Aerospace

Jedes Gramm zählt, jedes Kelvin auch

In der Luft- und Raumfahrt konkurrieren Kühlleistung und Masse direkt miteinander. Wir konstruieren Kühlkörper, die beides zusammenbringen: geringe Masse bei hoher Wärmeabfuhr, ausgelegt für Vibration, Temperaturwechsel und Vakuum.

Mehrseitige Bauteilkühlung Produktbeispiel 7-2 | Multipress
Einseitig eingepresste Rohre Produktbeispiel 5-1 | Monopress
Innenstrukturierte Kühlplatten Produktbeispiel 4 | Structureflow
Vertraut von Technologieführern:
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Nicht nur Elektronik

An Bord wird mehr heiß als die Avionik.

Neben Leistungselektronik kühlen wir Strukturbauteile, Antriebe und Systemkomponenten. Gerade dort entscheidet die Kühlung über die zulässige Dauerlast und über die Masse, die du dafür mitnehmen musst.

  • Avionik & Steuergeräte

    Kompakte Cold Plates für dicht gepackte Elektronikracks.

  • Leistungselektronik

    Umrichter und Wandler in elektrischen Antriebssträngen.

  • Batteriesysteme

    Gleichmäßige Zelltemperierung über große Flächen.

  • E-Motoren & Statoren

    Verlustwärme direkt an der Wicklung abführen.

  • Strukturbauteile

    Kühlkanäle in tragende Bauteile integriert, das spart Masse.

  • Radar- & Sensorik

    Temperaturkonstanz für stabile Messgenauigkeit.

  • Bordnetz & Verteilung

    Busbars und Schaltanlagen im Bordnetz.

Leichtbau

Masse · Zuverlässigkeit · Qualifizierbarkeit

In der Luft- und Raumfahrt lässt sich keine dieser drei Achsen gegen eine andere eintauschen. Ein leichter Kühlkörper, der die Vibrationsprüfung nicht besteht, ist wertlos. Wir legen deshalb von Anfang an gegen alle drei aus.

  • Masse

    Kühlleistung pro Kilogramm ist die relevante Größe. Wir konstruieren gegen das Massebudget, nicht gegen den Katalog.

  • Zuverlässigkeit

    Die Auslegung deckt Vibration, Schock, Temperaturwechsel und Langzeitstabilität über die geforderte Lebensdauer ab.

  • Qualifizierbarkeit

    Werkstoffnachweise, Maß- und Dichtheitsprotokolle: Die Dokumentation planen wir vor Serienstart in den Prozess ein.

Was wir für Luft- und Raumfahrt konstruieren

  • Leichtbau-Cold-Plates : Kühlleistung bei geringer Masse.
  • Strukturintegrierte Kühlung : Kanal und Struktur in einem Bauteil.
  • Batterie- und Antriebskühlung : für elektrische und hybride Antriebsstränge.
  • Vakuumtaugliche Bauteile : ausgasarm, He-dicht geprüft.
  • Sonderkonstruktionen : für enge und unregelmäßige Bauräume.

Referenzen nennen wir im Gespräch, weil viele Projekte unter Geheimhaltung laufen.

Kühlung für Luft- und Raumfahrt

Alles aus einer Hand, von der Entwicklung bis zur Serie.

COOLTEC übernimmt dein Thermomanagement komplett: ein Ansprechpartner, ein Prozess, von der ersten Idee bis zur Serienlieferung. Du steigst dort ein, wo du stehst. Entwicklung, Simulation und Konstruktion sind optional.

  1. Optional

    Entwicklung & Simulation

    Wir entwickeln, simulieren und konstruieren deine Kühllösung und testen sie virtuell, bevor wir physisch produzieren.

  2. Herstellbarkeit & Kosten

    Du weißt schon, was du brauchst? Wir prüfen Herstellbarkeit und optimieren dein Design für die Serie.

  3. Muster & Prototypen

    Muster in rund 6-8 Wochen Standardlieferzeit, per Express in 2-4 Wochen, je nach Produkt und Komplexität.

  4. Serienproduktion

    Hochautomatisierte High-Tech-Fertigung in Deutschland, Low-Cost-Serien aus Asien.

  5. Versorgung & Lifecycle

    Rahmenverträge, Lagerhaltung, Last-Time-Buy: Wir sichern deine Versorgung über den gesamten Produktlebenszyklus.

