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一、引言

在科技飞速发展的当下，雷达作为关键电子设备，在军事、航空航天、气象监测、交通管理等领域发挥着无可替代的作用。然而，雷达工作时，发射机、接收机等关键部件会因电流通过产生大量热量。若热量无法及时散发，将致使设备温度过高，严重影响雷达性能、可靠性与使用寿命，甚至引发故障。雷达冷却液作为热管理系统核心，承担散热控温重任，对保障雷达稳定高效运行意义重大。

二、雷达工作原理及热管理需求

（1）雷达工作原理简述

雷达通过发射电磁波并接收目标反射回波获取目标信息。以常见脉冲雷达为例，发射机产生高频脉冲信号，经天线定向辐射到空间。当电磁波遇目标物体，部分能量反射回被天线接收。接收机对接收到的回波信号放大、处理和解调，提取目标距离、方位、速度等信息。在此过程中，发射机高功率器件（如行波管、固态功率放大器）及接收机部分电子元件（如混频器、放大器）会因电流通过产生大量热量。例如，一部大型地面雷达发射机功率可达数兆瓦，工作时产生的高热量对散热提出严峻挑战。

（2）热管理对雷达的重要性

适宜工作温度是雷达正常运行的关键。一般而言，雷达电子元件最佳工作温度范围较窄，通常在 30℃ - 50℃。温度过高，电子元件性能下降，如晶体管导通电阻增大、集成电路逻辑错误概率增加，导致雷达探测精度降低、信号处理能力减弱，甚至设备无法正常工作。同时，高温加速电子元件老化，缩短使用寿命。例如，某型号雷达在高温环境连续工作数小时后，探测距离明显缩短，虚警率大幅上升。而温度过低，部分电子元件特性改变，同样影响雷达性能。所以，有效的热管理系统对雷达至关重要，能及时带走热量，将工作温度控制在合理范围，保障雷达稳定运行与可靠性能。

三、雷达冷却液的工作原理

雷达冷却液工作基于热传导和对流散热机制。冷却液多为液体，比热容高，能吸收大量热量且自身温度升高相对较小。在雷达热管理系统中，冷却液由循环泵推动在封闭管路循环。当流经发热部件（如雷达发射机功率模块、接收机散热片）时，热量通过热传导从发热部件传递到冷却液，使其温度升高。接着，升温的冷却液被输送至散热器（如风冷散热器、液冷散热器），在散热器中，通过对流散热将热量传递给周围环境（如空气或其他冷却介质），自身温度降低。最后，降温后的冷却液被循环泵送回发热部件继续吸热，如此循环实现对雷达设备持续冷却。例如，一些机载雷达采用液冷循环系统，冷却液在飞机内部管路循环，将雷达热量传递到飞机外部散热器，与外界空气热交换实现散热。

四、雷达冷却液的成分剖析

（1）基础液

①乙二醇：乙二醇是雷达冷却液常用基础液之一。它无色、透明、稍有甜味且具吸湿性，能与水任意比例互溶。乙二醇水溶液冰点随其浓度变化，浓度增加，冰点显著降低。如乙二醇含量 68% 时，冰点可降至 - 68℃，这使乙二醇基冷却液在寒冷环境能保持液态，确保雷达系统正常运行。此外，乙二醇沸点高（约 197℃）、挥发性小、粘度适中且随温度变化小、热稳定性好，为冷却液提供良好防冻和传热性能。但乙二醇在使用中与氧气接触可能被氧化成酸性物质，腐蚀金属，需与其他添加剂配合使用。

②丙二醇：丙二醇也可作雷达冷却液基础液。与乙二醇相比，丙二醇毒性低，对环境更友好。其防冻原理与乙二醇相似，通过与水混合降低水的冰点。在对毒性和环保要求高的场景中，丙二醇型冷却液有优势。不过，丙二醇传热性能较乙二醇略差，实际应用需综合考虑选择合适基础液。

（2）添加剂

①缓蚀剂：为防止冷却系统金属部件腐蚀，雷达冷却液常添加缓蚀剂。缓蚀剂在金属表面形成致密保护膜，阻止氧气、水分等与金属接触，起到防腐蚀作用。常见缓蚀剂有有机胺类化合物、脂肪酸酯类等非离子型缓蚀剂，以及磷酸盐、硅酸盐等。因雷达冷却液对电导率要求高，非离子型缓蚀剂因不增加溶液电导率而广泛应用。但使用磷酸盐、硅酸盐等缓蚀剂时，需严格控制含量，避免影响电导率。如磷酸盐在一定浓度可保护金属，但过量会使溶液电导率升高，干扰雷达电子信号传输。

