基于记忆合金技术高温下失效的连接固定装置及应用方法与流程

本发明涉及火工品和飞行器动力装置领域，具体涉及一种基于记忆合金技术高温下失效的连接固定装置及应用方法。

背景技术：

随着固体推进剂能量的提高，产生的破坏威力也就越大。当装载固体推进剂的固体火箭发动机受到热、火焰、撞击等外部激励时，存在意外引燃的危险，导致爆炸甚至爆轰发生，不但使固体火箭发动机丧失应有功能，而且会造成严重生命财产损失。

导弹武器中的固体火箭发动机除了需要具有高性能外，也对安全性提出了迫切的需求。采用低易损技术可大幅提高固体火箭发动机的安全性和可靠性，避免在外部刺激下发动机发生爆炸或爆轰，降低使用单位和平台的危险隐患。因此受到固体推进领域的广泛关注，成为固体火箭发动机的一个重要发展方向，对于我军装备有着明确的应用方向和重要意义。在受到危险激励时将发动机分解，是低易损技术实施的一条有效途径，能够保证危险环境下，燃烧室能够快速泄压，确保发动机不会发生爆炸。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于记忆合金技术高温下失效的连接固定装置及应用方法，在受到高温激励时，能使固体火箭发动机分解，形成燃烧室泄压通道，避免发动机发生爆炸或爆轰。

为了达到上述的目的，本发明提供一种基于记忆合金技术高温下失效的连接固定装置，包括连接结构本体、弹性卡键或挡圈，以及记忆合金制成的温敏卡块；所述连接结构本体上开设槽沟；弹性卡键或挡圈，以及所述记忆合金制成的温敏卡块均置于所述槽沟内，且所述记忆合金制成的温敏卡块对弹性卡键或挡圈施加约束力。

上述基于记忆合金技术高温下失效的连接固定装置，其中，当环境温度高于所述记忆合金制成的温敏卡块的变形温度一段时间后，所述记忆合金制成的温敏卡块变形失去对弹性卡键或挡圈的约束，弹性卡键或挡圈恢复原状，连接固定功能失效。

上述基于记忆合金技术高温下失效的连接固定装置，其中，所述基于记忆合金技术高温下失效的连接固定装置还包括安全螺栓，在战斗状态下，所述安全螺栓与弹性卡键或挡圈连接，用于固定弹性卡键或挡圈的状态。

本发明提供的另一技术方案是上述基于记忆合金技术高温下失效的连接固定装置的应用方法，用于固体火箭发动机、固液混合火箭发动机或固体燃气发生器，当受外界意外高温激励时，所述基于记忆合金技术高温下失效的连接固定装置使固体火箭发动机、固液混合火箭发动机或固体燃气发生器分解。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果是：

利用本发明可以实现贮存、运输和维护等过程中，固体火箭发动机在遭受快速烤燃、慢速烤燃等温度激励时，对发动机进行分解，形成燃烧室泄压通道，避免发动机发生爆炸和爆轰等二次灾害。

附图说明

本发明的基于记忆合金技术高温下失效的连接固定装置及应用方法由以下的实施例及附图给出。

图1为本发明较佳实施例的基于记忆合金技术高温下失效的连接固定装置用于常规固体火箭发动机燃烧室和喷管连接的示意图。

图2为本发明较佳实施例的基于记忆合金技术高温下失效的连接固定装置的示意图。

具体实施方式

以下将结合图1～图2对本发明的基于记忆合金技术高温下失效的连接固定装置及应用方法作进一步的详细描述。

本发明的基于记忆合金技术高温下失效的连接固定装置包括连接结构本体、弹性卡键或挡圈，以及记忆合金制成的温敏卡块；

所述连接结构本体上开设槽沟；弹性卡键或挡圈，以及所述记忆合金制成的温敏卡块均置于所述槽沟内，且所述记忆合金制成的温敏卡块对弹性卡键或挡圈施加约束力。

本发明的连接固定装置利用连接结构本体和弹性卡键(或挡圈)的配合，使被连接的部件间相对位置固定，从而达到连接固定的目的，弹性卡键或挡圈起限位、定位功能。在正常工作状态下(实现连接固定目的)，弹性卡键或挡圈不能松动、移动，否则失去其限位、定位功能，本发明中，防止弹性卡键或挡圈松动、移动依靠记忆合金制成的温敏卡块施加的约束力。当受到高温激励时，所述记忆合金制成的温敏卡块受热产生形变，该形变使得所述记忆合金制成的温敏卡块对弹性卡键或挡圈失去约束，弹性卡键或挡圈失去限位、定位功能，从而实现该处分离。

