Aerospace a obrana

Odvetvia leteckého a obranného priemyslu kladú mimoriadne prísne požiadavky na výkon, spoľahlivosť a trvanlivosť zariadení vrátane kritických komponentov, ako sú elektronické systémy lietadiel, radarové komunikácie, navigácia a riadenie, konverzia energie, satelitné nosníky  a vojenské počítače. Tieto systémy často pracujú za náročných podmienok, ako sú veľké nadmorské výšky, vákuové prostredia, extrémne teplotné výkyvy, intenzívne vibrácie a elektromagnetické rušenie. Vyznačujú sa vysokou hustotou výkonu a koncentrovanými tepelnými zaťaženiami, pričom návrh tepelného manažmentu priamo ovplyvňuje stabilitu zariadení a úspech misie. Efektívne, spoľahlivé a ľahké riešenia tepelného manažmentu predstavujú nevyhnutnú súčasť konštrukcie leteckých a obranných zariadení.

Tepelný manažment leteckých zariadení čelí viacerým výzvam. T extrémne nízky atmosférický tlak vo vysokých nadmorských výškach alebo vo vonkajšom vesmíre takmer úplne eliminuje prirodzenú konvekciu, čo výrazne znižuje účinnosť tradičného chladenia závislého od vzduchu. Preto sú nevyhnutné vysoce účinné riešenia chladenia založené na tepelnej vodivosti a žiarení. A lietadlá a družice sú veľmi citlivé na hmotnosť, čo si vyžaduje ľahké konštrukcie chladičov. Na minimalizáciu hmotnosti pri zachovaní tepelnej účinnosti sa používajú materiály, ako sú hliníkové zliatiny s vysokou tepelnou vodivosťou alebo meďovo-hliníkové kompozity. Hĺbka obranná elektronika vyžaduje mimoriadnu spoľahlivosť. Chladiče musia odolávať extrémnym tepelným cyklom, nárazom, vibráciám a elektromagnetickému prostrediu, aby zabezpečili dlhodobý prevádzku bez porúch.

Bežné riešenia termálneho manažmentu pre letecké a obranné aplikácie zahŕňajú tepelné rúry, rozvádzače tepla, chladiace platne s kvapalinovým chladením a systémy radiátneho odvádzania tepla. Tepelné rúry a rozvádzače tepla rýchlo šíria lokálne vysoké zaťaženie teplom na väčšie plochy, čím zvyšujú účinnosť vyžarovania. U satelitov a kozmických sond tepelné výmenníky často smerujú teplo k vonkajším povrchom na odvod tepla, ktoré je následne do vesmíru uvoľňované vo forme infračerveného žiarenia. Pri zdrojoch s vysokým výkonom, ako sú palubné radary, výkonové zosilňovače a lietadlové napájacie zdroje, sa bežne používajú kvapalinou chladené platne integrované so systémami čerpadlového obehu, aby sa dosiahlo efektívne odvádzanie tepla a riadenie teplotných kolísaní. Niektoré zbraňové systémy navyše využívajú materiály s fázovou zmenou alebo aktívne technológie riadenia teploty, aby sa zabezpečilo rýchle ochladenie kritických komponentov po krátkodobom prevádzkovom zaťažení s vysokým výkonom.

Štrukturálne sú tepelné výmenníky pre letecký priemysel zvyčajne vyrábané extrúziou, za studena kovaním, presným CNC obrábaním a spájkovaním, aby sa zabezpečila vysoká pevnosť, tepelná vodivosť a rozmerná konzistencia. Povrchové úpravy zahŕňajú predovšetkým anódovanie, čiernenie alebo nátery s vysokou emisivitou, aby sa zvýšila účinnosť vyžarovania tepla a odolnosť voči koróznym vonkajším prostrediam. z anodizácia, čiernenie alebo povlaky s vysokou emisivitou na zvýšenie účinnosti vyžarovania tepla a odolnosti voči koróznym vonkajším prostrediam.