为核动力装置散热的散热模块及具有该模块的核动力导弹的制作方法

本实用新型涉及军工国防设备技术领域，特别是涉及一种为核动力装置散热的散热模块及具有该模块的核动力导弹。

背景技术：

核动力导弹，具体叫做核动力巡航导弹，是以核裂变为动力进行长效巡航的动力导弹。核动力巡航导弹使用的核动力装置是冲压发动机。利用助推器将导弹加速到一定速度后，通过进气道将空气压入燃烧室，经过燃料的燃烧，将气流变为高温高压，从尾部喷出，获得巨大推力。和常规冲压发动机相比，核动力巡航导弹的发动机将核反应堆燃料棒的裂变反应用于加热空气，能够形成长久动力。由于核动力可使用时间长、效率高，因此，核动力巡航导弹可以近乎‘永久’地在空中进行巡航。”再加上核动力巡航导弹航迹灵活，突防能力强，航程远，可在任何地方发射，所以很难被拦截，未来具有取代洲际导弹的潜力。

但核动力巡航导弹也有自身局限。首先，核动力冲压发动机必须要在狭小空间内，长时间处于高热、高辐射状态下工作，对核动力装置的高温强度和冷却技术是一个极大的挑战，如果不能稳定控制核动力装置的温度的话，极易对核动力装置的工作性能造成不良影响。其次，导弹外壳也要满足在复杂条件下长期、超声速飞行的要求，还对核安全控制技术也提出了相当大的挑战，不能随意排出核废气。这些技术层面的制约着核动力导弹的发展。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本实用新型要解决的技术问题是解决核动力冲压发动机在狭小空间内，长时间处于高热、高辐射状态下工作，从而导致导弹的核动力装置聚集热量影响工作性能的技术问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种为核动力装置散热的散热模块，包括：

相变热沉机构，安装在核动力装置上，用于吸收并存储由所述核动力装置产生的热量；

热流道，平置在所述相变热沉机构上，且所述热流道的一端设有入风口，另一端设有散热出风口，所述入风口安装有风扇，所述散热出风口与导弹的弹尾部相连通，所述热流道用于将吸收并存储在所述相变热沉机构的热量传递至所述弹尾部。

优选的，所述相变热沉机构的底部与所述核动力装置相接触，相变热沉机构的顶部安装有所述热流道，所述相变热沉机构的内部设有金属相变单元，所述金属相变单元内设有用于吸收并存储热量的液态金属。

优选的，所述液态金属为包含有镓、铟和锡三种元素的液态金属合金。

优选的，所述热流道为多个，各个所述热流道平行的平置在相变热沉机构的顶部，且每个所述热流道的入风口均与风扇连通，每个所述热流道的散热出风口均与弹尾部连通。

本实用新型还提供了一种核动力导弹，包括由前向后顺序连接的制导部、战斗部、二级动力部、核动力装置和弹尾部，其中，所述制导部内搭载有用于探测目标信息的信息接收系统、以及用于信号处理的信息处理系统；所述战斗部内装载有用于携带并控制弹头的武器搭载系统；所述二级动力部内搭载有用于在为二级分离后的导弹提供能量支持的能量存储装置；所述核动力装置上安装有如上所述的散热模块。

