派克漢尼汾熱管理技術：保護城市空中交通的心脈
2022-11-14 09:56:30
如今，地面交通是城市主要的通勤方式，我們已習慣通過各種軟件打車穿梭于城區(qū)，時常忍受日益擁堵的城市道路。放眼未來，城市空中交通有望避免地面擁堵問題，成為新的通勤方式。盡管對空中運輸所知有限，但面臨新的機遇，美國優(yōu)步載人無人機制造商Uber Elevate仍選擇了垂直起降電動飛機（eVTOL）作為新一代運輸工具，希望借此縮短通勤時間，降低傳統(tǒng)燃料的排放和噪音污染。這種新興的航空市場，被稱為城市空中交通市場（UAM市場）。
進入新興UAM市場的熱管理技術
伴隨著UAM的崛起，行業(yè)各公司從傳統(tǒng)的核心技術領域抬頭，開始審視新興的、充滿未知的交通方式，鞭策工程師們打破思維定勢，分析新問題，研發(fā)新飛機。憑借在技術、行業(yè)和實際應用中的廣泛經(jīng)驗，派克漢尼汾有能力幫助主機廠解決眾多UAM技術難題。宇航集團燃氣輪機燃油系統(tǒng)事業(yè)部(派克GTFSD)擁有豐富的熱管理技術經(jīng)驗，積極參與第一代UAM飛機的研發(fā)，著力解決全電飛機無法回避的散熱問題。
派克GTFSD設計供應多種航空熱管理(TM)產(chǎn)品，有航空散熱器（如熱交換器、液冷機架）、帶冷卻板的單相/雙相液冷設備、冷卻泵和液冷機柜。這些技術及產(chǎn)品也適用于UAM全電飛機的熱管理需求。此外，派克長期與美國聯(lián)邦航空管理局(FAA)及其他機構合作，累積了豐富的取證經(jīng)驗，能幫助UAM研發(fā)公司節(jié)約履行各類合規(guī)義務的時間和費用。
相關技術
復雜電子系統(tǒng)的應用顯著增加了各類防務平臺的功率密度，先進熱管理技術多用于一次性導彈系統(tǒng)中。飛機、船舶和潛艇上裝載的新式設備包含多個發(fā)熱硬件，彼此間隔很近，需要更高效的散熱技術和更復雜的控制邏輯，這一切都增加了熱管理應用的復雜性。
派克宇航采用新思路攻克熱管理難題，推出一系列單相/雙相流體散熱方案：單相冷卻模式僅使用流體傳輸熱量；雙相冷卻模式則更進一步，把流體轉(zhuǎn)化成氣體提高散熱效率。兩種模式都采用閉環(huán)系統(tǒng)，使冷卻液或冷卻蒸汽處于密閉狀態(tài)。對于兩種方式，派克都具備豐富的經(jīng)驗。
1 液冷機柜從源頭管理熱量。元件被完全封閉在非導電電介質(zhì)或類似冷卻液中，由冷卻液吸收和消散元件產(chǎn)生的熱量，保障元件安全地工作。機柜外殼可設計為合適的機械結(jié)構，用于保護靈敏的電子元件免受沖擊、振動、熱量或其他環(huán)境威脅。在空間受限的環(huán)境中，可用冷卻液將大量熱量轉(zhuǎn)移到周邊空氣或次級冷卻液中。液冷技術不僅適用于設備架和其他部件，也適用于一切飛機內(nèi)部系統(tǒng)。
2 另一種方法是用冷卻板對發(fā)熱源進行局部集中冷卻，適用于電子元件和不同計算機應用。舉個例子，可以把電路板焊接在冷卻板表面，電路板工作時產(chǎn)生的熱量通過冷卻板接觸區(qū)被冷卻液吸收、轉(zhuǎn)移；待冷卻液降溫后再循環(huán)回熱源點工作，如此往復，有效散熱。與機柜一樣，冷卻板也可設計為大結(jié)構的一部分，如用冷卻板制作航空發(fā)動機的外部環(huán)形結(jié)構。
除了航空技術，派克漢尼汾還有許多工業(yè)領域的產(chǎn)品能夠應用于UAM市場。值得一提的有Macro-laminate超層疊(熔接)技術、兩相蒸發(fā)冷卻技術和真空釬焊技術。
傳統(tǒng)釬焊需要使用助焊劑，操作后的殘留物容易把為冷卻液預留的微小通道堵塞，在形狀復雜的冷卻液通道面前，傳統(tǒng)釬焊更難發(fā)揮作用。派克采用真空釬焊后，中間體輔料不會形成殘余，也不阻塞冷卻液通道，熔接工作在分子水平上進行，使高縱橫比的“超層疊”冷卻液微型通道成為現(xiàn)實。
SprayCoolTM是一種將液滴直接噴灑在發(fā)熱部件上實現(xiàn)散溫的技術。液滴遇熱后蒸發(fā)，帶走多余熱量，液汽混合物被轉(zhuǎn)移到熱交換器，經(jīng)過冷卻，冷凝，通過封閉系統(tǒng)回收到熱源再次噴灑降溫，實現(xiàn)循環(huán)工作。
新一代冷卻板產(chǎn)品還在開發(fā)階段；在不遠的將來，新一代冷卻板有望進入城市航空運輸市場，用于全電飛機。隨著環(huán)保呼聲日益增高，冷卻板技術也會更受商用飛機市場的歡迎。
派克各系統(tǒng)分部與各行業(yè)客戶密切合作，累積技術經(jīng)驗，融會貫通，為客戶開發(fā)具有獨特價值的技術方案。
"有時，我們需采用客戶不了解的技術方案解決問題。憑借扎實的工程技術經(jīng)驗和專業(yè)知識，派克不僅能幫助客戶解決技術難題，還能降低風險，減少碳足跡，提高性能，實現(xiàn)更多運營目標。"派克宇航燃氣輪機燃油系統(tǒng)事業(yè)部，商務發(fā)展總監(jiān)Roy McEvoy說到。
