低空无人机先进热管理技术研究进展

摘要

低空经济与特种作业需求加速无人飞行平台向产业快速渗透，无人机(UAV)及电动垂直起降飞行器(eVTOL)正加速向高功重比与全天候作业方向演进，热管理已成为制约其性能极限与适航安全的关键瓶颈。旨在系统综述低空背景下无人机热管理技术的最新研究进展。基于电化学与电磁热力学机理，阐明了动力电池、高频电驱及机载电子设备在变工况下的非稳态产热特性与环境耦合规律。重点梳理了面向高热流密度的部件级温控技术，涵盖基于流道拓扑优化的液冷、相变材料(PCM)主被动协同冷却、电机绕组喷油冷却及微纳尺度界面强化传热等前沿方案。针对智能低空系统的构建，深入探讨了气动-热协同设计、结构-热-功能一体化集成与模型预测控制(MPC)的主动热管理策略。研究指出，未来的无人机热管理将突破单一散热局限，朝主被动泵驱两相流高效传输、热电能量梯级利用与数字孪生热控方向演进，为实现低空飞行器的高效化、轻量化与智能化提供核心技术支撑。

关键词

低空经济 / 无人机 / 热管理 / 非稳态产热 / 智能控制