New-Tech Military Magazine | May – June 2016

כיצד לצאתמהלחץ האתגר והפתרון למהנדסים בתכנון מערכותקירור מוטסות וצבאיות Meinrad Gartmann, Mewasa AG & Akiva Goren Mewasa Israel

ערכות אלקטרוניות ואלקטרו- אופטיות פולטות חום רב בעת פעולתן ודורשות קירור מתמיד. רכיב חשוב במערכות קירור כאלה הוא מיכל המשנה את נפחו על פי תנאי העבודה והסביבה לצורך קליטת נוזל הקירור המתפשט. קיים בלבול בקרב מהנדסים בין שני אקומולאטור ומיכל התפשטות, רכיבים, הדומים בעקרון הפעולה ובמבנה שלהם, אך שונים בתפקיד אותו הם ממלאים. שניהם מכילים נוזל מערכת הנמצא בלחץ, אך משנים את נפחם בהתאם לפקודה או לתנאי עבודה שונים. מַהֵם רכיבים אלה, כיצד הם עובדים ואיך בוחרים אותם? מאמר ראשון זה ייוחד למיכלי התפשטות. נועד ,) Expansion Tank מיכל התפשטות ( לפצות על התפשטות נוזל במערכת כתוצאה משינויי טמפרטורה ובכך להגן על המערכת מלחץ עודף. שינוי טמפרטורת הנוזל במערכות קירור, נובע בעיקר מהחלפת חום בין נוזל הקירור והמערכת הראשית. מערכות אלקטרוניות ואלקטרו-אופטיות המותקנות בכלי טייס, חוות הפרש טמפרטורה גדול ומהיר מאד הנובע גם מתנאי סביבה משתנים. לדוגמא: מטוס רגל ונוחת בשדה 50,000 הטס בגובה של מ

) להגנה מפני עודף לחץ, 4 ' (תמונה מס המשנה את נפחו מיכל ההתפשטות הוא בהתאם ללחץ במערכת. הוא עשוי בד"כ , טיטניום), עמיד בלחץ גבוה St . St מתכת ( ומתוכנן להכיל את תוספת נפח הנוזל הנוצרת עם עליית הטמפרטורה. המיכל מותקן במערכת אחרי המשאבה, והוא קולט לתוכו את הנוזל המתפשט בעת עליית הטמפרטורה. עם ירידת הטמפרטורה, נפח הנוזל קָטֵן. זהו למעשה אביזר בטיחות שמחויב בכל מערכת בה קיים נוזל המשנה את נפחו. Bellows מיכל התפשטות המבוסס על הוא אחד הפתרונות המתקדמים ביותר המותקנים כיום במגוון רחב של מטוסי ), מטוסי Boeing , Airbus נוסעים ומטען ( ) ומסוקים, רק"מ ומערכות F 35( קרב קרקעיות נוספות. Bellows איך עובד מיכל ההתפשטות ? Type המיכל מבוסס על שרוול מתכת גמיש ), הבנוי מטבעות Metal Bellow ואלסטי ( ) המרותכות בהיקפן הפנימי 1 ’ (תמונה מס Micro Plasma והחיצוני בטכנולוגית שמבטיחה דיוק, אטימות ועמידות לשנים רבות במספר רב של מחזורים. ביכולתו

תעופה במזרח או מרכז ארה"ב בתקופת הקיץ, חווה במהלך טיסה כזו שינוי . השפעת טמפרטורת 100° C טמפרטורה של סביבה קיימת גם במערכות קירור קרקעיות (למשל במערכות מכ"ם קרקעי). הפרש טמפרטורות במדבר בין הלילה והיום או הפרש טמפרטורות בין חורף סיבירי לקיץ מדברי, גם הם הסיבה לכך שמערכות צבאיות ותעופתיות מתוכננות - ועד 50° C לעבודה בטווח טמפרטורות של .+80° C שינויי הטמפרטורה של נוזל הקירור (לרוב אתילן גליקול), גורמים לשינוי משמעותי בנפחו. מקדמי התפשטות נפחיים של 0.002- ל 0.0001 נוזלים הם בטווח של ). שינוי נפח הנוזל לפיכך ° C (יחידות נפח ל- בהפרש 1%-20% יכול להיות בטווח של . מערכות הקירור 100° C טמפרטורות של Power שהן חלק מציוד מוטס או קרקעי ( ), הן Electronics Cooling Systems מערכות סגורות, ולכן, לחץ הנוזל (שאינו דחיס), יעלה מיידית עם התפשטותו, ועלול לגרום לכישלון מכני של רכיבי המערכת (צנרת, אביזרים, משאבה, מחליף חום וכו') אם לא יתאפשר לו להתפשט באופן מבוקר. הפתרון המקובל במערכות קירור סגורות

New-Tech Military Magazine l 60