Modern savaş sahasında bir İHA'nın hayatta kalması için sadece radardan saklanması yetmez; aynı zamanda "soğuk" kalması da gerekir. Kızılötesi (IR) güdümlü füzeler ve termal kameralar, gökyüzündeki en ufak ısı değişimini bile tespit edebilir. İHA motorları, egzoz çıkışları ve elektronik sistemler ise adeta gökyüzüne ısı yayan birer fener gibidir.
Peki, tonlarca ağırlıktaki metal soğutucular veya fanlar kullanmadan bu ısıyı nasıl gizleyebilirsiniz? Cevap, nanoteknolojinin sunduğu Hafif Isı Yönetim Malzemelerinde saklıdır. Bu yazımızda, Aerojellerden Faz Değiştiren Malzemelere (PCM) kadar, İHA'ları termal olarak görünmez kılan teknolojileri inceliyoruz.
Her cisim, sıcaklığına bağlı olarak kızılötesi enerji yayar. Buna "Termal İmza" denir. Bir İHA'da üç temel ısı kaynağı vardır:
Motor ve Egzoz: En sıcak bölgedir (500°C üstü). Füzelerin kilitlendiği ana hedeftir.
Sürtünme: Yüksek hızda hava ile temas eden kanat hücum kenarları ısınır.
Aviyonikler: İşlemciler ve bataryalar çalışırken ısınır ve bu ısıyı gövdeye iletir.
Geleneksel ısı kalkanları (kalın seramikler veya metaller) ağırdır. İHA'nın ağırlığını artırmak ise havada kalış süresini ve mühimmat kapasitesini düşürür. Bu yüzden çözüm, "Hafiflik" ve "Yüksek Performans" dengesindedir.
"Donmuş Duman" olarak da bilinen Aerojeller, %99.8'i havadan oluşan nano-gözenekli malzemelerdir.
Nasıl Çalışır? Aerojelin içindeki hava molekülleri o kadar küçük gözeneklere hapsolmuştur ki, hareket edemezler. Hareket edemeyen hava, ısıyı iletmez.
İHA Uygulaması: Motorun etrafına sarılan sadece birkaç milimetre kalınlığındaki bir aerojel battaniye, 1000°C'lik motor ısısının dış gövdeye ulaşmasını engeller. Dışarıdan bakıldığında motor bölgesi, ortam sıcaklığında (soğuk) görünür.
Ağırlık Avantajı: Yoğunluğu cam yününden veya seramik yününden kat kat düşüktür. İHA'ya neredeyse hiç ağırlık bindirmez.
Elektronik devrelerin veya bataryaların ısınmasını engellemek için fan kullanmak enerji tüketir ve gürültü yapar. Faz Değiştiren Malzemeler (PCM), bu sorunu pasif olarak çözer.
Teknoloji: Parafin veya yağ asitleri, nano kapsüller içine hapsedilir.
Nasıl Çalışır? Sistem ısındığında, bu mikro kapsüllerin içindeki madde eriyerek (faz değiştirerek) ortamdaki ısıyı emer. Sistem soğuduğunda ise donarak ısıyı geri verir. Yani ısıyı "yok etmez", geçici olarak "depolar".
İHA Uygulaması: İHA'nın beyni olan aviyonik kutuları, PCM katkılı kompozitlerle kaplanır. Yoğun işlem sırasında oluşan ısı zirveleri (Thermal Peaks) PCM tarafından emilir. Böylece dışarıya ısı sızmaz ve termal kameralar elektronik ısınmayı göremez.
Bazen ısıyı hapsetmek yerine, onu çok hızlı bir şekilde geniş bir yüzeye yayıp atmosferde kaybetmek gerekir.
Yüksek Emisivite: Bor Nitrür (BN) veya Alüminyum Nitrür (AlN) gibi nano seramik tozlar, ısıyı metalden çok daha hızlı iletir.
Uygulama: Bu tozlarla hazırlanan boyalar, egzoz çıkışının iç kısmına uygulanır. Sıcak gazın ısısını hızla emer ve geniş yüzeylere yayarak "noktasal sıcaklığı" düşürür. Termal kamera, tek bir parlak nokta (motor) yerine, belli belirsiz ılık bir alan görür. Bu, füze kilidini kırmak için yeterlidir.
Metaller ağırdır. Karbon köpükler ise sünger gibi hafiftir ama bakır kadar iyi ısı iletir.
Yapısal Soğutma: İHA'nın gövdesinin bazı parçaları doğrudan karbon köpükten üretilebilir. Bu malzeme hem yük taşır (yapısal) hem de bir radyatör gibi çalışarak ısıyı kanatlara dağıtır ve rüzgarla soğumasını sağlar.
Termal görünmezlik, en az radar görünmezliği kadar kritiktir. İHA'larda kullanılan malzemelerin gramajı bile hesaplanırken, Aerojeller ve PCM'ler gibi nanoteknolojik çözümler, mühendislere "sihirli bir değnek" sunar. Hem ultra hafif hem de üstün ısı yönetimi sağlayan bu malzemeler, Türk savunma sanayisinin gökyüzündeki sessiz ve soğuk bekçilerini koruyan en güçlü zırhtır.