Vorschau: Aerospace Thermal Guide: Kühlung unter Massebudget
Im Guide

Aerospace Thermal Guide: Kühlung unter Massebudget

Kein Produktkatalog, sondern Auslegungswissen: wie sich Kühlleistung, Masse und Qualifizierbarkeit in Einklang bringen lassen und woran Projekte typischerweise scheitern.

Mit Experten sprechen+49 (0)36781 44 69-0
Sebastian Krüger, Head of Sales und Aerospace-Expert
Dein Ansprechpartner

Sebastian Krüger

Head of Sales und Aerospace-Expert

Bring deine thermische Herausforderung mit: Verlustleistung, Bauraum, Medium, Umgebungsbedingungen. Sebastian sucht mit dir im ersten Gespräch die richtigen Lösungsansätze und stellt direkt das Team zusammen, das wir dafür brauchen, aus Anwendungstechnik, Produktionstechnik und Thermoengineering. Eine Warteschleife gibt es dabei nicht.

FAQ Aerospace

Die Fragen, die uns Aerospace-Entwickler wirklich stellen.

Ist COOLTEC nach EN 9100 zertifiziert?

Nein. COOLTEC ist nach DIN EN ISO 9001:2015 zertifiziert (TÜV Thüringen), nicht nach EN 9100. Für ein flugzeugzugelassenes Serienteil ist das ein Ausschlusskriterium, und wir sagen es deshalb an erster Stelle statt im Kleingedruckten. Wo wir in der Luft- und Raumfahrt regelmäßig arbeiten, ist die Phase davor: Technologiestudien, Vorentwicklung, Funktionsmuster und Prüfstandsaufbauten, also Bauteile, die nicht fliegen, aber die Auslegung entscheiden. Werkstoffzeugnisse, Maßprotokolle und Dichtheitsnachweise liefern wir; eine Bauteilzulassung oder Qualifikation nach Luftfahrtstandard nicht. Wenn dein Projekt später in die Serie geht, ist die saubere Reihenfolge: Auslegung und Muster mit uns, Serienfertigung bei einem EN-9100-Betrieb, gegebenenfalls mit Übergabe der Konstruktion.

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Kann Kraftstoff als Kühlmedium verwendet werden?

Kraftstoff als Kühlmedium, der sogenannte Fuel Cooler, ist technisch möglich und wird in der Luftfahrt genutzt, weil der Treibstoff ohnehin an Bord ist und eine hohe Wärmekapazität hat. Die Herausforderungen sind nicht thermisch, sondern sicherheits- und werkstoffseitig: Der Kreislauf führt ein brennbares Medium, weshalb Dichtheit und Doppelbarrieren zwischen Kraftstoff und Elektronik eine andere Qualität bekommen als bei Wasser-Glykol. Werkstoffseitig muss die medienberührte Oberfläche mit Kerosin und dessen Additiven verträglich sein; Aluminium ist grundsätzlich geeignet, Elastomere sind kritisch und müssen kraftstofffest ausgewählt werden. Wir bewerten Machbarkeit, Werkstoffwahl und Dichtkonzept. Grenze und Ehrlichkeit: Die sicherheitstechnische Bewertung und Zulassung eines kraftstoffgeführten Kühlkreislaufs im Fluggerät liegt vollständig bei dir. Dafür sind wir nicht der richtige Partner.

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Wie leicht lässt sich ein Kühler bauen, ohne Druckfestigkeit zu verlieren?

Leichtbau bei Flüssigkeitskühlern heißt: Material nur dort lassen, wo es Wärme leitet oder Druck aufnimmt. Praktisch geschieht das über Taschen an nicht tragenden Bereichen, dünne Wände zwischen den Kanälen und den Verzicht auf massive Randbereiche. Der Zielkonflikt ist hart und lässt sich nicht wegkonstruieren: Jede Wandstärkenreduktion senkt den zulässigen Betriebsdruck und erhöht die Durchbiegung. Deshalb brauchen wir von dir die Priorität und den tatsächlichen Betriebsdruck, nicht den Prüfdruck einer Norm, die vielleicht gar nicht gilt. Zielgewichte im Bereich weniger Kilogramm bei einigen Hundert Watt sind erreichbar, wenn die Struktur konsequent darauf ausgelegt wird. Grenze: Gewicht, Druckfestigkeit und niedriger Wärmewiderstand lassen sich nicht zugleich maximieren. Von den drei Größen bekommst du zwei.

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Können gebogene oder gekrümmte Kühler gefertigt werden?

