一种用于战斗部的温敏泄压结构

技术领域

本发明涉及弹药泄压技术领域，具体而言，涉及一种用于战斗部的温敏泄压结构。

背景技术

弹药在生产、运输、吊装、维护、演习、作战等过程中，一旦遭遇火灾等意外热刺激事故场景，弹药直接湮没在火焰中或受到热辐持续作用，可能导致弹药发生爆燃、爆炸等高烈度反应，造成人员伤亡和武器装备损毁。为了提高弹药的安全性，国内外科研人员从含能材料配方、装药技术、泄压设计等多方面开展技术研究，其中泄压设计是指在弹药外壳结构中设计有温度敏感部分，一旦温升达到一定程度，该部分结构失去对内部装药的约束，使得内部装药因高温产生的气体可以直接排出，从而降低反应烈度等级，降低危害程度。

目前的战斗部通常在尾部设计特定形状的泄压口，在意外热刺激条件下，泄压口低熔点材料熔化形成泄压通道，炸药产物气体可顺利排出，可有效缓释战斗部在热刺激环境下装药热分解产生的压力，降低战斗部在火烧及慢烤下的反应烈度。但是通常低熔点聚合物和低熔点合金常温环境下物理化学性能不稳定，且强度差，因此为了保证战斗部的安全性和强度要求，泄压口的面积通常较小，难以实现快速的泄压。

有鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有战斗部泄压口通常采用低熔点聚合物和低熔点合金，物理化学性能不稳定，且强度差，因此泄压口的面积通常较小，难以实现快速的泄压，目的在于提供一种用于战斗部的温敏泄压结构，通过采用形状记忆合金材料作为温度敏感结构，并结合特殊的泄压结构设计，能够实现战斗部的快速泄压，且物理化学性能稳定、强度高，能够适用于各类型战斗部尾部设计。

本发明通过下述技术方案实现：

一种用于战斗部的温敏泄压结构，包括外壳和设置在外壳末端并对末端进行封闭的端盖，所述端盖能够朝远离外壳的外侧脱离外壳，所述端盖外侧的外壳内侧壁上开设有凹槽，所述凹槽内沿着环向方向嵌设有多个压齿；

所述压齿的内侧端面贴合在外壳内圈与端盖外圈的界面交接处，用于限制端盖朝向外侧的移动；

所述压齿与端盖的外表面之间连有形状记忆合金，形状记忆合金的一端与端盖固定连接，另一端与压齿固定连接，当环境温度升高到所述形状记忆合金的相变温度点，所述形状记忆合金产生变形使压齿沿着端盖的外表面移动从凹槽中脱离，端盖能够自由脱离外壳。

本发明通过采用形状记忆合金材料作为温度敏感结构，并结合特殊的泄压结构设计，能够实现战斗部的快速泄压，且物理化学性能稳定、强度高，能够适用于各类型战斗部尾部设计。

本发明的泄压结构，在常规环境下，形状记忆合金顶住压齿嵌在外壳的凹槽中，压齿压住端盖使其无法朝外脱离；在热刺激条件下，当环境温度升高到所用形状记忆合金的相变温度点Af时，形状记忆合金收缩，带动压齿脱离外壳内表面的凹槽，从而失去对端盖的约束作用，此时在内部气压的作用下端盖可以自由脱离外壳，从而形成形状最大化的泄压通道，使得外壳内部装药产气压力自由释放到外界。本发明通过端盖、压齿和形状记忆合金的特殊结构设计，热刺激条件下泄压时端盖整体脱离外壳，相比传统各类泄压孔，泄压面积大大的提高，因此能够快速的降低战斗部在意外热刺激条件下的反应烈度，提高战斗部热安全性。而本发明采用的形状记忆合金强度可达数百MPa，甚至GPa量级，强度远远高于一般的低熔点熔融金属和高分子聚合物泄压材料，因此在常规环境下物理化学性能更稳定、强度更高，能够保证战斗部泄压结构的安全性和强度要求。

进一步的，所述凹槽内壁呈锯齿状，所述压齿的外壁呈与凹槽内壁相匹配的锯齿状，能够进一步提高压齿与外壳内壁凹槽之间的连接稳定性，通过锯齿状结构限制压齿朝向外侧的运动，从而保证对端盖的约束作用。

进一步的，所述形状记忆合金包括多个圆弧形的形状记忆合金压环和条形的形状记忆合金荆条；所述形状记忆合金压环的外圈与压齿的内圈贴合并固定连接，多个圆弧形的形状记忆合金压环拼接形成完整圆环；相邻形状记忆合金压环的端部之间嵌设有形状记忆合金荆条，所述形状记忆合金荆条的另一端连接在端盖上且形状记忆合金荆条与端盖的直径方向重合。

