THROWABLE PLATE WITH VARIABLE RIGIDITY FOR PENETRATION DEVICE
МЕТАЕМАЯ ПЛАСТИНА С ПЕРЕМЕННОЙ ЖЕСТКОСТЬЮ ДЛЯ УСТРОЙСТВА ПРОНИКНОВЕНИЯ

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Настоящее изобретение в целом относится к метаемым пластинам с переменной жесткостью устройств проникновения.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Системы прекращения полета, используемые, например, в летательных аппаратах с реактивным двигателем или в космических летательных аппаратах, содержат устройства проникновения и выполнены с возможностью образования отверстия в обшивке ракеты и отделения несущей конструкции для устранения возможности реактивного перемещения ракеты. Создание сквозного отверстия в обшивке ракеты понижает давление ракетного топлива и обеспечивает возможность выхода ракетного топлива, что препятствует образованию реактивной струи ракеты.
[0003] Устройства проникновения образуют отверстия и отделяют конструкцию посредством перемещения метаемой пластины через эту конструкцию. Метаемые пластины, содержащие плотные материалы или относительно большую толщину, остаются неповрежденными после удара, образуют прежде всего разрушение в результате среза и создают локализованное повреждение (например, пробивают обшивку и конструкцию) с меньшим остаточным повреждением по сравнению с метаемыми пластинами, содержащими податливые материалы или имеющими относительно небольшую толщину. Метаемые пластины, содержащие податливые материалы или имеющие относительно небольшую толщину, деформируются или разламываются при ударе и не эффективны при проникновении сквозь более толстые целевые элементы (например, конструкцию ракеты), но вызывают большие величины напряжения изгиба и остаточного повреждения в результате деформации и фрагментации метаемой пластины.
[0004] Увеличение размера и веса устройства проникновения для проникновения сквозь более толстые целевые элементы приводит к увеличению веса летательных аппаратов с реактивной движущей силой или космического летательного аппарата, что увеличивает затраты и ухудшает рабочие характеристики. Кроме того, увеличение давления ударной волны менее выгодно на больших удалениях (например, при размещении устройства проникновения на большем расстоянии от цели).
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0005] В конкретном варианте реализации настоящего изобретения устройство проникновения содержит оболочку, топливо, размещенное в оболочке, и метаемую пластину. Метаемая пластина связана с оболочкой и расположена смежно с топливом. Метаемая пластина содержит центральную часть, имеющую по существу постоянную первую толщину, и образующую кромку периферийную часть вокруг центральной части. Периферийная часть содержит одну или более выемок на первой поверхности периферийной части.
[0006] В другом конкретном варианте реализации настоящего изобретения летательный аппарат содержит устройство проникновения и компонент. Этот компонент содержит обшивку и множество несущих конструкций. Устройство проникновения размещено вблизи обшивки и одной или более несущих конструкций из указанного множества несущих конструкций. Устройство проникновения содержит оболочку, топливо, размещенное в оболочке, и метаемую пластину. Метаемая пластина связана с оболочкой и расположена смежно с топливом. Метаемая пластина содержит центральную часть, имеющую по существу постоянную первую толщину, и образующую кромку периферийную часть вокруг центральной части. Периферийная часть содержит одну или более выемок на первой поверхности периферийной части.
[0007] В другом конкретном варианте реализации настоящего изобретения способ прекращения полета транспортного средства включает прием устройством проникновения сигнала прекращения полета. Способ также включает инициирование топлива устройства проникновения. Способ также включает продвижение метаемой пластины с переменной жесткостью устройства проникновения в обшивку и одну или более несущих конструкций транспортного средства. Метаемая пластина с переменной жесткостью содержит центральную часть, имеющую по существу постоянную первую толщину, и образующую кромку периферийную часть вокруг центральной части. Периферийная часть содержит одну или более выемок на первой поверхности периферийной части.
[0008] В конкретном варианте реализации настоящего изобретения устройство проникновения содержит оболочку, топливо, размещенное в оболочке, и метаемую пластину. Метаемая пластина связана с оболочкой и расположена смежно с топливом. Метаемая пластина содержит центральную часть, имеющую по существу постоянную первую толщину, и образующую кромку периферийную часть вокруг центральной части. Периферийная часть утоньшена от первой толщины до второй толщины на кромке, причем вторая толщина меньше первой толщины.
[0009] В другом конкретном варианте реализации настоящего изобретения летательный аппарат содержит устройство проникновения и компонент. Этот компонент содержит обшивку и множество несущих конструкций. Устройство проникновения размещено вблизи обшивки и одной или более несущих конструкций из указанного множества несущих конструкций. Устройство проникновения содержит оболочку, топливо, размещенное в оболочке, и метаемую пластину. Метаемая пластина связана с оболочкой и расположена смежно с топливом. Метаемая пластина содержит центральную часть, имеющую по существу постоянную первую толщину, и образующую кромку периферийную часть вокруг центральной части. Периферийная часть утоньшена от первой толщины до второй толщины на кромке, причем вторая толщина меньше первой толщины.
[0010] В другом конкретном варианте реализации настоящего изобретения способ прекращения полета транспортного средства включает прием устройством проникновения сигнала на прекращение полета. Способ также включает инициирование топлива устройства проникновения. Способ также включает продвижение метаемой пластины с переменной толщиной устройства проникновения в обшивку и одну или более несущих конструкций транспортного средства. Метаемая пластина переменной толщины содержит центральную часть, имеющую по существу постоянную первую толщину, и образующую кромку периферийную часть вокруг центральной части. Периферийная часть утоньшена от первой толщины до второй толщины на кромке, причем вторая толщина меньше первой толщины.
[0011] В конкретном варианте реализации настоящего изобретения устройство проникновения содержит оболочку, топливо, размещенное в оболочке, и метаемую пластину. Метаемая пластина связана с оболочкой и расположена смежно с топливом. Метаемая пластина содержит центральную часть, имеющую первую плотность, и образующую кромку периферийную часть вокруг центральной части. Периферийная часть содержит множество областей, имеющих вторую плотность, причем вторая плотность отлична от первой плотности.
[0012] Описанные в настоящем документе особенности, функции и преимущества могут быть независимо достигнуты в различных вариантах реализации настоящего изобретения или могут быть скомбинированы в других вариантах реализации, более подробная информация о которых может быть найдена при обращении к последующему описанию и чертежам.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0013] На ФИГ. 1 показана структурная схема, иллюстрирующая транспортное средство, содержащее устройство проникновения, имеющее метаемую пластину с переменной жесткостью;
[0014] На ФИГ. 2А показан чертеж, иллюстрирующий вид сбоку взятого в качестве примера устройства проникновения, имеющего метаемую пластину с выемкой;
[0015] На ФИГ. 2В показан чертеж, иллюстрирующий вид снизу взятой в качестве примера метаемой пластины с выемкой;
[0016] На ФИГ. 2С показан чертеж, иллюстрирующий вид сбоку взятой в качестве примера метаемой пластины с выемкой;
[0017] На ФИГ. 3А показан чертеж, иллюстрирующий вид сбоку взятого в качестве примера устройства проникновения, имеющего метаемую пластину с переменной толщиной;
[0018] На ФИГ. 3В показан чертеж, иллюстрирующий вид снизу взятой в качестве примера метаемой пластины с переменной толщиной;
[0019] На ФИГ. 3С показан чертеж, иллюстрирующий вид сбоку взятой в качестве примера метаемой пластины с переменной толщиной;
[0020] Каждая из ФИГ. 4А, 4 В и 4С представляет собой чертеж, иллюстрирующий пример деформации взятых в качестве примера метаемых пластин;
[0021] Каждая из ФИГ. 5А и 5В представляет собой чертеж, иллюстрирующий разрушения, вызванные взятыми в качестве примера метаемыми пластинами по ФИГ. 4А-4С;
[0022] На ФИГ. 6 показан пример сил, вырабатываемых метаемыми пластинами;
[0023] На ФИГ. 7А показан чертеж, иллюстрирующий разрушение, вызванное метаемой пластиной с однородной толщиной;
[0024] На ФИГ. 7В показан чертеж, иллюстрирующий разрушение, вызванное взятой в качестве примера метаемой пластиной со множеством выемок;
[0025] На ФИГ. 7С показан чертеж, иллюстрирующий разрушение, вызванное взятой в качестве примера метаемой пластиной с впадинами;
[0026] На ФИГ. 8А показан чертеж, иллюстрирующий разрушение, вызванное взятой в качестве примера стальной метаемой пластиной;
[0027] На ФИГ. 8 В показан чертеж, иллюстрирующий разрушение, вызванное взятой в качестве примера алюминиевой метаемой пластиной;
[0028] На ФИГ. 8С показан чертеж, иллюстрирующий разрушение, вызванное взятой в качестве примера медной метаемой пластиной;
[0029] Каждая из ФИГ. 9А, 9В, 9С, 9D, 9Е и 9F представляет собой чертеж, иллюстрирующий взятую в качестве примера метаемую пластину, имеющую множество сквозных отверстий;
[0030] На ФИГ. 10А показан чертеж, иллюстрирующий взятую в качестве примера метаемую пластину со множеством бороздок;
[0031] На ФИГ. 10В показан чертеж, иллюстрирующий взятую в качестве примера метаемую пластину со множеством зубцов;
[0032] На ФИГ. 10С показан чертеж, иллюстрирующий взятую в качестве примера метаемую пластину со множеством впадин;
[0033] На ФИГ. 11А показан чертеж, иллюстрирующий вид снизу взятой в качестве примера метаемой пластины со множеством частично выполненных выемок;
[0034] На ФИГ. 11В показан чертеж, иллюстрирующий поперечное сечение взятой в качестве первого примера метаемой пластины со множеством частично выполненных выемок по ФИГ. 11А;
[0035] На ФИГ. 11С показан чертеж, иллюстрирующий поперечное сечение взятой в качестве второго примера метаемой пластины со множеством частично выполненных выемок по ФИГ. 11А;
[0036] На ФИГ. 12 показан чертеж, иллюстрирующий взятую в качестве примера метаемую пластину со множеством частично выполненных выемок в виде бороздок;
[0037] На ФИГ. 13 показан чертеж, иллюстрирующий взятую в качестве примера метаемую пластину со множеством частично выполненных выемок в виде зубцов;
[0038] На ФИГ. 14 показан чертеж, иллюстрирующий взятую в качестве примера метаемую пластину со множеством частично выполненных выемок в виде впадин;
[0039] На ФИГ. 15А показан чертеж, иллюстрирующий взятую в качестве примера метаемую пластину с переменной жесткостью с выемками в виде концентрических каналов;
[0040] Каждая из ФИГ. 15В и 15С представляет собой чертеж, иллюстрирующий поперечное сечение взятой в качестве примера метаемой пластины с переменной жесткостью с выемками в виде концентрических каналов;
[0041] На ФИГ. 16А показан чертеж, иллюстрирующий взятую в качестве другого примера метаемую пластину с переменной жесткостью с частично выполненными выемками в виде концентрических каналов;
[0042] Каждая из ФИГ. 16В, 16С, 16D и 16Е представляет собой чертеж, иллюстрирующий поперечные сечения взятых в качестве примеров метаемых пластин с переменной жесткостью с выемками в виде концентрических каналов;
[0043] На ФИГ. 17А показан чертеж, иллюстрирующий взятую в качестве еще одного примера метаемую пластину с переменной жесткостью с выемками в виде концентрических каналов;
[0044] Каждая из ФИГ. 17В, 17С и 17D представляет собой чертеж, иллюстрирующий поперечное сечение взятой в качестве примера метаемой пластины с переменной жесткостью с выемками в виде концентрических каналов;
[0045] На ФИГ. 18А показан чертеж, иллюстрирующий вид снизу взятой в качестве примера метаемой пластины с переменной жесткостью, содержащей многие типы выемок;
[0046] Каждая из ФИГ. 18В и 18С представляет собой чертеж, иллюстрирующий вид сбоку взятой в качестве примера метаемой пластины с переменной жесткостью, содержащей многие типы выемок;
[0047] На ФИГ. 19А показан чертеж, иллюстрирующий вид снизу взятой в качестве примера метаемой пластины с переменной плотностью, содержащей плотную вставку;
[0048] Каждая из ФИГ. 19В, 19С, 19D и 19F представляет собой чертеж, иллюстрирующий вид сбоку взятой в качестве примера метаемой пластины с переменной плотностью, содержащей плотную вставку;
[0049] На ФИГ. 20А показан чертеж, иллюстрирующий вид снизу взятой в качестве примера метаемой пластины с переменной плотностью, содержащей множество несущих элементов;
[0050] Каждая из ФИГ. 20В, 20С, 20D, 20Е и 20F представляет собой чертеж, иллюстрирующий вид сбоку взятой в качестве примера метаемой пластины с переменной плотностью, содержащей множество несущих элементов;
[0051] На ФИГ. 21А показан чертеж, иллюстрирующий вид снизу взятой в качестве примера метаемой пластины с переменной толщиной, содержащей одну периферийную часть;
[0052] Каждая из ФИГ. 21В, 21С, 21D, 21Е, 21F и 21G представляет собой чертеж, иллюстрирующий вид сбоку взятой в качестве примера метаемой пластины с переменной толщиной, содержащей одну периферийную часть;
[0053] На ФИГ. 22А показан чертеж, иллюстрирующий вид снизу взятой в качестве другого примера метаемой пластины с переменной толщиной, содержащей одну периферийную часть;
[0054] Каждая из ФИГ. 22В, 22С, 22-ой, 22Е, 22F и 22G представляет собой чертеж, иллюстрирующий вид сбоку взятой в качестве примера метаемой пластины с переменной толщиной, содержащей одну периферийную часть;
[0055] На ФИГ. 23А показан чертеж, иллюстрирующий вид снизу взятой в качестве примера метаемой пластины с переменной толщиной, содержащей две периферийных части;
[0056] Каждая из ФИГ. 23В, 23С, 23D, 23Е, 23F, 23G, 23Н, 23I, 23J, 23K, 23L, 23М, 23N, 230, 23Р, 23Q и 23R представляет собой чертеж, иллюстрирующий вид сбоку взятой в качестве примера метаемой пластины с переменной толщиной, содержащей две периферийных части;
[0057] На ФИГ. 24 показана блок-схема взятого в качестве примера способа прекращения полета транспортного средства;
[0058] На ФИГ. 25 показана блок-схема взятого в качестве другого примера способа прекращения полета транспортного средства; и
[0059] На ФИГ. 26 показана структурная схема космического летательного аппарата, содержащего устройство проникновения, содержащее метаемую пластину с переменной жесткостью.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0060] Описанные в настоящем документе варианты реализации относятся к устройствам проникновения, содержащим метаемые пластины с переменной жесткостью. Устройство проникновения содержит оболочку для размещения топлива, которое при инициировании продвигает метаемую пластину с переменной жесткостью по направлению к цели. Топливо может содержать цилиндрический или «блинообразный» заряд или соответствовать ему, в противоположность заряду линейной формы или заряду конической (например, куполообразной или искривленной) формы. Один взятый в качестве примера случай использования устройств проникновения связан с системой прекращения полета. Другие взятые в качестве примера случаи использования устройств проникновения включают устройства проникновения для зданий, устройства проникновения для нелетательных транспортных средств, устройства проникновения для сосудов высокого давления и устройства проникновения для металлических объектов.