②pH 调节剂：冷却液在使用中因氧化等原因 pH 值可能变化，影响防腐蚀性能。所以需添加 pH 调节剂维持 pH 值在合适范围，一般为 7.5 - 11。常见 pH 调节剂有有机酸盐、无机碱等，能中和冷却液产生的酸性物质，保持溶液酸碱度稳定。

③消泡剂：冷却液循环时，因液体搅动和流动可能产生泡沫。泡沫影响冷却液传热效率，降低冷却效果。消泡剂能降低液体表面张力，使泡沫迅速破裂消失。常用消泡剂有高级醇、有机硅聚合物和某些表面活性剂等。

④其他添加剂：为提升冷却液性能，还可能添加染色剂区分不同类型冷却液，便于观察维护；防霉剂防止冷却液储存和使用中滋生霉菌；稳定剂协调冷却液各组分协同配合，使冷却液更稳定存在。

五、雷达冷却液的性能要求

（1）低电导率

雷达作为高精度电子设备，对电导率极为敏感。高电导率冷却液可能导致电流泄漏，干扰雷达正常运行，甚至引发安全事故。因此，雷达冷却液电导率通常要求极低，一般需控制在 10μS/cm 以下，确保雷达工作时高电压不会通过冷却液传递至整个冷却系统，保障系统安全稳定运行。例如，一些精密气象雷达对冷却液电导率要求更严格，可能需控制在 5μS/cm 以下。

（2）优异的热性能

①高比热容：比热容指单位质量物质温度升高（或降低）1℃吸收（或放出）的热量。雷达冷却液需有较高比热容，这样吸收相同热量时温度升高小，能更有效吸收和传递雷达产生的热量，保持良好冷却效果。如某型号雷达冷却液比热容可达 3.5kJ/(kg・K) 以上，虽比普通水的比热容 4.2kJ/(kg・K) 略低，但与其他添加剂配合后，能在雷达冷却系统发挥出色散热性能。

②良好的热稳定性：在雷达长期运行中，冷却液需在一定温度范围内保持物理和化学性质稳定。热稳定性好的冷却液在高温下不分解、氧化，能持续有效发挥冷却作用，确保雷达在各种工况正常运行。例如，一些高性能雷达冷却液能在 120℃高温下长期稳定工作，性能不下降、不变质。

（3）出色的低温性能

在极地地区气象雷达、高空机载雷达等应用场景中，雷达需在低温环境正常工作。所以，雷达冷却液必须具备出色低温性能，包括低冰点和良好低温流动性。低冰点防止冷却液在低温下结冰，避免冷却系统管路因结冰损坏。同时，低温下冷却液仍能保持良好流动性，确保在冷却系统中正常循环，及时带走雷达产生的热量。常见雷达冷却液冰点可低至 - 40℃甚至更低，满足不同地区和应用场景需求。如北极地区使用的雷达，其冷却液冰点通常要达到 - 50℃以下，以应对极端寒冷环境。

（4）防腐蚀与防锈性能

雷达冷却系统包含多种金属材料，如铜、铝、不锈钢等。冷却液需具备良好防腐蚀和防锈性能，在金属表面形成有效保护膜，阻止金属与腐蚀介质接触，防止金属腐蚀和生锈。这不仅保证冷却系统正常运行，还减少因金属腐蚀产生的杂质进入冷却液，避免对雷达电气部件造成潜在危害。例如，通过在冷却液中添加合适缓蚀剂，能有效防止铜制散热片在长期使用中出现腐蚀现象，延长冷却系统使用寿命。

（5）兼容性

雷达冷却液需与冷却系统中的金属、橡胶、塑料等各种材料良好兼容。不会对橡胶密封件、塑料管路等造成溶胀、变形或老化等不良影响，确保整个冷却系统的密封性和可靠性。例如，冷却液中某些成分若与橡胶密封件不兼容，可能导致密封件老化、变硬，失去密封作用，引起冷却液泄漏。因此，选择雷达冷却液时，需充分考虑其与冷却系统材料的兼容性。

六、雷达冷却液在不同类型雷达中的应用

（1）地面雷达

地面雷达广泛用于军事防空、交通管制、气象监测等领域。军事防空领域，地面雷达需长时间连续工作，对冷却液稳定性和散热性能要求极高。如大型相控阵雷达工作时，众多发射 / 接收组件产生大量热量，需高效冷却液带走热量，保证雷达持续稳定运行。交通管制领域，空中交通管制雷达需精确监测飞机位置和飞行状态，冷却液性能直接影响雷达精度和可靠性。气象监测领域，气象雷达用于探测降水、风速等气象信息，冷却液需适应不同环境温度和湿度条件，确保雷达准确获取气象数据。

