问题——减排倒逼航空系统电气化升级，散热成为“卡脖子”环节。 国际民航组织对应的统计显示，航空运输产生的二氧化碳排放约占全球总量的3%，且仍呈增长态势。围绕绿色低碳转型，航空器加速向多电化演进，通过电力系统替代传统液压、气动等二次能源系统，带来结构简化、可靠性提升、维护成本降低与燃油效率提升等综合效益。其中，功率电传技术以电作动装置实现飞控功能电气化驱动，被视为多电飞机的重要技术特征。但随着功率密度攀升，电作动装置以及机载任务系统中的大功率电子设备，产生更集中、更剧烈的热量，散热能力不足将直接制约系统性能、寿命与安全裕度，成为多电飞机继续发展的关键瓶颈。 原因——空间受限与工况多变叠加，传统单相液冷接近能力上限。 多电飞机的热管理设计面临多重约束：其一，机上空间紧凑，散热装置体积与布置受到严格限制；其二，热源分布呈分散化特征，不同部件热流密度差异大，热源之间还存距离远、管路复杂等客观问题；其三，飞行工况变化引发热载荷动态波动，热管理系统需适应起降、爬升、巡航等不同阶段的瞬态变化；其四，高空低温与地面高温等环境差异显著，要求系统具备宽温区适应能力。业内普遍应用的单相液冷技术在中等热流密度条件下较为成熟，但在40 W/cm²以上高热流密度场景中，换热能力与均温性不足、泵功耗偏高等问题逐渐凸显，难以兼顾高效散热、低能耗和轻量化的综合要求。 影响——热管理技术水平决定电气化程度上限，牵动整机效率与可靠性。 散热能力不足不仅会导致器件温升过高、性能衰减，还可能引起控制精度下降、可靠性降低，进而影响飞行控制与任务系统稳定运行。更重要的是，热管理系统占用空间、质量与能耗，会反向影响整机经济性与续航能力。随着机载电力系统功率等级持续提升，热管理从“配套环节”转为“系统竞争力”，直接决定电气化替代能走多远、能否在更苛刻任务剖面中保持稳定输出。 对策——以相变潜热提升传热效率，泵驱两相方案瞄准多热源与长距离输运。 针对高热流密度散热需求，泵驱两相冷却技术因利用工质相变潜热传递热量，具备换热能力强、均温性好、泵功耗相对较低、可实现远距离热输运等优势，受到关注。相较依赖毛细力驱动的被动两相装置，泵驱两相系统通过机械循环泵提供驱动力，减轻毛细极限对传热距离与散热能力的约束，更适用于多热源、大功率、复杂管路条件下的机载冷却场景。 在系统构型上，多蒸发器并联泵驱两相冷却回路由循环泵、储液器、蒸发器组、冷凝器及管路构成。工质由循环泵驱动，经供液干管分配进入各并联蒸发支路，在蒸发器内吸收来自电作动装置或电子设备的热量发生沸腾相变，形成气液两相；各支路出口汇合后进入冷凝器，将热量释放至燃油等热沉后冷凝回液相，再回到储液器与循环泵完成闭式循环。与串联系统相比，并联蒸发器便于按热载荷独立分配流量，减少上游对下游干度与换热的不利影响，同时通过供回管路形成支路间耦合缓冲，有利于吸收热载荷波动，且具备较强的扩展性，便于根据热源增减灵活配置蒸发器数量。 在研究路径上，面向高热流密度器件的冷却需求，相关工作从系统级与部件级同步推进：一上，明确工质与关键部件选型原则，构建多蒸发器并联总体方案并评估稳态与动态运行性能；另一方面，针对微通道蒸发器等关键换热部件，开展流动沸腾特性分析，揭示多支路之间的热力耦合机制与协同调控规律，为工程应用提供可验证的设计依据。国际上已有研究显示，两相机械泵驱回路系统质量与效率上具备潜力；国内建模仿真与试验对比诸上也积累了方法与数据，为进一步走向工程化奠定基础。 前景——从“能用”走向“好用”，协同调控与系统集成将成下一阶段重点。 业内认为，泵驱两相冷却在航空场景推广仍需在若干关键问题上持续攻关：其一，多支路并联系统的流量分配与干度控制更为复杂，需要形成可工程化的协同调控策略，确保在非均衡热载荷与温度扰动下稳定运行；其二，系统与燃油热沉、动力与电源系统的接口关系需改进，推动热管理与整机能量管理一体化设计；其三，面向全寿命与高可靠性要求，需完善工质适配性、材料兼容性与故障安全策略评估。随着多电化程度提高、机载电子功率持续增长，具有高效、轻量化潜力的两相热管理方案，有望成为新一代航空热管理体系的重要选项，并带动相关关键部件与测试验证体系的完善。
多电飞机的竞争不仅是电气化程度，更是对热管理的精细把控；泵驱两相冷却技术为航空电气化提供了关键支撑”。面对更高功率与更严苛工况，只有贯通机理研究、系统设计和工程验证，才能实现安全可靠的节能减排目标。