[0061] Система прекращения полета использует одно или более устройств проникновения для прекращения полета ракеты или транспортного средства с реактивным двигателем (например, космического летательного аппарата, воздушного летательного аппарата, снаряда и т.д.), посредством проникновения через поверхность топливного бака и обеспечивая возможность падения давления и вытекания топлива посредством нарушения траекторий действий нагрузок на конструкцию, что вызывает разрушение транспортного средства, прекращение подачи топлива в двигатель(-и) или комбинацию указанного. Топливный бак транспортного средства может содержать топливо, окислитель или их смесь. Например, происходит пробитие бака для жидкого топлива с понижением давления в баке для жидкого топлива, что уменьшает или прекращает поток топлива к двигателю(-ям). Проникновение через поверхность бака для жидкого топлива также приводит к вытеканию топлива, что также уменьшает движущую силу и приводит к выпуску ракетного топлива. Кроме того, пробивание бака для жидкого топлива может нарушить траекторию действия нагрузки на конструкцию транспортного средства и вызвать разрушение транспортного средства. В качестве другой иллюстрации оболочка и несущие элементы твердотопливного ракетного двигателя могут быть пробиты и отделены для раскола оболочки и последующего разрушения вследствие потери прочности конструкции. Устройство проникновения связано вблизи топливного бака с метаемой пластиной, обращенной к топливному баку.
[0062] Метаемые пластины с переменной жесткостью, раскрытые в настоящем документе, содержат центральную часть, имеющую первую жесткость, и одну или более периферийных частей вокруг центральной части, имеющих вторую жесткость, меньшую первой жесткости, и содержат материалы, имеющие различные значения жесткости (например, различные значения модуля Юнга), или то и другое. Примеры метаемых пластин с переменной жесткостью включают метаемые пластины, имеющие различные толщины в различных местах метаемой пластины, метаемые пластины с частями с удаленным материалом (например, с выемкой), метаемые пластины, выполненные из первого материала со вставками из второго материала, метаемые пластины с несущими конструкциями или растяжками или их комбинации, как описано ниже в настоящем документе. В дополнение к образованию нагрузки сдвига в центре метаемой пластины метаемая пластина с переменной жесткостью изменяет нагрузку, вырабатываемую во время события удара с периферийной частью метаемой пластины, по сравнению с плоскими метаемыми пластинами (метаемыми пластинами с однородной толщиной и жесткостью). Например, в метаемых пластинах изменяемой геометрии (например, метаемых пластинах с переменной толщиной и метаемых пластинах с частями с удаленным материалом) сдвиговая нагрузка преобразована в изгибающую нагрузку в результате уменьшения толщины материала в периферийной части или ее областях (что уменьшает жесткость, момент инерции и прочность пластины в периферийной части или ее областях). Непрерывность сдвиговой нагрузки может быть нарушена посредством изменения локальных особенностей метаемой пластины (например, локального удаления материала, вставок, несущих элементов или впадин).
[0063] Метаемая пластина с переменной толщиной обеспечивает периферийной части метаемой пластины возможность удара по цели, такой как топливный бак ракеты, по существу в тот же момент времени, как и для центральной части, что прилагает большие нагрузки к цели. Повышенные нагрузки могут также быть приложены периферийной частью, не вызывая разрушения цели в результате ударного воздействия. По сравнению с метаемыми пластинами с постоянной толщиной и постоянной жесткостью, периферийная часть метаемой пластины с переменной толщиной ударяет цель практически сразу после детонации и с более высокой скоростью. Это обеспечивает метаемой пластине возможность создания более высоких нагрузок (включая смежные нагрузки) и ударных сил, воздействующих на цель.
[0064] Например, в метаемых пластинах с переменной толщиной толщина периферийной части изменяется в радиальном направлении от центральной части для настройки локальной жесткости и момента инерции метаемой пластины. Настроенные локальные жесткость и момент инерции метаемой пластины регулируют форму ударного воздействия для улучшенной передачи нагрузки. Изменение толщины вблизи внешнего радиуса метаемой пластины также обеспечивает возможность неоднородной метаемой пластине реагировать при ударном воздействии на цель, увеличивая смежную нагрузку на цель, что создает остаточное повреждение. Увеличение приложенной к цели нагрузки и увеличение зоны повреждения выгодно для отделения более толстой конструкции и ускоренного выполнения большего падения давления.
[0065] При использовании метаемых пластин с переменной жесткостью могут быть использованы меньшие, более легкие и менее дорогие устройства проникновения для пробивания обшивки и конструкции и образования остаточных повреждений по сравнению с использованием метаемых пластин с однородной жесткостью (например, плоских или метаемых пластин с однородной толщиной). Метаемые пластины с переменной жесткостью вырабатывают большее остаточное повреждение, чем метаемые пластины, выполненные из плотных материалов, и имеют лучшую способность к проникновению, чем метаемые пластины, выполненные из податливых материалов. Таким образом, ракета или транспортное средство с реактивной движущей силой, содержащие одно или более устройств проникновения, содержащих метаемые пластины с переменной жесткостью, могут использовать меньшее количество устройств проникновения или устройства проникновения меньшего размера, чем при использовании метаемых пластин с однородной жесткостью (например, плоских или метаемых пластин с однородной толщиной). Следовательно, происходит уменьшение веса и стоимости ракеты или транспортного средства с реактивным двигателем. В качестве дополнения или альтернативы, полет или продвижение ракеты или транспортного средства с реактивным двигателем могут быть прекращены или замедлены быстрее по сравнению с ракетами, содержащими устройства проникновения с метаемыми пластинами однородной жесткости (например, с по существу постоянной жесткостью), поскольку устройства проникновения с метаемой пластиной с переменной жесткостью проникают через более толстые конструкции и образуют большую зону повреждения.
[0066] На ФИГ. 1 показана структурная схема 100, иллюстрирующая взятое в качестве примера транспортное средство 102. В описанных в настоящем документе примерах транспортное средство 102 представляет собой космический летательный аппарат или компонент космического летательного аппарата, например ракету; однако транспортное средство 102 может быть выполнено в виде любого соответствующего транспортного средства. Транспортное средство 102 содержит двигательную установку 104, бортовой компьютер 106 и устройство 110 проникновения, содержащее метаемую пластину 126 с переменной жесткостью, также упоминаемую в настоящем документе как метаемая пластина 126. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения транспортное средство 102 также содержит контроллер 108 прекращения полета, топливный бак 112, один или более датчиков 154 или их комбинацию. Двигательная установка 104 содержит ракетную двигательную установку. Двигательная установка 104 выполнена с возможностью продвижения транспортного средства 102 реактивной движущей силой. Двигательная установка 104 может содержать одну или более ракетных двигательных установок. Например, двигательная установка 104 содержит один или более жидкотопливных ракетных двигателей, твердотопливных ракетных двигателей, гибридных ракетных двигателей или их комбинаций. В некоторых вариантах реализации двигательная установка 104 также содержит другие (например, «не основанные на ракете») двигательные устройства. Например, транспортное средство 102 может содержать воздушный летательный аппарат с поршневым двигателем или воздушно-реактивным двигателем (например, с прямоточным воздушно-реактивным двигателем или с гиперзвуковым прямоточным воздушно-реактивным двигателем).
[0067] Двигательная установка 104 содержит ракетное топливо и сопло. Устройство 110 проникновения выполнено с возможностью понижения давления ракетного топлива, понижения давления в сопле или комбинации этого. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения ракетное топливо запасено в топливном баке 112.
[0068] Топливный бак 112 выполнен с возможностью хранения ракетного топлива для двигательной установки 104. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения топливный бак 112 является компонентом двигательной установки 104. Топливный бак 112 содержит обшивку 132 и множество несущих элементов 134. Топливный бак 112 может содержать находящийся под давлением топливный бак, такой как топливный бак, бак окислителя или оба бака или соответствовать им. Например, топливный бак 112 может содержать две камеры, одну для топлива и другую для окислителя, или одну камеру для однокомпонентного топлива (например, для смеси топлива и окислителя).
[0069] Обшивка 132 содержит внешнюю часть топливного бака 112 или соответствует ей и выполнена с возможностью хранения содержимого топливного бака 112. Указанное множество несущих элементов 134 содержит ребра топливного бака 112 или соответствует им и выполнено с возможностью поддержки обшивки 132. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения обшивка 132 расположена на внешней части топливного бака 112 и окружает указанное множество несущих элементов 134, которые расположены на внутренней части топливного бака 112.
