[发明专利]含有液体金属层的复合型壳体

说明书

技术领域

本发明涉及防护技术领域，特别是涉及一种含有液体金属层的复合型壳体。

背景技术

高能激光武器的破坏效应主要有热烧蚀破坏、激波破坏以及辐射破坏三种。其中，热烧蚀破坏效应为最常见且最易发生的破坏效应。当高能激光武器的激光束照射到目标上后，目标壳体表面材料物质的电子由于吸收光能产生碰撞而转化为热能，使材料的温度由表及里迅速升高，当达到一定温度时材料被熔融甚至气化，由此形成的蒸气以极高的速度向外膨胀喷溅，同时冲刷带走熔融材料液滴或固态颗粒，从而在材料上造成凹坑甚至穿孔。目前，导弹、飞机、卫星的壳体一般都选用熔点在1500℃左右的合金材料，而功率2～3MW的脉冲高能激光只要在其壳体表面某固定部位辐照3～5s，便容易使其烧蚀熔融甚至气化。

以导弹为例，面对高能激光武器的威胁，为了提高导弹的突防能力，各国开始重视研究反激光措施，既有抗激光侦察的隐身技术，又有抗激光杀伤的防护技术，如旋转导弹、超高音速导弹等，而导弹表面涂覆反光涂层或隔热防护层的反激光措施尤为引人关注。现代导弹壳体结构一般由三层组成，即在燃料密封衬套层外逐层覆盖由玻璃纤维复合材料构成的导弹壳体层及外包层结构。而当前最常见的激光防护结构由两层防热层夹持一层抗激光烧蚀阻挡层组成，将此三层粘结在一起，固联到导弹壳体的外表面上。

但是现有的这种结构对防护材料的热耐受性提出了极高的要求，即防热层及烧蚀阻挡层必须具有非常高的软化或熔融温度，从而增加防护层材料的成本和复合型抗激光辐照壳体制作工艺复杂度。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何解决现有的复合型抗激光辐照壳体制作工艺复杂，采用的防护层材料成本高，保护效果不好的问题。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明一方面提供一种含有液体金属层的复合型壳体，包括壳体本体和烧蚀阻挡层，烧蚀阻挡层的内部或壳体本体和烧蚀阻挡层之间设有液体金属层，烧蚀阻挡层的内部设有至少一层液体金属层。

为解决上述技术问题，本发明另一方面提供一种含有液体金属层的复合型壳体，包括壳体本体、烧蚀阻挡层、上防热层和下防热层，烧蚀阻挡层设于上防热层和下防热层之间，上防热层内或烧蚀阻挡层内或下防热层内或上防热层与烧蚀阻挡层之间或烧蚀阻挡层与下防热层之间或下防热层与壳体本体之间设有液体金属层，上防热层内设有至少一层液体金属层，下防热层内设有至少一层液体金属层，烧蚀阻挡层内设有至少一层液体金属层。

进一步的，液体金属层的厚度小于烧蚀阻挡层厚度的四分之一。

进一步的，液体金属层的厚度小于烧蚀阻挡层厚度的八分之一。

进一步的，液体金属层内的液体金属材料为金属镓、不同配比下的低熔点镓基合金、钠钾合金以及含有铟的伍德合金。

进一步的，烧蚀阻挡层采用的材料为陶瓷、浸渍重金属、树脂的碳纤维织物。

进一步的，上防热层和下防热层采用的材料为软木酚醛、软木环氧树脂、软木腈橡胶。

进一步的，上防热层的厚度为0.1～1cm。

进一步的，下防热层的厚度为0.1～1cm

(三)有益效果

本发明所实现的含有液体金属层的复合型壳体中，引入了具有良好导热特性的液体金属材料，使其在壳体外附着的上防热层内、烧蚀阻挡层内、下防热层内、上防热层与烧蚀阻挡层之间、烧蚀阻挡层与下防热层之间、或下防热层与壳体本体之间设有液体金属层，液体金属层制作简单，对防护层材料也没有过高要求；该夹层在壳体法线与切线方向上同时具备良好的导热性能，激光光斑照射于该壳体上，当光斑处所积聚的热量在传递至液体金属夹层时，由于液体金属夹层在平面与法线方向上悬殊的特征尺寸比例，使得此热量快速的在液体金属夹层的平面内扩展开来，由此不仅减少了含有液体金属层的复合型壳体法线方向上的热量传递，同时还可对激光光斑辐照的烧蚀阻挡层表面完成降温效果。另外，液体金属材料所具备的热膨胀及流动特性，可进一步提升其在平面内的热量扩散能力，最终可达到缓解或阻止防热层及烧蚀阻挡层发生软化或热烧蚀破坏的发生。

附图说明

图1是本实施1中含有液体金属层的复合型壳体的结构示意图；

图2是本实施2中含有液体金属层的复合型壳体的结构示意图；

图3是本实施3中含有液体金属层的复合型壳体的结构示意图；

图4是本实施4中含有液体金属层的复合型壳体的结构示意图；

图5是本实施5中含有液体金属层的复合型壳体的结构示意图；