Aerospace and Defence

Sektory lotniczy i obronny stawiają wyjątkowo rygorystyczne wymagania dotyczące wydajności, niezawodności i trwałości sprzętu, obejmując krytyczne komponenty takie jak systemy elektroniczne samolotów, komunikacja radarowa, nawigacja i sterowanie, konwersja mocy, obciążenia satelitarne  i komputery wojskowe. Te systemy często działają w trudnych warunkach, takich jak duże wysokości, środowiska próżniowe, skrajne wahania temperatur, intensywne wibracje oraz zakłócenia elektromagnetyczne. Charakteryzujące się dużą gęstością mocy i skoncentrowanymi obciążeniami termicznymi, rozwiązania zarządzania ciepłem bezpośrednio wpływają na stabilność sprzętu i sukces misji. Skuteczne, niezawodne i lekkie rozwiązania zarządzania temperaturą są niezbędnym elementem projektowania sprzętu lotniczego i obronnego.

Zarządzanie ciepłem w sprzęcie lotniczym i kosmicznym staje przed wieloma wyzwaniami. Skrajnie niskie ciśnienie atmosferyczne na dużych wysokościach lub w przestrzeni kosmicznej niemal całkowicie eliminuje naturalną konwekcję, znacząco obniżając skuteczność tradycyjnego chłodzenia powietrznego. W związku z tym niezbędne są wysoce efektywne rozwiązania oparte na przewodzeniu ciepła oraz chłodzeniu radiacyjnym. Samoloty i satelity są bardzo wrażliwe na wagę, co wymaga lekkich konstrukcji radiatorów. Stosuje się materiały takie jak aluminium o wysokiej przewodności cieplnej lub kompozyty miedziowo-aluminiowe, aby zminimalizować masę przy jednoczesnym zachowaniu dobrej wydajności termicznej. Elektronika wojskowa wymaga wyjątkowej niezawodności. Radiatory muszą wytrzymywać skrajne cyklowanie termiczne, wstrząsy, drgania oraz oddziaływania środowisk elektromagnetycznych, aby zapewnić długotrwałą pracę bezawaryjną.

Typowe rozwiązania w zakresie zarządzania temperaturą w zastosowaniach lotniczych i obronnych obejmują rury cieplne, rozpraszacze ciepła, płyty chłodzące cieczą oraz systemy rozpraszania promieniowania. Rury cieplne i rozpraszacze ciepła szybko rozprowadzają ciepło na większych obszarach, zwiększając wydajność radiacyjną. W przypadku satelitów i sond kosmicznych, radiatory często kierują ciepło na zewnętrzne powierzchnie rozpraszające, uwalniając energię cieplną w przestrzeń kosmiczną za pośrednictwem promieniowania podczerwonego. W przypadku źródeł ciepła dużej mocy, takich jak radary pokładowe, wzmacniacze mocy i zasilacze lotnicze, często stosuje się płyty chłodzone cieczą zintegrowane z systemami cyrkulacji pomp, aby zapewnić efektywne rozpraszanie ciepła i kontrolę wahań temperatury. Niektóre systemy uzbrojenia wykorzystują dodatkowo materiały zmiennofazowe lub technologie aktywnej kontroli temperatury, aby zapewnić szybkie chłodzenie krytycznych komponentów po krótkotrwałej pracy z dużą mocą.

Pod względem struktury radiatorów stosowanych w przemyśle lotniczym i kosmicznym są zazwyczaj wytwarzane metodą wyciskania, kucia na zimno, precyzyjnego frezowania CNC oraz lutowania twardego, aby zapewnić wysoką wytrzymałość, przewodność cieplną oraz stabilność wymiarową. Obróbka powierzchni polega głównie na anodyzowaniu, czernieniu lub nanoszeniu powłok o wysokiej emisyjności w celu zwiększenia efektywności promieniowania cieplnego oraz odporności na korozyjne warunki środowiska zewnętrznego.