[0070] В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения топливный бак 112 также содержит одно или более межкомпонентных соединений 136. Указанные одно или более межкомпонентных соединений 136 содержат соединения или связи или соответствуют им, посредством которых обшивка 132, один или более несущих элементов из указанного множества несущих элементов 134 или их комбинация связаны или контактируют. Например, конкретное межкомпонентное соединение 136 содержит два несущих элемента 134 из указанного множества несущих элементов 134, связанных друг с другом и с обшивкой 132. В некоторых вариантах реализации указанные одно или более межкомпонентных соединений 136 содержат крепежные изделия, соединительные элементы или сварные соединения или соответствуют им. Например, конкретное межкомпонентное соединение 136 содержит раму, выполненную с возможностью получения и связи с несколькими несущими элементами из указанного множества несущих элементов 134.
[0071] В других вариантах реализации настоящего изобретения, например, при наличии твердотопливного ракетного двигателя в двигательной установке 104, топливный бак 112 содержит вторую оболочку или оболочку ракеты или соответствует им. Вторая оболочка выполнена с возможностью размещения твердого ракетного топлива твердотопливного ракетного двигателя. В таких вариантах реализации вторая оболочка содержит вторую обшивку, множество вторых несущих элементов и одно или более вторых межкомпонентных соединений 136, аналогичных обшивке 132, указанному множеству несущих элементов 134 и одному или более межкомпонентных соединений 136.
[0072] Бортовой компьютер 106 содержит процессор 142А и запоминающее устройство 144А. Запоминающее устройство 144А выполнено с возможностью хранения команд, выполняемых процессором 142А, а процессор 142А выполнен с возможностью выполнения этих команд. Бортовой компьютер 106 выполнен с возможностью управления движущей силой (или ее регулировки), вырабатываемой двигательной установкой 104, например, управления тягой, регулировки расхода топлива и т.д. Бортовой компьютер 106 также выполнен с возможностью выработки команды на прекращение полета, основанной на вводе команды на прекращение полета, данных датчика 156 или комбинации этого. Например, бортовой компьютер 106 вырабатывает команду на прекращение полета, в качестве отклика на ввод данных пользователем, например, от удаленного оператора или системы управления полетом. В качестве другого примера бортовой компьютер 106 принимает данные датчика 156 от датчиков 154 на борту транспортного средства 102, от других систем (например, от датчиков 154 вне транспортного средства) или их комбинации, сравнивает данные датчика 156 с одним или более условий или пороговых значений и вырабатывает команду на прекращение полета. Бортовой компьютер 106 посылает команду на прекращение полета в контроллер 108 прекращения полета или устройство 110 проникновения.
[0073] Контроллер 108 прекращения полета содержит процессор 142 В и запоминающее устройство 144 В. Запоминающее устройство 144 В выполнено с возможностью хранения команд, выполняемых процессором, а процессор 142 В выполнен с возможностью выполнения этих команд. Контроллер 108 прекращения полета выполнен с возможностью управления или активизации (например, инициирования) одного или более устройств 110 проникновения транспортного средства 102. Контроллер 108 прекращения полета и одно или более устройств 110 проникновения могут соответствовать системе 2230 прекращения полета (показанной на ФИГ. 26) транспортного средства 102. Контроллер 108 прекращения полета может быть включен в бортовой компьютер 106 или выполнен отдельно от него. Кроме того, контроллер 108 прекращения полета может быть включен в устройство 110 проникновения или выполнен отдельно от него.
[0074] В некоторых вариантах реализации контроллер 108 прекращения полета выполнен с возможностью выработки команды на прекращение полета на основании ввода сигнала о прекращении полета, данных датчика 156 или комбинации этого, и независимо от приема сигнала или команды на прекращение полета от бортового компьютера 106. Контроллер 108 прекращения полета выполнен с возможностью выработки сигналов управления для управления устройством 110 проникновения, активизации топлива 124 или и того и другого. Например, контроллер 108 прекращения полета выполнен с возможностью изменения состояния устройства 110 проникновения. Например, контроллер 108 прекращения полета может указать устройству 110 проникновения быть приведенным в боевую готовность или быть в небоевом состоянии. В качестве другого примера контроллер 108 прекращения полета выполнен с возможностью активизации устройства 110 проникновения. Например, контроллер 108 прекращения полета выполнен с возможностью инициирования, зажигания или детонации топлива 124. Например, контроллер 108 прекращения полета посылает сигнал управления в устройство зажигания или триггерное устройство для выработки тепла, давления или и того и другого.
[0075] Устройство 110 проникновения связано с возможностью передачи данных с бортовым компьютером 106, контроллером 108 прекращения полета или с обеими. Устройство 110 проникновения выполнено с возможностью прекращения полета транспортного средства 102 в качестве отклика на прием команды на прекращение полета от бортового компьютера 106, контроллера 108 прекращения полета или от обоих. Устройство 110 проникновения содержит оболочку 122, топливо 124 и метаемую пластину 126. Оболочка 122 содержит кожух устройства 110 проникновения или соответствует ему. Оболочка 122 выполнена с возможностью размещения топлива 124 и связана с метаемой пластиной 126. Оболочка 122 выполнена с возможностью заключения в себе и направления силы, вырабатываемой топливом 124. В некоторых вариантах реализации оболочка 122 выполнена с круговым поперечным сечением.
[0076] Топливо 124 устройства 110 проникновения выполнено с возможностью выработки силы (например, посредством взрыва, детонации, воспламенения, реакции, горения и т.д.) для отделения метаемой пластины 126 и продвижения или ускорения метаемой пластины 126 по направлению к объекту, в него и/или через него. Топливо 124 может содержать твердотельное взрывчатое вещество или соответствовать ему. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения топливо выполнено по существу плоским и имеет по существу постоянную толщину. Топливо 124 может иметь форму диска или цилиндрическую форму (или быть выполнено в таком виде). В конкретном варианте реализации топливо 124 содержит цилиндрический или «блинообразный» заряд, или соответствует ему. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения топливо 124 герметично закрыто внутри оболочки 122 посредством оболочки 122 и метаемой пластины 126.
[0077] Метаемая пластина 126 связана с оболочкой 122 и представляет собой метаемую пластину с переменной жесткостью. Например, как показано на ФИГ. 2, метаемая пластина 126 содержит центральную часть 214, имеющую первую жесткость 252, и одну или более периферийных частей 216 вокруг центральной части 214, имеющих вторую жесткость 254, которая меньше первой жесткости 252, и содержащих материалы с различными значениями жесткости (например, с различными значениями модуля Юнга), или и то и другое. В дополнение к жесткости увеличенному проникновению и периферийному повреждению, вызываемыми метаемой пластиной 126, способствуют некоторые факторы. Например, инерция (например, импульс или сопротивление изменению скорости) и прочность материала (например, предел текучести, прочность на сжатие, ударная вязкость, твердость или их комбинация) также способствуют возникновению увеличенного проникновения и периферийного повреждения. Метаемая пластина 126 может содержать метаемую пластину с выемкой, метаемую пластину с переменной толщиной или метаемую пластину с переменной плотностью, как описано более подробно ниже. Например, метаемая пластина 126 имеет части или области с удаленным материалом (например, выемку), с переменной (например, непостоянной) толщиной, с переменной плотностью (например, при выполнении из двух материалов с различными плотностями) или их комбинацию.
[0078] Как описано ниже, метаемая пластина 126 содержит центральную часть 214 и периферийную часть 216. Центральная часть 214 имеет по существу постоянную первую толщину. Например, центральная часть 214 не содержит выемки или отверстия и не утоньшена. Периферийная часть 216 размещена вокруг или около центральной части 214 и образует кромку 218. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения кромка 218 включает периферийную кромку метаемой пластины 126 или соответствует ей. В других вариантах реализации, таком как вариант реализации, показанный на ФИГ. 26А, метаемая пластина 126 также содержит вторую периферийную часть 1216 вокруг или около периферийной части 216, причем вторая периферийная часть 1216 образует периферийную кромку. Вторая периферийная часть 1216 может иметь по существу постоянную толщину или быть утоньшена к кромке.
[0079] Жесткость периферийной части 216 отлична от жесткости центральной части 214. Например, периферийная часть 216 (или ее области) могут иметь меньше массы и жесткости на единицу площади, чем центральная часть 214. Например, периферийная часть 216 может иметь уменьшенную толщину, быть выполнена из материала с уменьшенной плотностью, области материала могут быть удалены или может быть реализована комбинация этого для получения пониженной жесткости на единицу площади по сравнению с центральной частью 214.
[0080] Периферийная часть 216 обладает инерцией, отличной от инерции центральной части 214. Например, периферийная часть 216 (или ее области) может иметь меньшее значение инерции на единицу площади, чем центральная часть 214. Уменьшенная толщина, материал с уменьшенной плотностью, области с удаленным материалом или комбинация этого в отношении периферийной части 216 способны привести к уменьшенному значению инерции на единицу площади по сравнению с центральной частью 214.
[0081] В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения периферийная часть 216 содержит множество областей с выемками. Выемки могут включать отверстия (например, глухие отверстия или полости), сквозные отверстия, каналы или комбинацию этого, как описано со ссылками на ФИГ. 9А-18С. В конкретном варианте реализации второй материал с другой плотностью вставлен в выемки или образован в них, как описано далее со ссылками на ФИГ. 11А-11С и 19А-20F.
[0082] В вариантах реализации с переменной толщиной происходит утоньшение периферийной части 216 от первой толщины 262 до второй толщины 264. В некоторых вариантах реализации с переменной толщиной периферийная часть 216 имеет по существу постоянное утоньшение, например, утоньшение 242 по линейному закону. В других вариантах реализации периферийная часть 216 обладает непостоянным утоньшением или утоньшением 244 по нелинейному закону (например, постепенно возрастающее утоньшение или постепенно убывающее утоньшение) и содержит криволинейную поверхность, причем кромка 218 выполнена в виде скругленной кромки, как показано на ФИГ. 21D. Например, периферийная часть 216 может иметь вогнутую или выпуклую форму. Утоньшение 244 по нелинейному закону может обладать постоянной или переменной степенью изменения утоньшения.
[0083] В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения с переменной толщиной вторая толщина отлична от нуля, как описано со ссылками на ФИГ. 21Е. Например, периферийная часть 216 содержит искривленную по существу на 90 градусов кромку 1664 рядом с оболочкой 122 или связанную с ней. В некоторых вариантах реализации вторая толщина примерно равна нулю, как описано со ссылками на ФИГ. 21 В. Например, периферийная часть 216 утоньшена до изогнутой под углом криволинейной кромки 1662 рядом с оболочкой 122 или связанной с ней.
[0084] В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения с переменной толщиной вторая периферийная часть 1216 имеет по существу постоянную толщину в качестве второй толщины 264. В других вариантах реализации происходит утоньшение второй периферийной части 1216 от второй толщины 264 к третьей толщине 266, как показано на ФИГ. 23G. Третья толщина 266 может быть отличным от нуля значением 1654 или примерно нулевым значением 1652, как описано со ссылками на вторую толщины 264.
[0085] В некоторых вариантах реализации метаемая пластина 126 представляет собой однородную структуру. Например, метаемая пластина 126 выполнена или сформирована из сплошного куска материала таким образом, что центральная часть 214 и периферийная часть(-и) 216, 1216 вместе выполнены как одно целое. Это один кусок материала может содержать металл, сплав или композиционный керамический материал с металлической матрицей. В других вариантах реализации метаемая пластина 126 выполнена из множества конструкций и содержит первый материал и второй материал. В таких вариантах реализации первый и второй материалы могут содержать металл, сплав или композиционный керамический материал с металлической матрицей или соответствовать им. Например, центральная часть 214 выполнена из первого материала, периферийная часть(-и) 216, 1216 выполнена из второго материала, и центральная часть 214 и периферийная часть(-и) 216 соединены вместе.
