A Força Aérea dos EUA concedeu um total de US$ 750.000 em doações ao ExSiTE Lab (Experimentos e Simulações em Engenharia Térmica) do professor de engenharia mecânica e aeroespacial Patrick Hopkins ao longo de três anos. O Dr. Hopkins é um professor da Universidade da Virgínia que está desenvolvendo uma solução para “resfriamento de superfície sob demanda” de eletrônicos avançados em jatos e espaçonaves de alta altitude.

Para aeronaves que operam mais perto da Terra, a densidade do ar geralmente é alta o suficiente para manter os aviônicos e outros componentes resfriados. Hopkins explicou que a Força Aérea e a Força Espacial operam veículos na atmosfera superior ou no espaço, e os aviônicos esquentam porque não há ar suficiente para o resfriamento adequado. “Você não pode trazer uma carga útil de refrigerante a bordo porque isso aumentará o peso e você perderá eficiência”, acrescentou.

O método padrão para lidar com ar superaquecido e eletrônica espacial é a condução – usando uma “placa fria” para conduzir o calor para os radiadores e para longe da eletrônica, mas isso pode não ser adequado para a eletrônica avançada de hoje.

Hopkins e Scott Walton, do Laboratório de Pesquisa da Marinha dos Estados Unidos, conduziram um experimento há alguns anos para explorar o uso de plasma para resfriar eletrônicos rapidamente. O plasma tem propriedades únicas, incluindo o fato de resfriar antes de aquecer quando atinge uma superfície. O experimento envolveu o disparo de um jato de plasma, gerado a partir do hélio, em uma superfície banhada a ouro. “Podemos medir a temperatura imediatamente onde o plasma atingiu, então pudemos ver como a superfície mudou”, disse Hopkins. “Vimos a superfície esfriar primeiro, depois ela esquentava.” 

Eles foram capazes de medir com precisão a mudança de temperatura por causa dos instrumentos microscópicos que Hopkins havia feito sob medida. O experimento mostrou reduções de temperatura de vários graus como resultado da explosão de uma camada superficial ultrafina, composta de moléculas de carbono e água, na superfície banhada a ouro. “Um processo semelhante acontece quando a água fria evapora de nossa pele após um mergulho”, de acordo com o comunicado de imprensa da Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas da Universidade da Virgínia .

Agora, Hopkins e colaboradores estão considerando diferentes versões do projeto que podem torná-lo mais eficaz para o resfriamento de superfícies. Sara Makarem Hoseini e Daniel Hirt, doutorandos envolvidos no ExSiTE Lab, planejam avaliar a eficácia de outros gases além do hélio, bem como de diferentes metais e revestimentos de superfície para o jato de plasma atingir. 

Fonte: Jessica Reed / Aviationtoday