进一步的，所述压齿和形状记忆合金压环均设置有4个，所述形状记忆合金压环呈四分之一圆弧形结构，所述相邻两个压齿端部之间具有间距。

本发明的泄压结构，常规环境下，形状记忆合金压环形成一个完整圆环并在形状记忆合金荆条的作用力下顶住压齿嵌在外壳的锯齿形凹槽中，压齿压住端盖使其无法脱离，热刺激条件下，形状记忆合金荆条的一端由于固定在端盖上无法移动，因此形状记忆合金荆条和形状记忆合金压环沿着端盖的表面整体向内部中心收缩，形状记忆合金压环带动压齿向端盖圆心所在方向移动，并脱离外壳内表面的锯齿状凹槽，失去对端盖的约束作用，从而端盖从外壳处自由脱离，形状最大化的泄压通道，使得外壳内部装药产气压力自由释放到外界。

本发明通过形状记忆合金压环和条形的形状记忆合金荆条的特殊结构设计，既能够保证在常规环境下泄压结构具有良好的强度以及稳定性，从而对泄压口进行有效的封闭，又能够在热刺激条件下快速的实现泄压通道的最大化开启。

进一步的，每个压齿通过螺钉和对应贴合的形状记忆合金压环固定连接，所述相邻两个形状记忆合金压环的端部与嵌入的形状记忆合金荆条端部之间通过螺栓固定连接。

进一步的，所述端盖的外表面中心处设置有凸起圆环，所述凸起圆环上沿着圆周方向分别分布有多个与形状记忆合金荆条宽度相匹配的缺口；所述形状记忆合金荆条的另一端具有呈圆柱状的固定柱，所述固定柱的宽度大于形状记忆合金荆条宽度，所述形状记忆合金荆条的另一端扣入凸起圆环(的缺口。

本发明的压齿、形状记忆合金压环、形状记忆合金荆条与端盖之间均通过可拆卸方式连接，能够方便泄压结构部件的安装与拆卸。

进一步的，所述形状记忆合金采用NiTi基三元记忆合金或NiTi基四元记忆合金，其奥氏体相变结束温度Af高于弹药服役环境温度，低于装药点火温度，同时强度高，物理化学性能稳定。

进一步的，所述压齿采用高强度铝合金材料制得。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明实施例提供的一种用于战斗部的温敏泄压结构，通过采用形状记忆合金材料作为温度敏感结构，并结合特殊的泄压结构设计，能够实现战斗部的快速泄压，且物理化学性能稳定、强度高，能够适用于各类型战斗部尾部设计；

2、本发明实施例提供的一种用于战斗部的温敏泄压结构，通过端盖、压齿和形状记忆合金的特殊结构设计，热刺激条件下泄压时端盖整体脱离外壳，相比传统各类泄压孔，泄压面积大大的提高，因此能够快速的降低战斗部在意外热刺激条件下的反应烈度，提高战斗部热安全性；

3、本发明实施例提供的一种用于战斗部的温敏泄压结构，通过形状记忆合金压环和条形的形状记忆合金荆条的特殊结构设计，既能够保证在常规环境下泄压结构具有良好的强度以及稳定性，从而对泄压口进行有效的封闭，又能够在热刺激条件下快速的实现泄压通道的最大化开启。

附图说明

为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的泄压结构三维结构示意图；

图2为本发明实施例提供的泄压结构剖视图；

图3为本发明实施例提供的形状记忆合金荆条和形状记忆合金压环结构示意图；

图4为本发明实施例提供的压齿结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-外壳，2-端盖，3-压齿，4-形状记忆合金荆条，5-形状记忆合金压环。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本本发明。在其他实施例中，为了避免混淆本本发明，未具体描述公知的结构。

在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。

在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

实施例1

如图1-图4所示，本发明实施例提供一种用于战斗部的温敏泄压结构，包括外壳1和设置在外壳1末端并对末端进行封闭的端盖2，所述端盖2能够朝远离外壳1的外侧脱离外壳，所述端盖2外侧的外壳1内侧壁上开设有凹槽，所述凹槽内沿着环向方向嵌设有多个压齿3；

所述压齿3的内侧端面贴合在外壳1内圈与端盖2外圈的界面交接处，用于限制端盖2朝向外侧的移动；

所述压齿3与端盖2的外表面之间连有形状记忆合金，形状记忆合金的一端与端盖2固定连接，另一端与压齿3固定连接，当环境温度升高到所述形状记忆合金的相变温度点，所述形状记忆合金产生变形使压齿3沿着端盖2的外表面移动从凹槽中脱离，端盖2能够自由脱离外壳1。