[0086] Устройство 110 проникновения может превратить двигательную установку 104 транспортного средства 102 в не выполняющую реактивное перемещение установку или уменьшить движущую силу двигательной установки 104 для прекращения полета транспортного средства 102. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения транспортное средство 102 содержит несколько устройств 110 проникновения. Например, транспортное средство 102 содержит одно или более первых устройств 110 проникновения, размещенных вблизи первого топливного бака 112 (например, бака жидкого топлива) транспортного средства 102, и одно или более вторых устройств 110 проникновения, размещенных вблизи второго топливного бака 112 (например, бака окислителя) транспортного средства 102. В качестве другого примера транспортное средство 102 может содержать одно или более устройств 110 проникновения, размещенных вблизи шва топливного бака 112 (например, оболочки твердотопливной или жидкотопливной ракеты) транспортного средства 102.
[0087] Во время работы или полета транспортного средства 102 (например, работы двигательной установки 104) бортовой компьютер 106 вырабатывает команду на прекращение полета. Например, бортовой компьютер 106 принимает сигнал на прекращение полета от удаленного оператора или определяет, что данные датчика 156 удовлетворяют одному или более условий прекращения полета. Условия прекращения полета могут включать условия или пороговые значения, соответствующие местоположению, направлению движения, скорости, расходу топлива, давлению, времени или их комбинации. Бортовой компьютер 106 посылает команду на прекращение полета в устройство 110 проникновения или в контроллер 108 прекращения полета. В качестве отклика на прием команды на прекращение полета контроллер 108 прекращения полета или устройство 110 проникновения активизирует (например, инициирует, детонирует или зажигает) топливо 124. Топливо 124 реагирует (например, взрывается) для выработки силы. Оболочка 122 заключает в себе и направляет силу к метаемой пластине 126, и происходит отделение метаемой пластины 126 от оболочки 122. Происходит продвижение или ускорение метаемой пластины 126 посредством воздействия силы и ее удар в один или более компонентов транспортного средства 102. В конкретном варианте реализации происходит удар метаемой пластины 126 в обшивку 132 топливного бака 112 с образованием отверстия в обшивке 132 и периферийного структурного повреждения (например, изгиба, деформации, разрыва, разлома и т.д.) вокруг отверстия. Кроме того, происходит удар метаемой пластины 126 (непосредственно или через обшивку 132) в один или более несущих элементов 134, в конкретное межкомпонентное соединение 136 или в то и другое и отделение (например, полное отделение или расцепление) указанных одного или более несущих элементов 134 и конкретного межкомпонентного соединения 136.
[0088] Отверстие и структурное повреждение, образованные метаемой пластиной 126, понижают давление в топливном баке 112. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения находящееся под повышенным давлением содержимое топливного бака 112 выходит или вытекает через отверстие в обшивке 132. Понижение давления и утечка топлива вынуждают транспортное средство 102 прекратить полет и уменьшают или останавливают выработку тягового усилия двигательной установкой 104. Например, уменьшение давления может уменьшить или остановить сгорание ракетного топлива посредством уменьшения или прекращения потока ракетного топлива в двигательную установку 104. В некоторых вариантах реализации множество устройств проникновения использовано для полного отделения множества несущих элементов 134 и межкомпонентных соединений 136 в области топливного бака 112 или вдоль шва топливного бака 112. Полное отделение множества несущих элементов 134 и межкомпонентных соединений 136 может вызвать раскалывание или распад на несколько частей топливного бака 112 с понижением давления и прекращением тягового усилия и полета транспортного средства 102.
[0089] В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения устройство 110 проникновения связано с подставкой или опорой и размещено вблизи цели, как описано со ссылками на ФИГ. 3, причем центральная часть 214 метаемой пластины 126 направлена или нацелена на цель. В других вариантах реализации устройство 110 проникновения связано с целью.
[0090] В других вариантах реализации настоящего изобретения устройство 110 проникновения размещено вблизи обшивки 132 или фюзеляжа транспортного средства 102. В конкретном варианте реализации обшивка 132 транспортного средства 102 соответствует соплу транспортного средства 102 или соплу ракеты двигательной установки 104.
[0091] В других вариантах реализации настоящего изобретения устройство 110 проникновения размещено вблизи основной траектории действия нагрузок транспортного средства 102 для инициирования разрушения транспортного средства 102 или его конструкции. Например, устройство 110 проникновения размещено вблизи местоположения, в котором опорные стойки транспортного средства 102 прикреплены к конструкции транспортного средства 102. Отделение опорных стоек от конструкции может привести к разрушению транспортного средства 102.
[0092] В другом конкретном варианте реализации настоящего изобретения устройство 110 проникновения размещено вблизи трубопровода подачи топлива. В таких вариантах реализации устройство 110 проникновения приводит к отделению трубопровода подачи топлива для остановки потока жидкого топлива к двигательной установке 104.
[0093] Устройство 110 проникновения может пробить обшивку 132 и конструкцию для прекращения полета транспортного средства 102. Устройство 110 проникновения может приложить большие нагрузки к цели как для пробивания толстых компонентов, так и для создания остаточных повреждений в более тонких компонентах, по сравнению с устройствами проникновения, содержащими метаемые пластины с однородной жесткостью и толщиной. В качестве дополнения или альтернативы метаемая пластина 126 устройства 110 проникновения изменяет нагрузку по сравнению с устройствами проникновения, содержащими метаемые пластины с однородной жесткостью и толщиной. Например, метаемая пластина 126 с выемкой вызывает прерывистую нагрузку. Например, прилагаемая к цели нагрузка уменьшена в месте(-ах) расположения выемки(-ок). Это может привести к резкому сдвигу в радиальном направлении до выемки(-ок), или вызвать прерывистую нагрузку между вырезами в конструкции с впадинами. Уменьшение нагрузки может быть связано с уменьшением жесткости, инерции (которая при скоростях ударного воздействия может действовать как жесткость) и/или прочности. Таким образом, транспортное средство 102 может прекратить полет быстрее посредством системы 2230 прекращения полета, которая имеет уменьшенный вес и объем, чем транспортные средства, содержащие устройства проникновения с метаемыми пластинами однородной жесткости, которые приводят к необходимости использования более тяжелых и более крупных устройств проникновения и транспортных средств. Соответственно, стоимость и сложность транспортного средства 102 уменьшены вследствие пониженного веса, пониженного объема, сокращенного количества устройств проникновения или вследствие комбинации этого, по сравнению с транспортными средствами, содержащими устройства проникновения с метаемыми пластинами однородной жесткости, которые приводят к необходимости использования транспортных средств повышенной стоимости и сложности. В качестве альтернативы устройство 110 проникновения использовано в другом типе конструкции, таком, как описано выше.
[0094] На ФИГ. 2А-2С и 3А-3С показаны чертежи, иллюстрирующие взятые в качестве примера устройства 110 проникновения и метаемую пластину 126. ФИГ. 2А-2С иллюстрируют устройство 110 проникновения и метаемую пластину 126 с выемкой 222. ФИГ. 3А-3С иллюстрируют устройство 110 проникновения с метаемой пластиной 126 с переменной толщиной. Каждая из ФИГ. 2А и 3А иллюстрирует вид сбоку устройства 110 проникновения. Каждая из ФИГ. 2В и 3В иллюстрирует вид снизу (иллюстрирующий первую поверхность 232) метаемой пластины с множеством выемок 222 и метаемой пластины 126 с переменной толщиной, соответственно. Каждая из ФИГ. 2С и 3С иллюстрирует вид сбоку метаемых пластин 126.
[0095] На ФИГ. 2А показано взятое в качестве примера устройство 110 проникновения, содержащее метаемую пластину 126, содержащую множество выемок 222. Как показано на ФИГ. 2А, первая поверхность 232 метаемой пластины 126 обращена от оболочки 122 и топлива 124. На ФИГ. 2В метаемая пластина 126 с выемками 222 содержит множество областей с удаленным материалом, например множество выемок 222 (например, сквозные отверстия, глухие отверстия, раззенкованые отверстия, каналы и т.д.). Как показано на ФИГ. 2В, указанное множество выемок 222 соответствует сквозным отверстиям с круговыми поперечными сечениями. Метаемая пластина 126 содержит центральную часть 214 и периферийную часть 216, образующую кромку 218. Указанное множество выемок 222 размещено в периферийной части 216 и сформировано в виде структуры вокруг центра 212 метаемой пластины 126. Взятые в качестве дополнительных примеров метаемые пластины 126 с удаленным материалом (например, с одной или более выемками 222) описаны далее со ссылками на ФИГ. 7А-18С. На ФИГ. 2С показан вид сбоку метаемой пластины 126, причем метаемая пластина 126 обладает по существу однородной толщиной.
[0096] На ФИГ. 3А показано взятое в качестве примера устройство 110 проникновения, содержащее метаемую пластину 126 с переменной толщиной. Как показано на ФИГ. 3В и 3С, центральная часть 214 имеет по существу постоянную первую толщину 262, а периферийная часть 216 утоньшена от первой толщины 262 центральной части 214 до второй толщины 264 на кромке 218. Центральная часть 214 имеет первую жесткость 252, а периферийная часть 216 имеет вторую жесткость 254, которая меньше первой жесткости 252. На ФИГ. 3С показана периферийная часть 216, имеющая по существу постоянное утоньшение, например, утоньшение 242 по линейному закону. Взятые в качестве дополнительных примеров метаемые пластины 126 с переменной толщиной описаны далее со ссылками на ФИГ. 21A-23R.
[0097] Хотя на ФИГ. 2А и 3А оболочка 122 показана с большим значением диаметра (шире, как показано), чем метаемая пластина 126, в других вариантах реализации метаемые пластины 126 могут иметь по существу тот же самый размер (например, тот же самый диаметр), что и оболочка 122, или иметь больший диаметр, чем оболочка 122.
[0098] На ФИГ. 4А-4С показан пример деформации метаемой пластины 126 с однородной толщиной и метаемой пластины 126' с переменной толщиной. На ФИГ. 4А-4С метаемая пластина 126 с однородной толщиной и метаемая пластина 126' с переменной толщиной показаны в различные моменты времени вскоре после детонации при ударе центральной частью 214 метаемых пластин 126, 126'. Как показано на ФИГ. 4А, оболочка 122 устройства 110 проникновения связана с опорой 314. Опора 314 может включать подставку, раму или несущую конструкцию транспортного средства, например, транспортного средства 102 по ФИГ. 1 или соответствовать им. Метаемая пластина 126 (например, метаемая пластина 126 с однородной толщиной или метаемая пластина 126' с переменной толщиной) устройства 110 проникновения обращена к цели 312 и размещена на достаточном расстоянии 316 от цели 312. В конкретном примере цель 312 содержит обшивку 132 и один или более несущих элементов 134 из указанного множества несущих элементов 134 по ФИГ. 1, или соответствует им.
[0099] В первый момент времени (Т1), показанный на ФИГ. 4А, центральная часть 214 метаемой пластины 126' с переменной толщиной начинает деформацию. Периферийная часть 216 метаемой пластины 126' с переменной толщиной ускорена в большей степени, чем периферийная часть 216 метаемой пластины 126 с однородной толщиной, и расположена ближе к цели 312. Периферийная часть 216 метаемой пластины 126' с переменной толщиной перемещена дальше (вниз, как показано на ФИГ. 4А) вследствие пониженной жесткости (или увеличенной гибкости) периферийной части 216 метаемой пластины 126' с переменной толщиной и вследствие уменьшенной инерции (например, массы).