优选的，所述信息接收系统包括由前向后顺序安装的红外成像仪、雷达和无线电收发机，所述红外成像仪、雷达和无线电收发机分别与所述信息处理系统连接。

优选的，所述武器搭载系统包括爆破战斗系统、聚能破甲战斗系统、破片杀伤系统、子母弹系统和核战斗系统中的任一种系统。

优选的，所述能量存储装置包括：

动力供给装置，用于为二级分离后的导弹提供动力支持；

热电反应装置，分别与所述制导部、战斗部和动力供给装置连接，用于在导弹二级分离后为导弹提供电力支持。

优选的，所述弹尾部设置有风口，所述风口通过风道与所述核动力装置连通，用于向所述核动力装置供给空气。

优选的，该导弹还包括尾翼，所述尾翼安装在弹尾部的外部，用于稳定所述导弹的方向。

(三)有益效果

本实用新型的上述技术方案具有以下有益效果：本实用新型的为核动力装置散热的散热模块中，相变热沉机构安装在核动力装置上，用于吸收并存储由核动力装置产生的热量；热流道固定在相变热沉机构上，且热流道的入风口安装有风扇，散热出风口与导弹的弹尾部相连通，热流道用于将吸收并存储在相变热沉机构的热量传递至弹尾部。当核动力导弹处于巡航阶段时，由于核动力装置会发生核裂变反应，从而吸收空气进行热力压缩，在此过程中，核动力装置所在部位会产生大量热量，通过在核动力装置上安装散热模块，从而利用散热模块快速吸收并存储来自核动力装置部位的热量，以避免热量聚集影响导弹的动力性能；当导弹进入目标搜寻阶段时，利用散热模块内的风扇，将存储在相变热沉机构上的热量通过热流道传到弹尾部，从而降低核动力装置的温度，进而能够稳定核动力导弹的温度，提高核动力导弹的巡航时间。

附图说明

图1为本发明实施例的核动力导弹的结构示意图；

图2为图1中的散热模块的结构示意图。

图中，1：红外成像仪；2：制导部；3：信息处理系统；4：雷达；5无线电收发机；6：战斗部；7：二级动力部；8：散热模块；81：风扇；82、模块底部83：热流道；84：相变热沉；9：核动力装置；10：进气口；11：尾翼。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

如图1所示，本实施例提供了一种核动力导弹，该核动力导弹的核动力装置9上安装有如图2所示的为核动力装置散热的散热模块8。当核动力导弹处于巡航阶段时，由于核动力装置9会发生核裂变反应，从而吸收空气进行热力压缩，在此过程中，核动力装置9所在部位会产生大量热量，通过在核动力装置9上安装散热模块8，从而利用散热模块8快速吸收并存储来自核动力装置9部位的热量，以避免热量聚集影响导弹的动力性能；当导弹进入目标搜寻阶段时，利用散热模块8内的风扇81，将存储在相变热沉机构84上的热量通过热流道83传到弹尾部，从而降低核动力装置9的温度。有上述内容可以看出，在核动力装置9工作的各个阶段，本实施例所述的散热模块8都能够稳定核动力装置9的温度，从而稳定核动力导弹的温度，提高核动力导弹的巡航时间。

具体的，本实施例提供的核动力导弹包括由前向后顺序连接的制导部2、战斗部6、二级动力部7、核动力装置9和弹尾部。其中，制导部2内搭载有用于探测目标信息的信息接收系统、以及用于信号处理的信息处理系统3；战斗部6内装载有用于携带并控制弹头的武器搭载系统；二级动力部7内搭载有用于在为二级分离后的导弹提供能量支持的能量存储装置；核动力装置9上安装有用于为核动力装置9散热的散热模块8。

优选在弹尾部设置有风口10，风口10通过风道与核动力装置9连通，用于向核动力装置9供给空气，以使导弹在处于巡航阶段时，核动力装置9能发生核裂变反应，从而吸收空气进行热力压缩。该导弹还包括尾翼11，尾翼11安装在弹尾部的外部，用于稳定导弹的运行方向，提高打击精度。

为了使导弹能够实现目标跟踪、监测、扫描、精确定位、以及精确打击的目的，上述的信息接收系统包括由前向后顺序安装的红外成像仪1、雷达4和无线电收发机5。其中，红外成像仪1装在制导部2的最前端，采用红外凝视成像系统，用于跟踪目标的红外信号，从而提高打击精度；雷达4采用远程相参单脉冲雷达4，用于扫描跟踪目标的雷达4信号；无线电收发机5用于接收远程信号；红外成像仪1、雷达4和无线电收发机5分别与信息处理系统3连接，则所有的信号均能够传递到信息处理系统3内进行处理。