（2）机载雷达

机载雷达安装在飞机上，对冷却液重量、体积和性能有特殊要求。飞机载重和空间有限，机载雷达冷却液需在保证性能前提下，尽量降低重量和体积。同时，机载雷达在飞行中面临剧烈温度变化和振动，冷却液需具备出色低温性能和抗振动性能。例如，战斗机上火控雷达在高速飞行和高机动动作时，冷却液要能稳定为雷达散热，确保雷达在复杂飞行环境下正常工作。

（3）舰载雷达

舰载雷达安装在舰艇上，工作环境恶劣，面临高湿度、高盐雾等腐蚀因素。因此，舰载雷达冷却液除具备良好散热性能外，还需有优异防腐蚀性能，防止冷却系统在恶劣海洋环境中受腐蚀。例如，舰艇上的对海搜索雷达，其冷却液需有效抵御海水侵蚀，保证雷达在长期海上航行中稳定运行。

七、雷达冷却液的使用与维护要点

（1）正确选择冷却液

依据雷达工作环境、性能要求及厂家建议，选择合适的雷达防冻液。关注冷却液电导率、冰点、沸点、防腐蚀性能等关键指标，确保其与雷达冷却系统兼容。如雷达安装在寒冷地区，应选冰点足够低的冷却液；对电导率要求严格，要选电导率符合标准且长期稳定性好的产品。同时，选择正规厂家产品，保证产品质量稳定可靠。

（2）定期检查与更换

定期检查冷却液液位、颜色、气味和电导率等参数。液位过低可能表示系统存在泄漏，需及时排查修复；颜色异常或有异味可能意味着冷却液变质或受污染，应及时更换。此外，随着使用时间增加，冷却液中添加剂成分逐渐消耗，性能下降，需按厂家规定时间或里程定期更换冷却液。一般来说，雷达冷却液更换周期在 1 - 2 年左右，但具体时间还需根据实际使用情况和厂家建议确定。

（3）防止污染与混用

添加或更换冷却液时，确保操作环境清洁，避免杂质、灰尘等进入冷却系统。严禁将不同品牌、不同类型的冷却液混合使用。不同冷却液配方和添加剂体系可能不同，混合后可能发生化学反应，导致性能下降，甚至产生沉淀、堵塞管路等问题。若需补充冷却液，尽量添加与原冷却液相同的产品。

（4）注意储存条件

冷却液应储存在干燥、阴凉、通风处，避免阳光直射和高温环境。储存容器要密封良好，防止水分蒸发和杂质进入。对于浓缩型冷却液，储存和使用中要按正确比例稀释，稀释用水应使用去离子水，保证冷却液性能不受影响。

八、未来发展趋势与展望

（1）性能优化与创新

随着雷达技术发展，对冷却液性能要求将更高。未来，雷达冷却液将向更低电导率、更优异热性能和低温性能方向发展。研究人员将探索新材料和配方，开发性能更卓越的冷却液产品。例如，可能研发新型基础液和添加剂，进一步提升冷却液综合性能，同时降低对环境的影响。

（2）环保与可持续发展

在全球倡导环保和可持续发展背景下，雷达冷却液将更注重环保性能。一方面，减少使用对环境有害成分，如降低乙二醇等传统基础液毒性，或寻找更环保替代材料；另一方面，提高冷却液可生物降解性，使其废弃后能更快被自然环境分解，减少对土壤和水源污染。同时，生产过程也将更注重节能减排，实现可持续发展。

（3）智能化与集成化

随着智能化技术广泛应用，未来雷达冷却液可能与智能监测系统结合。通过在冷却液中添加传感器等智能元件，实时监测冷却液温度、电导率、腐蚀程度等参数，并将数据传输给雷达控制系统。控制系统根据数据及时调整冷却系统运行状态，实现对雷达温度精准控制，提高系统运行效率和可靠性。此外，冷却液与冷却系统集成化设计也将成为趋势，通过优化整个热管理系统结构和布局，进一步提高散热效率，降低系统成本。

九、结论

雷达冷却液作为雷达热管理系统关键组成，对保障雷达高效、稳定、安全运行不可或缺。其独特性能要求决定了成分和配方的特殊性。在不同类型雷达中，雷达冷却液需根据实际工况发挥冷却和保护作用。正确选择、使用和维护雷达冷却液，对延长雷达使用寿命、提高性能意义重大。随着技术进步，雷达冷却液在性能优化、环保可持续以及智能化集成等方面前景广阔，将为雷达技术发展提供有力支撑，推动相关领域进一步发展。