Ja. Gebogene Kühler für zylindrische oder konische Bauteile sind ein eigener Anwendungsfall, etwa zur Kühlung von Triebwerks- oder Gehäusekomponenten, bei denen eine flache Platte nicht anliegt. Wir setzen das über gebogene Grundkörper mit eingepressten Rohren um oder über Segmente, die der Kontur folgen. Wichtiger als die Biegung selbst ist der Anlagekontakt: Ein gebogener Kühler nutzt nur dann, wenn er über die gesamte Fläche anliegt, sonst entsteht ein Luftspalt, der die Kühlung mehr verschlechtert als die gewölbte Form sie verbessert. Deshalb arbeiten wir mit definierter Kontur und Anpresskonzept, nicht nur mit dem Radius. Grenze: Sehr kleine Radien begrenzen den Rohrdurchmesser und damit den Volumenstrom. Bei engen Krümmungen prüfen wir, ob Kanäle statt Rohre die bessere Lösung sind.

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Woher kommen die Bauteile, und wird der Warenursprung nachgewiesen?

Fertigung und Montage erfolgen in Deutschland; Vormaterial und einzelne Prozessschritte können von Partnern und Lieferwerken innerhalb und außerhalb Europas kommen. Auf Anfrage weisen wir den Warenursprung eines Bauteils aus. Das ist eine wiederkehrende Anforderung, sowohl für Zollzwecke als auch für Lieferantenqualifizierungen, in denen Herkunft ein Bewertungskriterium ist. Wichtig für deine Planung: Ursprungsnachweise müssen vor der Bestellung vereinbart werden, weil sie von der Beschaffungskette des jeweiligen Auftrags abhängen und nachträglich nicht rekonstruierbar sind. Wenn du Anforderungen an die Herkunft des Vormaterials hast, etwa europäisches Aluminium, nenn das in der Anfrage, weil es Verfügbarkeit und Preis beeinflusst. Grenze: Eine lückenlose Herkunftskette bis zur Schmelze können wir nur zusichern, wenn das Lieferwerk sie dokumentiert.

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Wie legt ihr gegen ein Massebudget aus?

Wir formulieren die Aufgabe als Kühlleistung pro Masse statt als absolute Kühlleistung. In der Simulation vergleichen wir Varianten mit unterschiedlicher Wandstärke, Werkstoff und Kanalführung und zeigen dir, wo die Kurve abflacht. Das ist der wirtschaftliche Auslegungspunkt.

Wie berücksichtigt ihr Vibration und Temperaturwechsel?

Fügestellen und Übergänge sind die kritischen Punkte. Wir bevorzugen deshalb Bauweisen mit wenigen Fügestellen und legen sie auf die geforderten Lastwechsel aus.

Welche Werkstoffe verarbeitet ihr?

Aluminium für Leichtbau, Kupfer für maximale Leitfähigkeit, Kupfernickel und Edelstahl für Beständigkeit. In vielen Aerospace-Projekten kombinieren wir: leitfähiges Material an der Wärmequelle, leichtes Material in der Struktur.

Sind eure Bauteile vakuumtauglich?

Ja. Wir wählen ausgasarme Werkstoffe, vermeiden eingeschlossene Volumina und stimmen Reinigungs- und Fügeprozesse auf die Vakuumanforderung ab. Dichtheit belegen wir bis in den Bereich der Helium-Prüfung.

In welchen Größen fertigt ihr Kühlkörper und Flüssigkeitskühlplatten?

Vom 30 mm kurzen Mikrokanalkühler bis zur 3 m (30.000 mm) langen Kühlplatte und bis zum komplett gekühlten Präzisionsgroßbauteil. Was geht, entscheidet nicht die Größe allein, sondern Werkstoff, Bauweise und Toleranz: Nenn uns deine Abmessungen, wir sagen dir, in welcher Bauweise wir sie fertigen.

Kühlt ihr auch Strukturbauteile und Antriebe?

Ja, in Aerospace ist das oft der größere Hebel. Wir integrieren Kühlkanäle in tragende Bauteile und kühlen Statoren, Batterien und Antriebselektronik. Das spart Masse gegenüber separaten Kühlkörpern.

Baut ihr auch für elektrische Antriebsstränge?

Ja: Umrichter, Wandler, Batteriemodule und E-Motoren.

Welche Dokumentation liefert ihr zur Qualifizierung?