[0100] Во второй момент времени (Т2), показанный на ФИГ. 4 В, продолжено расхождение поведения центральной части 214 и периферийной части 216 метаемой пластины 126 с однородной толщиной и метаемой пластины 126' с переменной толщиной. В третий момент времени (Т3), показанный на ФИГ. 4С, центральная часть метаемой пластины 126 с однородной толщиной и метаемая пластина 126' с переменной толщиной ударяют по цели 312. Центральная часть 214 метаемой пластины 126 с однородной толщиной ударяет по цели 312, а периферийная часть 216 метаемой пластины 126 с однородной толщиной отстает от деформированной центральной части 214 метаемой пластины 126 с однородной толщиной. Центральная часть 214 и периферийная часть 216 (или ее подчасть) метаемой пластины 126' с переменной толщиной ударяют по цели 312. Нагрузки, прилагаемые к цели 312, и результаты таких ударов по цели 312 описаны далее со ссылками на ФИГ. 7А-7С и 8А-8С.
[0101] На ФИГ. 5А и 5В показаны результаты удара метаемой пластины 126 с однородной толщиной и метаемой пластины 126' с переменной толщиной в цель 312, показанную в виде обшивки 132 и несущих элементов 134 по ФИГ. 1. На ФИГ. 5А показан результат удара метаемой пластины 126 с однородной толщиной, пробившей чистое отверстие в обшивке 132 и полностью отделившей один или более несущих элементов 134. На ФИГ. 5В показан результат удара метаемой пластины 126' с переменной толщиной, пробившей отверстие в обшивке 132, полностью отделившей несущие элементы 134 и дополнительно нанесшей конструкционные повреждения (например, изгиб, сдвиг, деформацию) обшивке 132. Метаемая пластина 126' с переменной толщиной «непрерывно» нагружает цель и происходит уменьшение нагрузки по направлению к периферийной кромке метаемой пластины 126' с переменной толщиной для выполнения изгиба (например, смежной нагрузки), а не непосредственного сдвига. Вызванный изгиб образован вследствие уменьшения жесткости, уменьшения момента инерции (который может действовать как жесткость при скорости удара) или уменьшения и того и другого.
[0102] На ФИГ. 6 показан чертеж 400, иллюстрирующий пример нагрузки, приложенной метаемыми пластинами 126 к цели, например, к цели 312 по ФИГ. 4А. На ФИГ. 6 показаны примеры вертикальной нагрузки, приложенной метаемыми пластинами 126 в зависимости от времени, и временная развертка ударного воздействия центральной части 214 и периферийной части 216 метаемой пластины 126 с однородной толщиной и метаемой пластины 126' с переменной толщиной по ФИГ. 4А-4С.
[0103] График 402 нагрузок иллюстрирует вертикальную нагрузку, приложенную к метаемой пластине с однородной толщиной 126 и метаемой пластине 126' с переменной толщиной в зависимости от времени. График 402 нагрузок содержит нормированную вертикальную нагрузку и значения времени. На ФИГ. 6 показаны соответствующие изображения 412-418 ударного воздействия для метаемой пластины 126 с однородной толщиной и метаемой пластины 126' с переменной толщиной. Изображения 412-418 ударного воздействия отражают одну четверть сценария ударного воздействия для метаемой пластины 126 с однородной толщиной и метаемой пластины 126' с переменной толщиной. Например, каждое изображение ударного воздействия иллюстрирует вид конкретной четверти (например, части в 90 градусов) метаемой пластины, выполняющей столкновение с конкретной четвертью цели.
[0104] Изображения 412 и 416 ударного воздействия соответствуют метаемой пластине 126 с однородной толщиной, а изображения 414 и 418 ударного воздействия соответствуют метаемой пластине 126' с переменной толщиной. Изображение 412 ударного воздействия показывает центральную часть 214 метаемой пластины 126 с однородной толщиной, ударяющую по цели, и отстающую периферийную часть 216 метаемой пластины 126 с однородной толщиной. На изображении 416 ударного воздействия показана периферийная часть 216 метаемой пластины 126 с однородной толщиной, ударяющую по цели после некоторой задержки. На изображении 414 ударного воздействия показана центральная часть 214 метаемой пластины 126' с переменной толщиной, ударяющая по цели, и периферийная часть 216 относительно близко сзади. На изображении 418 ударного воздействия показана периферийная часть 216 метаемой пластины 126' с переменной толщиной, ударяющая по цели вскоре после центральной части 214 в сравнении с метаемой пластиной 126 с однородной толщиной.
[0105] Как показано на изображениях 412-418 ударного воздействия, периферийная часть 216 метаемой пластины 126 с однородной толщиной ударяет по цели значительно позже удара по цели центральной частью 214, тогда как периферийная часть 216 метаемой пластины 126' с переменной толщиной ударяет по цели вскоре после удара по цели центральной частью 214. Такое уменьшение промежутка времени (от «значительно позже» до «вскоре после») обеспечивает периферийной части 216 метаемой пластины 126' с переменной толщиной возможность удара по цели во время приложения центральной частью 214 вертикальной нагрузки к цели, как показано на графике 402 нагрузок. По сравнению с периферийной частью 216 метаемой пластины 126 с однородной толщиной периферийная часть 216 метаемой пластины 126' с переменной толщиной ударяет по цели после удара по цели центральной частью 214 примерно в два раза быстрее. Кроме того, как показано на графике 402 нагрузок, метаемая пластина 126' с переменной толщиной прилагает более высокую максимальную вертикальную нагрузку и прилагает больший полный импульс (например, область под кривой). Более высокая максимальная вертикальная нагрузка выработана центральной частью 214 и периферийной частью 216 метаемой пластины 126' с переменной толщиной, ударяющей в более близкий момент времени (например, в пределах порогового промежутка времени), по сравнению с метаемой пластиной с однородной толщиной 126, и посредством увеличенной скорости и гибкости (или уменьшенной жесткости и инерции) периферийной части 216 метаемой пластины 126' с переменной толщиной по сравнению с метаемой пластиной 126 с однородной толщиной. Периферийная часть 216, ударяющая по цели в пределах порогового промежутка времени (например, во время приложения центральной частью 214 нагрузки к цели), обеспечивает периферийной части 216 возможность приложения вертикальной нагрузки к цели во время приложения центральной частью 214 вертикальной нагрузки к цели.
[0106] На ФИГ. 7А-7С показаны чертежи, иллюстрирующие примеры отверстий, выполненных метаемыми пластинами 126 с различными формами. На ФИГ. 7А-7С показаны результаты ударного воздействия для трех различных форм или стилей метаемых пластин 126, выполняющих удар в обшивку 132 и конкретное межкомпонентное соединение 136 двух несущих элементов 134 из указанного множества несущих элементов 134. На ФИГ. 7А показан результат ударного воздействия метаемой пластины 126 с однородной толщиной (например, метаемой пластиной с однородной или постоянной жесткостью), пробившей чистое отверстие в обшивке 132 и полностью отделившей один или более несущих элементов 134. На ФИГ. 7 В показан результат ударного воздействия метаемой пластины 126 с выемкой 222, пробившей отверстие в обшивке 132, полностью отделившей несущие элементы 134 и дополнительно нанесшей дополнительные периферийные повреждения (например, изгиб, сдвиг, деформацию, разрыв, разлом и т.д.) обшивке 132. На ФИГ. 7С показан результат ударного воздействия метаемой пластины 126, содержащей впадины в периферийной части или на кромке метаемой пластины 126, таких как периферийная часть 216 или кромка 218 по ФИГ. 2А. Метаемая пластина 126 с впадинами пробивает отверстие в обшивке 132, полностью отделяет несущие элементы 134 и кроме того наносит дополнительный периферийный ущерб (например, изгиб, сдвиг, деформацию) обшивке 132, аналогично метаемой пластине 126 с выемкой 222.
[0107] Возникновение дополнительных структурных повреждений (например, изгиба, сдвига, деформации, разрыва и т.д. в области вокруг отверстия) и приложение более высоких нагрузок (включая смежные нагрузки) увеличивают эффективность устройства проникновения. Например, устройство 110 проникновения по ФИГ. 1, содержащее метаемую пластину 126 с выемкой 222 или метаемую пластину 126 с переменной толщиной, более эффективно, чем устройство 110 проникновения, содержащее метаемую пластину 126 с однородной толщиной. Например, метаемая пластина 126 с выемкой 222 или метаемая пластина 126 с переменной толщиной способны образовать отверстие, большее по размеру, чем диаметр метаемой пластины 126 с выемкой 222 или метаемой пластины 126' с переменной толщиной. Увеличение области структурных повреждений увеличивает эффективность при инициировании разрушения цели.
[0108] На ФИГ. 8А-8С показаны чертежи, которые иллюстрируют примеры отверстий, образованных метаемыми пластинами 126 с однородной толщиной и выполненных из различных материалов с различными плотностями. В качестве иллюстративного, неограничивающего примера на ФИГ. 8А-8С цель выполнена из алюминия. На ФИГ. 8А-8С показаны результаты ударного воздействия для метаемой пластины 126, выполненной из трех различных материалов (каждый из которых обладает различными значениями прочности и плотности) и выполняющей столкновение с обшивкой 132 и несущими элементами 134. На ФИГ. 8А показан результат ударного воздействия для метаемой пластины 126 (например, для однородной или с постоянной толщиной метаемой пластины), выполненной из стали. Стальная метаемая пластина 126 пробивает чистое отверстие в обшивке 132 и полностью отделяет несущие элементы 134 друг от друга (например, от межкомпонентного соединения несущих элементов, такого как межкомпонентное соединение 136 по ФИГ. 1). На ФИГ. 8 В показан результат ударного воздействия для метаемой пластины 126, выполненной из алюминия. Алюминиевая метаемая пластина 126 образует несколько отверстий в обшивке 132 и наносит конструкционные повреждения (например, изгиб, сдвиг или деформацию) обшивке 132 и одному или более несущим элементам 134. Метаемая пластина 126, выполненная из алюминия, не отделила несущие элементы 134. На ФИГ. 8С показан результат ударного воздействия для метаемой пластины 126, выполненной из меди. Медная метаемая пластина 126 образует несколько отверстий в обшивке 132 и наносит конструкционные повреждения обшивке 132 и одному или более несущим элементам 134. Медная метаемая пластина 126 отделила один несущий элемент от межкомпонентного соединения несущих элементов, но не отделила каждый из несущих элементов 134 от межкомпонентного соединения, такого как межкомпонентное соединение 136 на ФИГ. 1.
[0109] Более податливые и менее плотные материалы наносят больше периферийных повреждений и обладают меньшим проникновением, чем менее податливые и более плотные материалы. Например, алюминиевая и медная метаемые пластины 126 наносят больше периферийных повреждений и обладают меньшим проникновением, чем стальная метаемая пластина 126 на ФИГ. 8А-8С. Алюминиевая и медная метаемые пластины 126 с однородной толщиной и жесткостью не способны вызывать достаточное проникновение и периферийные повреждения. Изменение жесткости метаемой пластины 126 вызывает достаточную степень проникновения и периферийных повреждений, как показано на ФИГ. 7В и 7С. Кроме того, метаемые пластины 126 могут содержать несколько материалов, как описано со ссылками на ФИГ. 11А-18С, для достижения достаточной степени проникновения и периферийных повреждений при однородной или по существу однородной толщине.
[0110] На ФИГ. 9A-9F показаны взятые в качестве примера метаемые пластины 126 с переменной жесткостью и с частями удаленного материала, например, как метаемая пластина 126 по ФИГ. 1. На ФИГ. 9A-9F части удаленного материала соответствуют выемкам 222 в периферийной части 216 метаемой пластины 126, как описано со ссылками на ФИГ. 2А-2С. На ФИГ. 9A-9F показаны виды снизу метаемых пластин 126, изображающие первую поверхность 232 метаемой пластины 126, обращенную к цели, например, к цели 312 по ФИГ. 4А. На ФИГ. 9A-9F каждая из выемок 222 представляет собой сквозное отверстие 702. В других вариантах реализации выемки 222 включают глухие отверстия, полости или каналы, такие как описаны со ссылками на ФИГ. 9А и 18С, или соответствуют им.
