先进战斗机热控技术面临的挑战

5月5日下午，我国具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式客机C919已完成预定试飞科目，安全返航着陆，顺利完成了首飞。C919的顺利首飞，标志着我国的又一个大国重器向前迈进了一大步。

前面我们已经提前介绍过大飞机环控系统面临的挑战（点击了解详情），在这里，我们进一步介绍未来先进战机面临的热控技术方面的挑战。

从F4到F22，美国战斗机的热负荷一路走高，到F35时，热负荷达到了300KW的量级，是早期战斗机的近5倍。在当前的四代机当中，这些热量是采用燃油作为热沉加以吸收或是通过发动机排放的，而在未来的先进战斗机，这些新战斗机将装备更高功率的相控阵雷达和定向能武器，其散热能力需求将达到F35等第四代战斗机散热能力的5倍，而其体积和重量却只有F35的一半，这使得新一代先进战斗机的热控技术将面临更大的挑战。

配备定向能武器是下一代战斗机的典型标志之一。研究表明，定向能武器将电能转为激光的效率仅为10%~15%，导致定向能武器执行任务时的总体热载荷将达10⁶W级，并且热流密度将在100~750W/cm²之间。在短时间内要将如此大量且高热流密度的热量实时消散掉所需的冷却系统将十分庞大，这与机载环境对设备的体积重量要求相矛盾。

   考虑到机载定向能武器具有不连续工作的特点，可以采用储热装置以减小瞬时热载荷冲击对系统造成的挑战。此外，还需要采用能大幅提高换热效率的冷却技术（如喷雾冷却技术、射流冲击和微通道换热技术等）以解决超高热流密度的散热问题，这些方面也正是目前热控方面热门的研究方向。