Werkstoffnachweise, Maßprotokolle, Druck- und Dichtheitsprüfprotokolle im vereinbarten Umfang je Los oder je Teil. Für Erstbemusterungen erstellen wir die Dokumentation nach deiner Vorgabe.

Welche Stückzahlen und Lieferzeiten sind möglich?

Muster in rund 6-8 Wochen, per Express in 2-4 Wochen. Aerospace-Projekte laufen typischerweise in kleinen bis mittleren Stückzahlen mit hoher Variantenvielfalt. Dafür ist unsere Fertigung ausgelegt.

Grundlagen

Kühlkörper in der Luft- und Raumfahrt: worauf es technisch ankommt

Thermomanagement in Aerospace ist immer eine Optimierung unter Nebenbedingungen: Masse, Bauraum, Vibration, Qualifizierung. Die folgenden Abschnitte fassen unsere Herangehensweise zusammen.

Auszug aus dem Cool How Report 2026

So legen wir eine Kühllösung aus

Jede Auslegung beginnt mit denselben Randbedingungen: Verlustleistung Pv, maximal zulässige Bauteiltemperatur, Umgebungs- bzw. Vorlauftemperatur und die verfügbare Kontaktfläche. Erst daraus ergibt sich, welche Kühlstrategie überhaupt in Frage kommt.

Warum das so genau sein muss: Ein Temperaturanstieg um nur 10 Kelvin kann die Lebensdauer elektronischer Komponenten halbieren.

Die vier Kenngrößen eines thermischen Systems

λ
Wärmeleitfähigkeit [W/m·K]
Beschreibt den Wärmetransport im Medium. Kupfer liegt bei rund 400 W/m·K, Aluminium bei 150–200 W/m·K.
λ = Q̇ · l / (A · ΔT)
α
Wärmeübergangskoeffizient [W/m²·K]
Beschreibt den Wärmefluss zwischen fester Oberfläche und Fluid, also zwischen Kühlkörper und Luft oder Kühlmedium.
α = Q̇ / (A · ΔT) = Nu · λF / L
Rth
Wärmewiderstand [K/W]
Gibt an, welche Temperaturdifferenz nötig ist, um 1 W zu übertragen. Herstellerangaben gelten nur für die angegebenen Prüfbedingungen.
Rth = ΔT / Q̇
k
Wärmedurchgangskoeffizient [W/m²·K]
Wie der α-Wert, jedoch für den Durchgang durch Festkörperschichten statt für den Übergang an ein Fluid.
k = 1 / (Rth · A)

In fünf Schritten zur passenden Kühllösung

1
Systemparameter erfassen
Verlustleistung Pv, maximal zulässige Bauteiltemperatur Tmax, Kontaktfläche A sowie Umgebungstemperatur T0 (Luft) oder Vorlauftemperatur Tv (Flüssigkeit).
2
Temperaturdifferenz berechnen
ΔT = Tmax − T0 beziehungsweise ΔT = Tmax − Tv.
3
Erforderlichen Wärmewiderstand bestimmen
Rth = ΔT / Pv, der Wert, den die Kühllösung unterschreiten muss.
4
Wärmedurchgangskoeffizient abschätzen
Ist die Kontaktfläche bekannt: k = 1 / (Rth · A). Das macht Luft- und Flüssigkeitslösungen vergleichbar.
5
Kühlstrategie festlegen
Aus k und Bauraum ergibt sich, ob natürliche Konvektion, Zwangskühlung oder eine Cold Plate erforderlich ist.
Rechenbeispiel: Kühlung eines IGBT
Gegeben: A = 0,03 m², T0 = 20 °C, Tmax = 70 °C, Pv = 2000 W.
ΔT = 50 K  →  Rth = 50 K / 2000 W = 0,025 K/W  →  k = 1333,3 W/m²·K
Ergebnis: Für diesen Fall ist eine Flüssigkeitskühlung (Cold Plate) erforderlich.

Was den Wärmewiderstand eines Luftkühlkörpers beeinflusst

Effektive Kühlfläche: Mehr Fläche senkt den Rth, aber nur bis zu einem Grenzwert, dem sich der Wert asymptotisch nähert.
Ausrichtung bei natürlicher Konvektion: Die Lage zur Schwerkraft bestimmt die Strömungsgeschwindigkeit. Je langsamer die Strömung, desto höher der Rth.
Strömungsgeschwindigkeit: Mit Lüftern steigt sie deutlich gegenüber freier Konvektion. Die Einbaulage wird dann zweitrangig.
Verlustleistung: Der Rth-Wert sinkt mit steigender Verlustleistung und nähert sich einem konstanten Wert.