本发明通过采用形状记忆合金材料作为温度敏感结构，并结合特殊的泄压结构设计，能够实现战斗部的快速泄压，且物理化学性能稳定、强度高，能够适用于各类型战斗部尾部设计。

本发明的泄压结构，在常规环境下，形状记忆合金顶住压齿嵌在外壳的凹槽中，压齿压住端盖使其无法朝外脱离；在热刺激条件下，当环境温度升高到所用形状记忆合金的相变温度点Af时，形状记忆合金收缩，带动压齿脱离外壳内表面的凹槽，从而失去对端盖的约束作用，此时在内部气压的作用下端盖可以自由脱离外壳，从而形成形状最大化的泄压通道，使得外壳内部装药产气压力自由释放到外界。本发明通过端盖、压齿和形状记忆合金的特殊结构设计，热刺激条件下泄压时端盖整体脱离外壳，相比传统各类泄压孔，泄压面积大大的提高，因此能够快速的降低战斗部在意外热刺激条件下的反应烈度，提高战斗部热安全性。而本发明采用的形状记忆合金强度可达数百MPa，甚至GPa量级，强度远远高于一般的低熔点熔融金属和高分子聚合物泄压材料，因此在常规环境下物理化学性能更稳定、强度更高，能够保证战斗部泄压结构的安全性和强度要求。

进一步的，所述凹槽内壁呈锯齿状，所述压齿3的外壁呈与凹槽内壁相匹配的锯齿状，能够进一步提高压齿与外壳内壁凹槽之间的连接稳定性，通过锯齿状结构限制压齿朝向外侧的运动，从而保证对端盖的约束作用。

进一步的，所述形状记忆合金包括多个圆弧形的形状记忆合金压环5和条形的形状记忆合金荆条4；所述形状记忆合金压环5的外圈与压齿3的内圈贴合并固定连接，多个圆弧形的形状记忆合金压环5拼接形成完整圆环；相邻形状记忆合金压环5的端部之间嵌设有形状记忆合金荆条4，所述形状记忆合金荆条4的另一端连接在端盖2上且形状记忆合金荆条4与端盖2的直径方向重合。

进一步的，所述压齿3和形状记忆合金压环5均设置有4个，所述形状记忆合金压环5呈四分之一圆弧形结构，所述相邻两个压齿3端部之间具有间距。

本发明的泄压结构，常规环境下，形状记忆合金压环5形成一个完整圆环并在形状记忆合金荆条4的作用力下顶住压齿3嵌在外壳的锯齿形凹槽中，压齿3压住端盖2使其无法脱离，热刺激条件下，形状记忆合金荆条4的一端由于固定在端盖上无法移动，因此形状记忆合金荆条4和形状记忆合金压环5沿着端盖的表面整体向内部中心收缩，形状记忆合金压环带动压齿3向端盖圆心所在方向移动，并脱离外壳内表面的锯齿状凹槽，失去对端盖2的约束作用，从而端盖2从外壳1处自由脱离，形状最大化的泄压通道，使得外壳1内部装药产气压力自由释放到外界。

本发明通过形状记忆合金压环和条形的形状记忆合金荆条的特殊结构设计，既能够保证在常规环境下泄压结构具有良好的强度以及稳定性，从而对泄压口进行有效的封闭，又能够在热刺激条件下快速的实现泄压通道的最大化开启。

进一步的，每个压齿3通过螺钉和对应贴合的形状记忆合金压环5固定连接，所述相邻两个形状记忆合金压环5的端部与嵌入的形状记忆合金荆条4端部之间通过螺栓固定连接。

进一步的，所述端盖2的外表面中心处设置有凸起圆环，所述凸起圆环上沿着圆周方向分别分布有多个与形状记忆合金荆条4宽度相匹配的缺口；所述形状记忆合金荆条4的另一端具有呈圆柱状的固定柱，所述固定柱的宽度大于形状记忆合金荆条4宽度，所述形状记忆合金荆条4的另一端扣入凸起圆环的缺口。

本发明的压齿、形状记忆合金压环、形状记忆合金荆条与端盖之间均通过可拆卸方式连接，能够方便泄压结构部件的安装与拆卸。

进一步的，所述形状记忆合金采用NiTi基三元记忆合金或NiTi基四元记忆合金，其奥氏体相变结束温度Af高于弹药服役环境温度，低于装药点火温度，同时强度高，物理化学性能稳定。

进一步的，所述压齿3采用高强度铝合金材料制得。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。