la difesa.

La gestione termica nei dispositivi aerospaziali affronta numerose sfide. T la pressione atmosferica estremamente bassa ad alte altitudini o nello spazio esterno elimina praticamente la convezione naturale, riducendo in modo significativo l'efficacia dei sistemi di raffreddamento tradizionali basati sull'aria. Di conseguenza, sono indispensabili soluzioni altamente efficienti basate sulla conduzione termica e sul raffreddamento radiativo. A aeromobili e satelliti sono estremamente sensibili al peso, richiedendo progetti di dissipatori leggeri. Materiali come leghe di alluminio ad alta conducibilità termica o compositi rame-alluminio sono selezionati per minimizzare il peso mantenendo le prestazioni termiche. P l'elettronica militare richiede un'affidabilità eccezionale. I dissipatori devono resistere a cicli termici estremi, urti, vibrazioni e ambienti elettromagnetici per garantire un funzionamento a lungo termine e privo di guasti.

Le soluzioni comuni di gestione termica per applicazioni aerospaziali e della difesa includono tubi di calore, dissipatori termici, piastre di raffreddamento a liquido e sistemi di dissipazione radiativa. I tubi di calore e i dissipatori termici distribuiscono rapidamente il calore localizzato elevato su aree più ampie, migliorando l'efficienza radiativa. Per satelliti e sonde spaziali, i dissipatori spesso indirizzano il calore verso superfici esterne di dissipazione, rilasciando l'energia termica nello spazio mediante radiazione infrarossa. Per fonti di calore ad alta potenza come radar aerei, amplificatori di potenza e alimentatori per avionica, vengono frequentemente impiegate piastre refrigerate a liquido integrate con sistemi di circolazione a pompa per ottenere un'efficiente dissipazione del calore e controllare le fluttuazioni di temperatura. Alcuni sistemi d'arma utilizzano inoltre materiali a cambiamento di fase o tecnologie di controllo attivo della temperatura per garantire un rapido raffreddamento dei componenti critici dopo operazioni di breve durata ma ad alta potenza.

Strutturalmente, i dissipatori di calore aerospaziali sono generalmente realizzati mediante processi di estrusione, forgiatura a freddo, lavorazione meccanica di precisione CNC e brasatura, al fine di garantire elevata resistenza, conducibilità termica e consistenza dimensionale. I trattamenti superficiali prevedono principalmente l'anodizzazione, la nero z ssatura o rivestimenti ad alta emissività per migliorare l'efficienza di dissipazione del calore per irraggiamento e resistere a ambienti esterni corrosivi.