Werkstoffe: Wärmeleitfähigkeit und Strömungsgrenzen

Die Werkstoffwahl entscheidet über thermische Performance und Lebensdauer. Wird die maximal empfohlene Strömungsgeschwindigkeit im Rohr überschritten, trägt das Medium die schützende Passivschicht mechanisch ab. Erosion und Leckage sind die Folge.

Werkstoff Wärmeleitfähigkeit bei 20 °C Max. Strömungsgeschw.
Kupfer / Kupferlegierungen 305–394 W/m·K 2,0 m/s
Aluminium / Al-Legierungen 125–210 W/m·K 1,8 m/s (Strukturen 1–2 m/s)
Kupfer-Nickel (CuNi) - 3,5 m/s
Edelstahl geringe Leitfähigkeit, sehr gute Korrosionsbeständigkeit 4,5 m/s
Graphit (parallel zur Schichtebene) bis 2000 W/m·K, technisch 140–160 W/m·K -
Sinterkeramik (BN, SiC) 100–200 W/m·K, elektrisch isolierend -

Diese Daten brauchen wir für deine Auslegung

Je vollständiger die Randbedingungen, desto schneller kommen wir von der ersten Abschätzung zur belastbaren CFD-Simulation. Diese Checkliste stammt aus dem Cool How Report und ist die Grundlage jedes Auslegungsgesprächs.

Flüssigkeitskühlkörper
Verlustleistung und deren Lage
Vorlauftemperatur und Daten des Kühlmediums
Verfügbarer Volumenstrom, gewünschter Druckverlust
Festkörperwerkstoffe und Materialkombinationen im Kreislauf
Max. zulässige Oberflächentemperatur
Übergangswiderstände der Bauteilanbindung
Wenn vorhanden: CAD-Modell
Luftkühlkörper
Verlustleistung und deren Lage
Thermische Anbindung (Datenblatt Paste oder Pad)
Umgebungstemperatur
Ausrichtung des Kühlkörpers im Raum
Ggf. Datenblatt des vorgesehenen Lüfters
Bauraum und Einbaumöglichkeiten
Zulässige Temperaturstreuung auf der Oberfläche

Kühlleistung pro Kilogramm

Die absolute Kühlleistung ist in Aerospace selten die entscheidende Größe. Relevant ist, wie viel Wärme du je Kilogramm mitgeführter Masse abführen kannst und ab welchem Punkt zusätzliche Masse kaum noch Leistung bringt.

Wir zeigen diesen Punkt in der Simulation: Varianten mit unterschiedlicher Wandstärke, Kanalzahl und Werkstoff im direkten Vergleich. Die Entscheidung triffst du auf Basis von Zahlen, nicht von Erfahrungswerten.

Strukturintegrierte Kühlung

Der größte Massegewinn entsteht, wenn Kühlkörper und Strukturbauteil ein Teil werden. Kanäle laufen dann durch tragendes Material, Fügestellen und Befestigungen entfallen.

Das setzt voraus, dass thermische und mechanische Auslegung gemeinsam laufen. Wir konstruieren solche Bauteile deshalb im Dialog mit deiner Strukturabteilung, nicht danach.

Vibration, Schock und Lastwechsel

Fügestellen sind die Schwachstelle jedes Kühlkörpers unter Vibration. Jede Verbindung zwischen Rohr, Platte und Anschluss ist ein potenzieller Rissausgang über die Lebensdauer.

Wir bevorzugen deshalb Bauweisen mit wenigen Fügestellen und prüfen die verbleibenden auf die geforderten Lastwechsel. Welche Prüfnormen gelten, klären wir zu Projektbeginn.

Qualifizierung ohne Überraschungen

Qualifizierung scheitert selten an der Kühlleistung, häufig an fehlender Dokumentation. Werkstoffnachweise, Maßprotokolle und Dichtheitsnachweise müssen von Anfang an im Prozess vorgesehen sein.

Wir klären den Dokumentationsumfang vor Serienstart und planen die Prüfschritte ein, statt sie nachträglich zu rekonstruieren.

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Rth und Massebudget gemeinsam ausgelegt
Vibration, Vakuum und Dichtheit als Prüfgrößen
Aus 30+ Jahren Projekterfahrung, ohne Marketingfüllstoff
Wir schicken dir keinen Newsletter und rufen nur an, wenn du es willst.

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