本实施例的战斗部6内搭载的武器搭载系统，既可以携带核弹头，又可以携带常规弹头，优选该武器搭载系统包括爆破战斗系统、聚能破甲战斗系统、破片杀伤系统、子母弹系统和核战斗系统中的任一种系统。

本实施例的二级动力部7的作用是为了在导弹二次分离后能为导弹运行提供充足的能量支持，具体的，能量存储装置包括但不限于动力供给装置和热电反应装置，动力供给装置用于为二级分离后的导弹提供动力支持，热电反应装置分别与制导部2、战斗部6和动力供给装置连接，用于在导弹二级分离后为导弹提供电力支持。

如图2所示，本实施例所述的为核动力装置9散热的散热模块8中，相变热沉机构84安装在核动力装置9上，用于吸收并存储由核动力装置9产生的热量；热流道83固定在相变热沉机构84上，且入风口安装有风扇81，热流道83的散热出风口与导弹的弹尾部相连通，热流道83用于将吸收并存储在相变热沉机构84的热量传递至弹尾部。

本实施例中，核动力装置9为核动力冲压发动机，能够发生裂变反应产生热量。在核动力装置9运转时，即核动力导弹处于二次分离以前的阶段，此时核动力导弹分为巡航阶段和目标搜索阶段。

为了让散热模块8更快速的吸收核动力装置9内部及表面积累的热量，以相变热沉机构84的底部为模块底部82，则相变热沉机构84的底部与核动力装置9相接触，从而保证相变热沉机构84与核动力装置9的直接接触，并有效扩大接触面积，以加快热量吸收；在相变热沉机构84的顶部安装有热流道83，优选热流道83平置在相变热沉机构84的顶部，从而扩大热流道83与相变热沉机构84的接触面积，以加快温度的传递；在相变热沉机构84的内部设有金属相变单元，金属相变单元内设有用于吸收并存储热量的液态金属，优选的，液态金属为包含有镓、铟和锡三种元素的液态金属合金，该合金具有熔点低、热导率高、潜热大的特点，能够有效提高相变热沉机构84的热量吸收效率，并扩大相变热沉机构84的储热量。由于相变热沉机构84采用了上述的具有导热高，潜热大的优势的液态金属设置在金属相变单元内，故而使得相变热沉机构84能快速吸收核动力装置9的热量并将热量高效储存下来，再通过风扇81将热量从热流道83传到导弹尾部，最终将核动力导弹的温度稳定在安全范围内，从而达到长时间巡航的目的。

本实施例的热流道83优选为多个，各个热流道83平行的平置在相变热沉机构84的顶部，且每个热流道83的入风口均与风扇81连通，每个热流道83的散热出风口均与弹尾部连通，从而使得热量能更快更均匀的被传送到弹尾部，提高热量传输效率。

综上所述，本实施例的用于为核动力装置9散热的散热模块8中，相变热沉机构84安装在核动力装置9上，用于吸收并存储由核动力装置9产生的热量；热流道83固定在相变热沉机构84上，且热流道83的散热出风口与导弹的弹尾部相连通，热流道83用于将吸收并存储在相变热沉机构84的热量传递至弹尾部。当核动力导弹处于巡航阶段时，由于核动力装置9会发生核裂变反应，从而吸收空气进行热力压缩，在此过程中，核动力装置9所在部位会产生大量热量，通过在核动力装置9上安装散热模块8，从而利用散热模块8快速吸收并存储来自核动力装置9部位的热量，以避免热量聚集影响导弹的动力性能；当导弹进入目标搜寻阶段时，利用散热模块8内的风扇81，将存储在相变热沉机构84上的热量通过热流道83传到弹尾部，从而降低核动力装置9的温度，进而能够稳定核动力导弹的温度，提高核动力导弹的巡航时间。

本实用新型的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本实用新型限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本实用新型的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本实用新型从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。