在现代军事航空领域,先进航空飞行器正朝着高空高速、长航时、临近空间飞行、隐身等方向发展,所搭载的武器设备也越来越先进,功率提取也越来越大,其热负载因此而大幅度攀升。先进战斗机、超高速导弹和大型军用运输机等,在设计与运行过程中普遍面临极端高温热管理的问题。这些高温来源主要包括以下几个方面:
随着飞行器设计趋向综合化与紧凑化,许多热源被集中在一个相对较小的空间内。而为了减轻重量,机身通常采用导热性能较差的复合材料。此外,为了实现隐身效果并减少阻力,飞行器往往要求尽量减少外部开口的数量和尺寸,这限制了通过外表面与外界空气对流散热的能力。特别是当飞行器进行超声速巡航时,冲压空气的滞止温度非常高,进一步降低了外界空气作为热沉的有效性。
在全任务周期内,飞行器各系统的工作状态是动态变化的,产生的热能随时间和强度具有不确定性。热源分布广泛,而可用作散热的热沉资源却相对有限。这些条件对飞行器的环境控制与热管理系统提出了严峻的挑战,使得综合热管理技术变得至关重要。有效的热管理系统不仅能提高飞行器的可靠性与寿命,还能确保电子设备及其它关键系统的正常运行。
尽管散热设计是热管理的重要组成部分,但隔热同样重要,特别是在应用高效率发动机和复合材料蒙皮而使得飞机散热更加困难的情况下。选用隔热性能极好的高温材料可以有效减少热量的产生和散播,从而提高热管理系统的效率。
微纳绝热材料和纳奇隔热材料因其优异的隔热性能和轻质特性,使其成为解决高温热管理挑战的重要材料。经铝箔或合金箔封装设计的微纳绝热定制隔热罩和柔性隔热毯,在军事航空领域具有广阔的应用前景:
使用定制化的微纳绝热材料和纳奇隔热材料,非常有助于解决军事航空飞行器在高温热管理方面的挑战,进一步提升飞行器的可靠性和安全性。而且,微纳绝热材料和纳奇隔热材料因设计密度较低,能在减轻重量和减少热屏蔽厚度的前提下提供最高效的高温隔热性能,这对飞行器机内构件的轻薄化设计以及提高其空间利用率、载重能力和燃油效率均具有重要意义。