Ottenere una distribuzione uniforme del calore: la realtà degli array di lampade a infrarossi per le paratie dei razzi Quando si effettuano test non distruttivi sulle paratie dei razzi, è necessario riscaldare una superficie molto estesa a una temperatura precisa. Se si tralascia qualche punto, si potrebbero trascurare eventuali difetti nei processi di saldatura. È un problema che bisogna assolutamente evitare. Per risolvere questo problema, utilizziamo array di lampade a infrarossi a breve lunghezza d’onda. Tuttavia, non è così semplice come accendere semplicemente delle luci. Il vero problema sono i “punti freddi” che si formano nella zona interessata dal calore. Il problema delle strisce di calore Se si disporre le lampade in fila, si creano delle strisce di calore e di freddo. Questo fa sì che sulla mappa termica appaiano dei motivi simili a quelli di una zebra. Per risolvere questo problema, non basta semplicemente disporre le lampade in fila: è necessario sovrapporle tra loro. Bisogna calcolare con precisione l’intensità della luce e la lunghezza delle lampade, in modo che i “coni di calore” si sovrappongano tra loro. È necessario anche regolare l’angolo di incidenza della luce, fino a quando quelle zone fredde non scompaiono. Ci vuole un po’ di calcolo, ma è l’unico modo per ottenere una distribuzione uniforme del calore su tutta la superficie interessata. Potenza e efficacia Utilizziamo tubi allogeni a alta potenza. Sono veloci nell’emettere calore. Quando si lavora con materiali compositi utilizzati nell’aerospaziale, è necessario che il calore raggiunga rapidamente il materiale, senza bruciarne solo la superficie. Tuttavia, non si può irradiare tutto contemporaneamente. Le lampade vengono collegate a dei controller che permettono di regolare il calore in una zona specifica, senza influenzare il resto della struttura. Trade-off legati all’hardware Per sfruttare al meglio ogni lampada, utilizziamo riflettori resistenti. Essi aiutano a dirigere tutta l’energia infrarossa verso la zona interessata, ottenendo così una distribuzione più uniforme del calore. Un aspetto da tenere in considerazione è l’enorme consumo di energia. Se si utilizzano tubi da 2 kW, si richiede una grande quantità di corrente. Se i pannelli elettrici non sono progettati per gestire tale carico, i circuiti elettrici potrebbero interrompersi continuamente. È una soluzione davvero frustrante. Mantenimento dell’equipaggiamento Costruiamo gli array in moduli separati. Perché? Perché i tubi possono rompersi. Con questa soluzione, è possibile sostituire rapidamente i tubi danneggiati, senza dover smontare l’intero sistema. Utilizziamo anche connettori robusti, visto che questi elementi vengono spostati continuamente e subiscono molte sollecitazioni. Attenzione: questi tubi diventano estremamente caldi. Se il sistema di raffreddamento non è adeguato, i supporti dello strumento potrebbero deformarsi. E questo è sicuramente un problema che nessuno vuole affrontare.