[0111] На ФИГ. 9А показан первый пример метаемой пластины 126. Метаемая пластина 126 содержит множество отверстий 722 (сквозных отверстий 702), расположенных вокруг центра 212 метаемой пластины 126 в конфигурации 720. Например, каждое отверстие из указанного множества отверстий 722 имеет по существу одинаковый размер и по существу равномерно распределено вокруг центра 212 метаемой пластины 126. Как показано на ФИГ. 9А, отверстия 722 расположены в радиальной конфигурации 720 (например, равномерно размещены вокруг центра 212 и расположены на одинаковом расстоянии или радиусе от центра 212). Отверстия 722 выполнены радиально симметричными (например, симметричными относительно радиальной линии). Как показано на ФИГ. 9A-9F, указанное множество отверстий 722 расположено в периферийной части 216 метаемой пластины 126. В других вариантах реализации настоящего изобретения одно или более отверстий из указанного множества отверстий расположены во второй периферийной части 1216, как описано со ссылками на ФИГ. 23A-23R.
[0112] На ФИГ. 9B-9D также показано множество отверстий 722-726, каждое из которых размещено в конфигурации 720, отличной от конфигурации по ФИГ. 9А. В конфигурации 720 по ФИГ. 9В имеет место большее количество отверстий 722 по сравнению с конфигурацией 720 по ФИГ. 9А. Конфигурация 720 по ФИГ. 9С обладает множеством отверстий 724, причем размер (диаметр) отверстий 724 больше размера отверстий 722 по ФИГ. 9А и 9В.
[0113] На ФИГ. 9D и 9Е показаны метаемые пластины 126, каждая из которых содержит несколько отверстий разного размера. На ФИГ. 9D показаны относительно большие отверстия (отверстия 722) и относительно малые отверстия (отверстия 726). Как показано на ФИГ. 9D, отверстия 722 расположены в радиальной конфигурации (например, равномерно расположены вокруг центра на одинаковом расстоянии или радиусе из центра 212). Отверстия 722 обладают радиальной симметрией (например, симметрией относительно радиальной линии). Отверстия 726 также выровнены с радиальной конфигурацией 720 и радиально выровнены с отверстиями 722. Таким образом, линия или радиус из центра 212 проходит через центры соответствующих отверстий 722 и 726. Хотя меньшие отверстия 726 в конфигурации 720 по ФИГ. 9D показаны имеющими ту же самую конфигурацию 720, что и большие отверстия 722, меньшие отверстия 726 могут иметь другую конфигурацию 720 и смещение от больших отверстий 722. В качестве дополнения или альтернативы количество больших отверстий 722 может быть больше или меньше указанного количества меньших отверстий 726. На ФИГ. 9D отверстия 726 могут быть расположены в периферийной части 216, а отверстия 722 могут быть расположены во второй периферийной части 1216.
[0114] На ФИГ. 9Е показано, как отверстия 722 и 726 двух различных размеров размещены в радиальной конфигурации 720 и выровнены по окружности относительно друг друга вокруг центра 212 метаемой пластины 126. Таким образом, центры отверстий 722 и 726 выровнены и расположены по окружности вокруг центра 212, причем каждый из центров отверстий 722 и 726 расположен на одинаковом расстоянии (при одинаковом радиусе) от центра 212.
[0115] Хотя указанное множество отверстий 722-726 показано на ФИГ. 9A-9F с круговыми поперечными сечения, в других вариантах реализации настоящего изобретения одно или более отверстий обладают другой формой поперечного сечения, например, одной из форм поперечного сечения, показанных на ФИГ. 9F. На ФИГ. 9F показаны всевозможные формы поперечных сечений отверстий 722-726, такие как круги, эллипсы, прямоугольники, квадраты, трапеции, пятиугольники, шестиугольники, треугольники, звезды, ромбы или другие формы. Первый эллипс 732 и второй эллипс 734 показаны как взятые в качестве примера формы и не показаны как отверстия в метаемой пластине 126 по ФИГ. 9F.
[0116] Каждая из этих форм способна к ориентации в радиальном направлении, по окружности, относительно конкретной оси или независимо друг от друга. Например, первый эллипс 732, первый прямоугольник 742 и первый ромб 752 ориентированы в радиальном направлении (например, ориентированы вдоль радиуса). Таким образом, большая ось первого эллипса 732 направлена вдоль радиуса круга с центром 212. При радиальной ориентации форма может быть ориентирована внутрь или наружу относительно центра 212. Таким образом, первый треугольник 762 направлен внутрь, а второй треугольник 764 направлен наружу. В качестве другого примера второй эллипс 734, второй прямоугольник 744 и второй ромб 754 ориентированы по окружности. Таким образом, большая ось второго эллипса 734 направлена по окружности круга с центром 212. Хотя на ФИГ. 9A-9F выемки 222 показаны как сквозные отверстия 702, в других вариантах реализации одна или более выемок 222 выполнены в виде глухих отверстий, как показано далее на ФИГ. 11В.
[0117] На ФИГ. 10А-10С показаны дополнительные примеры метаемых пластин с переменной жесткостью с одной или более выемками 222, такими как метаемая пластина 126 по ФИГ. 1. На ФИГ. 10А-10С одна или более выемок 222 размещены на кромке 218 (например, на периферийной кромке) периферийной части 216 или около нее. На ФИГ. 10А-10С показаны виды снизу метаемых пластин 126, иллюстрирующие первую поверхность 232 каждой метаемой пластины 126, обращенную к цели, такой как цель 312 по ФИГ. 4А. На ФИГ. 10А-10С каждая из выемок 222 представляет собой сквозное отверстие 702. В других вариантах реализации выемки 222 на периферийной кромке 218 содержат глухие отверстия, полости или каналы, такие как описаны со ссылками на ФИГ. 11 В, или соответствуют им.
[0118] На ФИГ. 10А показано множество бороздок 802 на кромке 218 периферийной части 216 метаемой пластины 126. В конфигурации 720 указанное множество бороздок 802 размещено вокруг центра 212 метаемой пластины 126. В некоторых вариантах реализации конфигурация 720 включает радиально симметричную конфигурацию. Таким образом, каждый из компонентов (бороздок 802 на ФИГ. 10А) конфигурации 720 равномерно расположен на одинаковом расстоянии от других компонентов вокруг кромки 218 метаемой пластины 126. Указанное множество бороздок 802 может содержать один или более типов бороздок 802, например, типы 812-816 бороздок. Первый тип 812 бороздок 802 содержит боковые стенки с по существу параллельными линиями. Второй тип 814 бороздок 802 и третий тип 816 бороздок 802 содержат наклонные боковые стенки. Боковые стенки второго типа 814 бороздок 802 наклонены таким образом, что второй тип 814 бороздок 802 шире около центра 212 метаемой пластины 126. Боковые стенки третьего типа 816 бороздок 802 наклонены таким образом, что третий тип 816 бороздок 802 шире на кромке 218 метаемой пластины 126. В конкретном варианте реализации боковые стенки могут быть выровнены (например, выровнены в радиальном направлении) относительно центра 212 метаемой пластины 126.
[0119] На ФИГ. 10В показано множество зубцов 804 на кромке 218 периферийной части 216 метаемой пластины 126. Указанное множество зубцов 804 расположено вокруг центра 212 метаемой пластины 126. Указанное множество зубцов 804 может содержать один или более типов зубцов 804. Типы зубцов 804 могут представлять собой типы 812-816 бороздок 802 (или соответствовать им), такие как параллельные, наклоненные наружу и наклоненные внутрь.
[0120] На ФИГ. 10C показано множество впадин 806 на кромке периферийной части 216 метаемой пластины 126. Указанное множество впадин 806 размещено вокруг центра 212 метаемой пластины 126. Указанное множество впадин 806 может содержать один или более типов впадин 806. Типы впадин 806 могут содержать часть конического сечения, такую как часть круга, эллипса, параболы, или гиперболы, или соответствовать ей.
[0121] В других вариантах реализации метаемая пластина 126 может содержать большее или меньшее количество выемок 222 или элементов (например, бороздок 802, зубцов 804 или впадин 806). Кроме того, выемки 222 или элементы могут иметь различные размеры. Например, первый зубец 804А может иметь первый размер 862 (например, длину, ширину или площадь), который превышает второй размер 864 второго зубца 804В. В конкретном варианте реализации выемки 222 могут включать одну или более выемок 222 первого типа и одну или более выемок 222 второго типа. Выемки 222 могут быть размещены симметрично вокруг центра 212 в конфигурации 720 или асимметрично.
[0122] На ФИГ. 11А-11С показаны примеры метаемых пластин с выемкой 222. На ФИГ. 11А показан чертеж, иллюстрирующий вид снизу взятой в качестве примера метаемой пластины со множеством выемок 222. На ФИГ. 11В показан чертеж, иллюстрирующий поперечный разрез по оси 950 взятой в качестве первого примера метаемой пластины по ФИГ. 11А. На ФИГ. 11С показан чертеж, иллюстрирующий поперечный разрез по оси 950 взятой в качестве второго примера метаемой пластины по ФИГ. 11А.
[0123] Обратимся к ФИГ. 11А, на которой показана метаемая пластина 126, содержащая множество выемок 222. На ФИГ. 11А каждая из выемок 222 представляет собой глухое отверстие. В некоторых вариантах реализации выемки 222 могут быть заполнены (для образования по существу плоской поверхности) вторым материалом 916, имеющим вторую плотность 926, отличную (например, в сторону увеличения) от первой плотности 924 первого материала 914 центральной части 214 и периферийной части 216. Как показано на ФИГ. 11С, каждая из выемок 222 заполнена вторым материалом 916. В других вариантах реализации выемки 222 не заполнены, а метаемая пластина 126 имеет переменную толщину в периферийной части 216, как показано на ФИГ. 11А.
[0124] На ФИГ. 11В показана незаполненная выемка 222 в первом материале 914, а на ФИГ. 11С показана заполненная выемка 934, такая как выемка 222, заполненная вторым материалом 916. ФИГ. 11В соответствует взятой в качестве примера метаемой пластине 126 с выемкой 222. ФИГ. 11С соответствует взятой в качестве примера метаемой пластине 126 с выемкой 222 и взятой в качестве примера метаемой пластине 126 с переменной плотностью.
[0125] На ФИГ. 12-14 показаны взятые в качестве дополнительных примеров метаемые пластины 126 с множеством областей кромки 218 (периферийной кромки) периферийной части 216, удаленными для образования выемки 222. На ФИГ. 11 выемки 222 соответствуют бороздкам, таким как бороздки 802, описанные со ссылками на ФИГ. 10А. На ФИГ. 12 выемки 222 соответствуют зубцам, таким как зубцы 804, описанные со ссылками на ФИГ. 10В. На ФИГ. 14 выемки 222 соответствуют впадинам, таким как впадины 806, описанные со ссылками на ФИГ. 10С.
[0126] На ФИГ. 15А-15С показаны взятые в качестве примера метаемые пластины 126 с выемкой 222. На ФИГ. 15А показан чертеж, иллюстрирующий вид снизу взятой в качестве примера метаемой пластины с выемками 222 в виде концентрических каналов 1012, 1014. На ФИГ. 15В показан чертеж, иллюстрирующий поперечный разрез по оси 1050 взятой в качестве первого примера метаемой пластины 126 по ФИГ. 15А. На ФИГ. 15С показан чертеж, иллюстрирующий поперечный разрез по оси 1050 взятой в качестве второго примера метаемой пластины 126 по ФИГ. 15А.
[0127] Обратимся к ФИГ. 15А; на метаемой пластине 126 материал удален из множества областей периферийной части 216 для образования выемок 222, обладающих концентрическим расположением или конфигурацией, причем выемки 222 в этих нескольких областях содержат один или более концентрических каналов, таких как концентрические каналы 1012 и 1014, или соответствуют им. Таким образом, выемки 222 образуют один или более концентрических каналов или колец вокруг центра 212. В некоторых из этих примеров второй материал, такой как второй материал 916 по ФИГ. 11С, обладающий другим значением плотности (например, более низкой плотностью) может быть сформирован или осажден в концентрических каналах 1012 и 1014, образованных в первом материале, таком как первый материал 914 по ФИГ. 11С, как описано далее со ссылками на ФИГ. 16А-18С. Как показано на ФИГ. 15А-15С, для ясности каждый из концентрических каналов 1012 и 1014 не заполнен вторым материалом.