现以具体实施例详细说明本发明的基于记忆合金技术高温下失效的连接固定装置。

图1所示为本实施例的基于记忆合金技术高温下失效的连接固定装置用于常规固体火箭发动机燃烧室和喷管连接的示意图；图2所示为本实施例的基于记忆合金技术高温下失效的连接固定装置的示意图。

参见图1，固体火箭发动机燃烧室尾部的喉衬9，其靠近燃烧室的一段上套设有喉衬隔热层8，在喉衬隔热层8上套设有壳体绝热层1，喉衬9其余段上套设有扩散段10，在扩散段10上套设有扩散段支架3，喷管壳体2套设在扩散段支架3上，喉衬隔热层8、喉衬9、扩散段10和扩散段支架3粘接成一体；在喷管壳体2内壁上开设槽沟，在槽沟内设置挡圈或弹性卡键用于限制粘接体(即喉衬隔热层8+喉衬9+扩散段10+扩散段支架3)在轴向上的移动，实现粘接体与喷管壳体2的连接固定。

以挡圈为例，参见图2，喷管壳体2为连接结构本体，在喷管壳体2内壁上开设环形槽沟，挡圈4和记忆合金制成的温敏卡块5组合成一环体，将该环体置于环形槽沟内；挡圈4为弹性挡圈，具有一定伸缩能力，置于环形槽沟内时，记忆合金制成的温敏卡块5对挡圈4施力，使挡圈4压缩；挡圈4和记忆合金制成的温敏卡块5组合成的环体对粘接体进行限位，固定粘接体与喷管壳体2之间的相对位置，达到连接固定作用。记忆合金制成的温敏卡块5对挡圈4施力，可防止挡圈4松动、移动，脱离原来位置，保障连接固定作用有效。

当固体火箭发动机遭受外界爆炸、火灾、撞击等意外引起的快速烤燃、慢速烤燃等突发状况时，记忆合金制成的温敏卡块5的温度达到一定值(理想温度约110℃)并保持一段时间后开始变形脱离挡圈4，挡圈4因失去记忆合金制成的温敏卡块5的约束而恢复原状，限位固定失效(即连接固定装置连接固定功能失效)，粘接成一体的喉衬隔热层8、喉衬9、扩散段支架3和扩散段10在内压作用下整体脱落，从而形成一个较大的泄压口，避免燃烧室内固体推进剂燃烧后形成高压而使得发动机爆炸，甚至爆轰。

采用弹性卡键限位固定时，在喷管壳体2内壁上、需要设计限位固定点的位置开设槽沟，若有多个限位固定点，需开设多个槽沟；每个槽沟内均放置一弹性卡键和一记忆合金制成的温敏卡块5，记忆合金制成的温敏卡块5对弹性卡键施力，使弹性卡键压缩，防止弹性卡键松动、移动，脱离原来位置，保障连接固定作用有效。当固体火箭发动机遭受外界意外高温激励时，记忆合金制成的温敏卡块5的温度达到一定值并保持一段时间后开始变形脱离弹性卡键，弹性卡键因失去记忆合金制成的温敏卡块5的约束而恢复原状，限位固定失效，粘接成一体的喉衬隔热层8、喉衬9、扩散段支架3和扩散段10在内压作用下整体脱落，从而形成一个较大的泄压口，避免燃烧室内固体推进剂燃烧后形成高压而使得发动机爆炸，甚至爆轰。

战斗状态下，连接固定装置的连接固定功能应保障有效，为防止战斗过程中高温对连接固定装置的影响，所述连接固定装置还可包括安全螺栓，如图2所示，所述安全螺栓与弹性卡键或挡圈连接，用于固定弹性卡键或挡圈的状态，这样，即使战斗过程中的高温高于记忆合金制成的温敏卡块5的变形温度，使记忆合金制成的温敏卡块5变形，弹性卡键或挡圈也不会松动、移动，脱离原来位置，从而保障了连接固定作用的可靠性。所述连接固定装置包含安全螺栓的情况，在需要对意外危险进行响应的状态下(如贮存、运输、维护等)，不安装(即不使用)安全螺栓，在导弹发射前再安装安全螺栓。

若战斗过程中的温度始终小于记忆合金制成的温敏卡块5的变形温度，则所述连接固定装置可省去安全螺栓。

本实施例的基于记忆合金技术高温下失效的连接固定装置可用于固体火箭发动机、固液混合火箭发动机或固体燃气发生器，当受外界意外高温激励时，所述基于记忆合金技术高温下失效的连接固定装置使固体火箭发动机、固液混合火箭发动机或固体燃气发生器分解。