Авіаційно-космічна промисловість та оборона

Аерокосмічна та оборонна галузі встановлюють надзвичайно суворі вимоги до продуктивності, надійності та довговічності обладнання, охоплюючи критичні компоненти, такі як електронні системи літаків, радіолокаційний зв'язок, навігація та керування, перетворення енергії, супутникові корисні вантажі  та військові комп'ютери. Ці системи часто працюють в умовах підвищених вимог, таких як великі висоти, вакуумне середовище, екстремальні коливання температури, сильні вібрації та електромагнітні перешкоди. Висока густина потужності та концентровані теплові навантаження означають, що проектування системи теплового управління безпосередньо впливає на стабільність обладнання та успішність місії. Ефективні, надійні та легкі рішення для теплового управління є важливим компонентом проектування авіаційної та оборонної техніки.

Управління тепловідведенням обладнання в аерокосмічній галузі стикається з кількома викликами. Надзвичайно низький атмосферний тиск на великих висотах або у космосі практично виключає природну конвекцію, значно знижуючи ефективність традиційного охолодження за рахунок повітря. Тому є вкрай необхідними високоефективні рішення для теплопровідності та радіаційного охолодження. Літаки та супутники дуже чутливі до ваги, що зумовлює потребу у легких конструкціях радіаторів. Для мінімізації маси з одночасним збереженням теплових характеристик використовують матеріали, такі як алюмінієві сплави з високою теплопровідністю або композити міді з алюмінієм. Електроніка оборонного призначення вимагає надзвичайної надійності. Радіатори мають витримувати екстремальні цикли нагрівання, удари, вібрації та електромагнітні навантаження, щоб забезпечити довготривалу роботу без відмов.

Поширені рішення з управління тепловіддачею для авіаційних та оборонних застосувань включають теплові трубки, розподільники тепла, пластини рідинного охолодження та радіаційні системи відведення тепла. Теплові трубки та розподільники швидко розподіляють локалізоване інтенсивне виділення тепла на більші площі, підвищуючи ефективність випромінювання. Для супутників та космічних зондів теплообмінники часто спрямовують тепло до зовнішніх поверхонь відведення, випромінюючи теплову енергію у космос у вигляді інфрачервоного випромінювання. Для джерел високої потужності, таких як бортові радари, підсилювачі потужності та авіаційні джерела живлення, широко використовуються пластина рідинного охолодження, інтегровані з циркуляційними насосними системами, що забезпечує ефективне відведення тепла та контроль коливань температури. Деякі засоби ураження додатково використовують матеріали з фазовим переходом або активні технології регулювання температури, щоб забезпечити швидке охолодження критичних компонентів після короткочасної роботи на високій потужності.

Структурно теплообмінники для авіаційної та космічної галузей зазвичай виготовляють методами екструзії, холодного штампування, прецизійної обробки на верстатах з ЧПК та паяння, щоб забезпечити високу міцність, теплопровідність і стабільність розмірів. Основними видами обробки поверхні є анодування, чорнення або нанесення покриттів із високою випромінювальною здатністю для підвищення ефективності випромінювання тепла та забезпечення стійкості до корозійних зовнішніх середовищ.