[0128] На ФИГ. 15А метаемая пластина 126 содержит концентрические каналы 1012 и 1014, которые представляют собой сквозные отверстия, такие как сквозные отверстия 702. В других вариантах реализации, таких как на ФИГ. 15С, концентрические каналы 1012 и 1014 представляет собой глухие отверстия, такие как глухие отверстия 902. Концентрические каналы 1012 и 1014 отделены друг от друга радиальными несущими элементами 1016 и выполнены концентрическими друг относительно друга (например, обладают одним и тем же центром, т.е. центром 212). Хотя на ФИГ. 10 показаны два канала (1012 и 1014) и восемь радиальных несущих элементов 1016, метаемая пластина 126 может содержать больше или меньше каналов и радиальных несущих элементов в других вариантах реализации.
[0129] Обратимся к ФИГ. 15 В и 15С; на ФИГ. 15В показана взятая в качестве примера метаемая пластина 126, на которой концентрические каналы 1012 и 1014 представляют собой сквозные отверстия 702, а на ФИГ. 15С показана взятая в качестве примера метаемая пластина 126, на которой концентрические каналы 1012 и 1014 представляют собой глухие отверстия 902. Хотя на ФИГ. 15С показаны концентрические каналы 1012 и 1014 конкретной глубины, в других вариантах реализации концентрические каналы 1012 и 1014 могут быть глубже или мельче, чем показано на ФИГ. 15С.
[0130] На ФИГ. 16А-16Е показаны примеры метаемых пластин 126 с выемкой 222. На ФИГ. 16А показан чертеж, иллюстрирующий вид снизу взятой в качестве примера метаемой пластины 126 с выемками 222 в виде концентрических каналов 1012 и 1014. На каждой из ФИГ. 16В-16Е показан чертеж, иллюстрирующий поперечный разрез по оси 1150 взятой в качестве соответствующего примера метаемой пластины 126 по ФИГ. 16А.
[0131] Обратимся к ФИГ. 16А, на которой метаемая пластина 126 содержит концентрические каналы 1012 и 1014, образующие выемки в первом материале метаемой пластины 126. Как показано на ФИГ. 16А, каждый из концентрических каналов 1012 и 1014 метаемой пластины 126 заполнен для ясности вторым материалом 916. В некоторых вариантах реализации, таких как показаны на ФИГ. 16В, 16С и 16D, концентрические каналы 1012 и 1014 не заполнены. Такие примеры метаемых пластин 126 могут соответствовать примерам метаемой пластины 126 с переменной плотностью.
[0132] Концентрические каналы 1012 и 1014 могут быть образованы на первой поверхности 232 (например, на поверхности, обращенной к оболочке и топливу), на второй поверхности 234 (например, на поверхности, обращенной от оболочки и топлива) или на обеих поверхностях. Как показано на ФИГ. 16A-16D, концентрические каналы 1012 и 1014 образованы на первой поверхности 232 и имеют по существу один и тот же размер (например, одинаковые значения ширины и глубины). На ФИГ. 16С показаны концентрические каналы 1012 и 1014 на обеих поверхностях 232, 234.
[0133] На ФИГ. 16D концентрические каналы 1012 и 1014 заполнены другим материалом. Например, концентрические каналы 1012 и 1014 заполнены вторым материалом 916, имеющим вторую плотность 926, меньшую первой плотности 924 первого материала 914. Как показано на ФИГ. 16D, выемки 934 заполнены (например, полностью заполнены), например, вторым материалом 916 таким образом, что метаемая пластина 126 имеет по существу постоянную толщину. В других вариантах реализации выемки 934 заполнены частично и метаемая пластина 126 может не иметь по существу постоянную толщину.
[0134] Хотя на ФИГ. 16B-16D концентрические каналы 1012 и 1014 показаны обладающими одинаковой глубиной, в других вариантах реализации настоящего изобретения каналы 1012 и 1014 могут быть глубже или мельче. Как показано на ФИГ. 16Е, расположенный ближе к центру 212 первый канал (концентрический канал 1012) имеет меньшие размеры (имеет меньшую ширину и глубину) по сравнению со вторым каналом (концентрическим каналом 1014), расположенным ближе к периферийной кромке, например кромке 218 метаемой пластины 126. Образование более глубоких каналов 1012 и 1014 ближе к периферийной кромке может уменьшить жесткость метаемой пластины 126 в большей степени, чем образование более глубоких каналов 1012 и 1014 ближе к центру 212 метаемой пластины 126.
[0135] В качестве дополнения или альтернативы концентрические каналы 1012 и 1014 по ФИГ. 16А-16Е могут иметь различные формы. Например, боковые стенки концентрических каналов 1012 и 1014 могут быть выполнены параллельными 1162, наклоненными внутрь 1164, наклоненными наружу или искривленными (например, вогнутыми 1166 или выпуклыми 1168), как показано на диаграмме 1160 взятой в качестве примера боковой стенки по ФИГ. 16В.
[0136] На ФИГ. 17A-17D показаны примеры метаемых пластин 126 с выемкой 222. На ФИГ. 17А показан чертеж, иллюстрирующий вид снизу взятой в качестве примера метаемой пластины с выемками в виде концентрических каналов. На каждой из ФИГ. 17B-17D показан чертеж, иллюстрирующий поперечный разрез по оси 1250 соответствующей взятой в качестве примера метаемой пластины 126 по ФИГ. 17А. По сравнению с концентрическими каналами 1012 и 1014 по ФИГ. 16А концентрические каналы, иллюстрируемые на ФИГ. 17А, обладают другими размерами (например, другой шириной, как показано на ФИГ. 17А).
[0137] Как показано на ФИГ. 17А, каждый из концентрических каналов 1012 и 1014 метаемой пластины 126 для ясности заполнен вторым материалом 916. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения, таких, как показаны на ФИГ. 17В и 17С, концентрические каналы 1012 и 1014 выполнены незаполненными. Такие примеры метаемых пластин 126 могут соответствовать примерам метаемых пластин 126 с переменной плотностью. Образование каналов 1012 и 1014 разного размера может вызвать относительно высокий уровень прерывистой нагрузки метаемой пластины 126 по сравнению с метательными пластинами 126, содержащими каналы 1012 и 1014 с одинаковыми размерами.
[0138] На ФИГ. 18А-18С показаны примеры метаемых пластин 126, содержащих выемки 222 нескольких типов. На ФИГ. 18А показан чертеж, иллюстрирующий вид снизу взятой в качестве примера метаемой пластины 126, содержащей концентрический канал 1012 и множество глухих отверстий 902. Каждая из ФИГ. 18В и 18С представляет собой чертеж, иллюстрирующий поперечный разрез по оси 1350 соответствующей взятой в качестве примера метаемой пластины по ФИГ. 18А.
[0139] Обратимся к ФИГ. 18А, на которой метаемая пластина 126 содержит выемки 222, образующие один концентрический канал, а именно концентрический канал 1012, и указанное множество глухих отверстий 902. Хотя в указанном множестве глухих отверстий 902 они связаны друг с другом посредством концентрического канала 1012, показанного на ФИГ. 18А, в других вариантах реализации одно или более отверстий из указанного множества глухих отверстий 902 выполнены отдельно от концентрического канала 1012. В других вариантах реализации метаемая пластина 126 содержит множество сквозных отверстий 702, бороздок 802, зубцов 804 или впадин 806 вместо глухих отверстий 902.
[0140] Выемки 222 по ФИГ. 7А-18С могут быть образованы посредством удаления частей материала из единой плоской метаемой пластины 126, посредством машинной обработки (например, рассверливания) или травления. В качестве другого варианта реализации метаемая пластина 126 может быть выполнена (например, посредством литья, прессования или штамповки) в виде однородной структуры, определяющей выемки. Выемки 222 по ФИГ. 7А-18С могут иметь толщины или глубины, отличные от показанных на ФИГ. 7А-18С. Например, отношение второй толщины одной или более выемок 222 к первой толщине центральной части 214 может попадать в диапазон от 0,1 до 0,9. При значении этого отношения в диапазоне от 0,1 до 0,9 происходит изменение жесткости (прочности и/или инерции) метаемой пластины 126 при переходе от центральной части 214 к периферийной части 216 и уменьшение задержки ударного воздействия между центральной частью 214 и периферийной частью 216 таким образом, что метаемая пластина 126 проникает через цель и создает периферийные структурные повреждения, как описано со ссылками на ФИГ. 4А-4С и 6.
[0141] На ФИГ. 19A-19F показаны примеры метаемых пластин 126 с переменной плотностью, содержащих плотную вставку 1412. На ФИГ. 19А показан чертеж, иллюстрирующий вид снизу взятой в качестве примера метаемой пластины 126 с переменной плотностью, содержащей плотную вставку 1412. На каждой из ФИГ. 19B-19F показан чертеж, иллюстрирующий поперечный разрез по оси 1450 соответствующей взятой в качестве примера метаемой пластины 126 с переменной плотностью, содержащей плотную вставку 1412 по ФИГ. 19А.
[0142] Обратимся к ФИГ. 19А, на которой центральная часть 214 содержит первый материал 914, имеющий первую плотность 924, превышающую вторую плотность 926 второго материала 916 периферийной части 216. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения центральная часть 214 выполнена из первого материала 914 и периферийная часть 216 образована вокруг центральной части 214. В других вариантах реализации метаемая пластина 126 выполнена из второго материала 916, центральная часть 214 (или ее часть) удалена, например, посредством машинной обработки, и первый материал 914 образован или осажден в выемке, образованной в центральной части 214. Толщина первого материала 914 может быть равной толщине метаемой пластины 126 или быть меньше ее.
[0143] На ФИГ. 19 В показана ситуация, в которой первая толщина 262 первого материала 914 по существу равна второй толщине 264 метаемой пластины 126. На ФИГ. 19С показана ситуация, в которой первая толщина 262 первого материала 914 меньше второй толщины 264 метаемой пластины 126, а на ФИГ. 19D показана ситуация, в которой первая толщина 262 первого материала 914 больше второй толщины 264 метаемой пластины 126. На ФИГ. 19С первый материал 914 заглублен в метаемую пластину 126 в центральной части 214, и метаемая пластина 126 имеет по существу постоянную толщину. Однако на ФИГ. 19D часть первого материала 914 выступает из метаемой пластины 126 в центральной части 214.
[0144] На ФИГ. 19Е и 19F показаны выемки 222, 934 в периферийной части 216 метаемой пластины 126. Выемки 222, 934 по ФИГ. 19Е и 19F могут включать выемки 222, описанные со ссылками на ФИГ. 7А-18С, или соответствовать им. Например, выемки 222 могут включать сквозные отверстия 702, глухие отверстия 902, бороздки 802, зубцы 804, впадины 806, концентрические каналы 1012, 1014 или их комбинацию. На ФИГ. 19Е выемка 222 размещена на второй поверхности 234, противоположной первой поверхности 232, и содержит первый материал 914 центральной части 214, соответствующей плотной вставке 1412. Хотя первый материал 914 центральной части 214 показан на ФИГ. 19Е с толщиной, меньшей толщины метаемой пластины 126, в других вариантах реализации первый материал 914 центральной части 214 имеет ту же толщину, что метаемая пластина 126. На ФИГ. 19F выемка 934 заполнена, а периферийная часть 216 обладает по существу постоянной толщиной. Как показано на ФИГ. 19F, выемка 934 заполнена третьим материалом 918 с третьей плотностью 928, меньшей первой плотности 924 первого материала 914 и меньшей второй плотности 926 второго материала 916. В других вариантах реализации изобретения третья плотность 928 третьего материала 918 больше первой плотности 924, второй плотности 926 или больше обеих. В качестве дополнения или альтернативы выемки 222, 934 по ФИГ. 19Е и 19F могут быть образованы на первой поверхности 232. В некоторых вариантах реализации первая поверхность 232 обращена к цели, а в других вариантах реализации вторая поверхность 234 обращена к цели, такой как цель 312 по ФИГ. 4А.
[0145] На ФИГ. 20A-20F показаны примеры метаемых пластин 126 с переменной плотностью, содержащих множество несущих элементов 1514. На ФИГ. 20А показан чертеж, иллюстрирующий вид снизу взятой в качестве примера метаемой пластины с переменной плотностью, содержащей множество несущих элементов. На каждой из ФИГ. 20B-20F показан чертеж, иллюстрирующий поперечный разрез соответствующей взятой в качестве примера метаемой пластины с переменной плотностью, содержащей множество несущих элементов по ФИГ. 20А.
[0146] Обратимся к ФИГ. 20А, на которой метаемая пластина 126 содержит центральную часть 214, а множество областей периферийной части 216 содержат несущие элементы 1514 (например, элементы жесткости), выполненные с возможностью увеличения жесткости центральной части 214. Несущие элементы 1514 могут содержать первый материал 914 или второй материал 916. Как показано на ФИГ. 20А, несущие элементы содержат первый материал 914. Несущие элементы 1514 способны содержать или формировать круговую часть или основание, как показано на ФИГ. 20А.
[0147] На ФИГ. 20 В показана третья толщина 266 несущих элементов 1514 в центральной части 214, по существу равное четвертой толщине 268 несущих элементов 1514 во множестве областей периферийной части 216. На ФИГ. 20С и 20D показано, что третья толщина 266 несущих элементов 1514 в центральной части 214 больше четвертой толщины 268 несущих элементов 1514 во множестве областей периферийной части 216. На ФИГ. 20С часть несущих элементов 1514 размещена в метаемой пластине 126 в центральной части 214, и метаемая пластина 126 имеет по существу постоянную толщину. На ФИГ. 20D часть несущих элементов 1514 выступает из метаемой пластины 126 в центральной части 214.
[0148] На ФИГ. 20Е и 20F показаны выемки 222, 934 в периферийной части 216 метаемой пластины 126. На ФИГ. 20Е выемка 222 образована на второй поверхности 234, противоположной первой поверхности 232, которая содержит указанное множество несущих элементов 1514. Хотя первый материал 914 центральной части 214 показан на ФИГ. 20Е с толщиной, меньшей толщины метаемой пластины 126, в других вариантах реализации первый материал 914 центральной части 214 имеет ту же толщину, что и метаемая пластина 126. На ФИГ. 20Е выемка 934 заполнена и периферийная часть обладает по существу однородной толщиной. Как показано на ФИГ. 20F, выемка 934 заполнена третьим материалом 918 с третьей плотностью 928, меньшей первой плотности 924 первого материала 914 и меньшей второй плотности 926 второго материала 916. В других вариантах реализации третья плотность 928 больше первой плотности 924, второй плотности 926 или обеих. В качестве дополнения или альтернативы выемки 222, 934 по ФИГ. 20Е и 20F могут быть размещены на первой поверхности 232.
[0149] ФИГ. 19Е, 19F, 20Е и 20F соответствуют взятой в качестве примера метаемой пластине 126 с выемкой 222 и взятой в качестве примера метаемой пластине 126 с переменной плотностью. ФИГ. 19 В-19D, 20B-20D соответствуют взятой в качестве примера метаемой пластине 126 с переменной плотностью. Кроме того, некоторые из метаемых пластин по ФИГ. 19A-20F имеют по существу постоянную толщину, однако, периферийная часть 216 выполнена более гибкой и менее жесткой (или имеет меньшую массу) по сравнению с центральной частью 214. В таких метаемых пластинах 126 с переменной жесткостью ускорение периферийной части 216 происходит аналогично периферийной части 216 метаемых пластин 126 с переменной толщиной, описанных со ссылками на ФИГ. 4А-4С и 6.
[0150] На ФИГ. 21A-21G показаны примеры метаемых пластин 126 с переменной толщиной, имеющих одну периферийную часть 216. На ФИГ. 21А показан чертеж, иллюстрирующий вид снизу взятой в качестве примера метаемой пластины 126 с переменной толщиной, имеющей одну периферийную часть 216. На каждой из ФИГ. 21B-21G показан чертеж, иллюстрирующий вид сбоку соответствующей взятой в качестве примера метаемой пластины 126 с переменной толщиной, имеющей одну периферийную часть 216 по ФИГ. 21А.
[0151] На ФИГ. 21А центральная часть 214 имеет первый радиус 1622, а метаемая пластина 126 (или периферийная часть 216) имеет второй радиус 1624. Как показано на ФИГ. 21А, первый радиус 1622 центральной части 214 по ФИГ. 21А примерно равен половине второго радиуса 1624 метаемой пластины 126. В других вариантах реализации первый радиус 1622 центральной части 214 может быть больше или меньше, как описано со ссылками на ФИГ. 22А.
[0152] На каждой из ФИГ. 21B-21D показана одна периферийная часть 216, содержащая одно утоньшение до примерно нулевой толщины 1652 (например, утоньшение до наклонной криволинейной кромки на основании, связанном с оболочкой 122, вместо утоньшения до наклонной криволинейной кромки с включением искривленной по существу на 90 градусов кромки на основании). На ФИГ. 21В и 21С показана периферийная часть 216, претерпевающая утоньшение по линейному и по существу постоянному закону. Каждая из ФИГ. 21В и 22С имеет аналогичную форму. Например, периферийная часть 216 утоньшена до наклонной криволинейной кромки 1662 около оболочки 122 или в связи с ней. На ФИГ. 21В и 21D показаны относительно более тонкие взятые в качестве примера метаемые пластины 126 по сравнению с ФИГ. 21С, на которой показана относительно более толстая взятая в качестве примера метаемая пластина 126. На ФИГ. 21D показана периферийная часть 216 с утоньшением по нелинейному закону 244 (например, с постепенно возрастающим утоньшением или постепенно убывающим утоньшением). Как показано на ФИГ. 21D, утоньшение по нелинейному закону 244 периферийной части 216 представляет собой постепенно возрастающее утоньшение.
[0153] На каждой из ФИГ. 21E-21G показана одна периферийная часть 216, которая утоньшена до отличной от нуля толщины 1654 (например, когда периферийная часть 216 имеет искривленную по существу на 90 градусов кромку на основании, связанном с оболочкой). На ФИГ. 21Е и 21F показана периферийная часть 216, содержащая утоньшение по линейному закону 244 от первой толщины 262 центральной части 214 до второй толщины 264 на кромке 218 периферийной части 216 и метаемой пластины 126. Например, периферийная часть 216 содержит искривленную по существу на 90 градусов кромку 1664 рядом с оболочкой 122 или в связи с ней.
[0154] Каждая из ФИГ. 21Е и 21F имеет аналогичные формы и отношения толщин. На ФИГ. 21Е показана относительно более тонкая взятая в качестве примера метаемая пластина 126 по ФИГ. 21F. Как показано на ФИГ. 21Е и 21F, отношение второй толщины 264 кромки 218 периферийной части 216 к первой толщине 262 центральной части 214 равно примерно 2/3. Это примерно равное 2/3 значение отношения изменяет жесткость (прочность и/или инерцию) метаемой пластины 126 при переходе от центральной части 214 к периферийной части 216 и уменьшает время задержки ударного воздействия между центральной частью 214 и периферийной частью 216 таким образом, что метаемая пластина 126 проникает через цель и создает периферийные структурные повреждения, как описано со ссылками на ФИГ. 4А-4С и 6.
[0155] На ФИГ. 21G показана периферийная часть 216, обладающая утоньшением по нелинейному закону 244 (например, постепенно возрастающее утоньшение или постепенно убывающее утоньшение). Как показано на ФИГ. 21G, утоньшение по нелинейному закону 244 периферийной части 216 представляет собой постепенно возрастающее утоньшение. Конкретное значение толщины метаемой пластины 126 или отношение между первой и второй толщинами 262, 264 метаемой пластины 126 может быть больше или меньше, чем показано на ФИГ. 21B-21G. Например, отношение первой толщины 262 центральной части 214 ко второй толщине 264 периферийной части 216 (например, на кромке 218 периферийной части 216) находится в диапазоне от 1,1 до 5. Это значение отношения в диапазоне от 1,1 до 5 изменяет жесткость (прочность и/или инерцию) метаемой пластины 126 при переходе от центральной части 214 к периферийной части 216 и уменьшает время задержки ударного воздействия между центральной частью 214 и периферийной частью 216 таким образом, что метаемая пластина 126 проникает через цель и создает периферийные структурные повреждения, как описано со ссылками на ФИГ. 4А-4С и 6.
[0156] На ФИГ. 22A-22G показаны примеры метаемых пластин 126 с переменной толщиной, содержащих одну периферийную часть 216. На ФИГ. 22А показан чертеж, иллюстрирующий вид снизу другой взятой в качестве примера метаемой пластины 126 с переменной толщиной, содержащей одну периферийную часть 216. Центральная часть 214 метаемой пластины 126 по ФИГ. 22А больше по сравнению с ФИГ. 21А.
[0157] Обратимся к ФИГ. 22А, на которой центральная часть 214 имеет первый радиус 1622, а метаемая пластина 126 (или периферийная часть 216) имеет второй радиус 1624. Как показано на ФИГ. 22А, первый радиус 1622 центральной части 214 составляет примерно 0,9 от второго радиуса 1624 метаемой пластины 126. Хотя на ФИГ. 21А показаны два взятые в качестве примера первых радиуса, в других вариантах реализации настоящего изобретения первый радиус центральной части 214 может быть больше или меньше. Например, метаемая пластина 126 может иметь отношение первого радиуса 1622 центральной части 214 ко второму радиусу 1624 метаемой пластины 126 в диапазоне от 0,5 до 0,9. Это значение отношения в диапазоне от 0,5 до 0,9 изменяет жесткость (прочность и/или инерцию) метаемой пластины 126 при переходе от центральной части 214 к периферийной части 216 и уменьшает время задержки ударного воздействия между центральной частью 214 и периферийной частью 216 таким образом, что метаемая пластина 126 проникает через цель и создает периферийные структурные повреждения, как описано со ссылками на ФИГ. 4А-4С и 6.
[0158] На каждой из ФИГ. 22B-22G показан чертеж, иллюстрирующий вид сбоку соответствующей взятой в качестве примера метаемой пластины 126 с переменной толщиной, содержащей одну периферийную часть 216 по ФИГ. 22А. Каждая из ФИГ. 22B-22G соответствует соответствующим видам сбоку, показанным на ФИГ. 21В-21G и описанным со ссылками на ФИГ. 21.
[0159] На каждой из ФИГ. 23A-23R показаны примеры метаемых пластин 126 с переменной толщиной, содержащих две периферийные части 216 и 1216. На ФИГ. 23А показан чертеж, иллюстрирующий вид снизу взятой в качестве примера метаемой пластины 126 с переменной толщиной, содержащей две периферийные части 216 и 1216. На каждой из ФИГ. 23B-23R показан чертеж, иллюстрирующий вид сбоку соответствующей взятой в качестве примера метаемой пластины 126 с переменной толщиной, содержащей две периферийные части 216 и 1216.
[0160] Обратимся к ФИГ. 23А, на которой показана метаемая пластина 126 с переменной толщиной, содержащая периферийную часть 216 (например, первую периферийную часть) и вторую периферийную часть 1216 вокруг периферийной части 216. Периферийная часть 216 образует кромку 218, а вторая периферийная часть 1216 образует вторую кромку 1218. На ФИГ. 23А вторая кромка 1218 представляет собой периферийную кромку метаемой пластины 126. Хотя метаемая пластина 126 с переменной толщиной содержит две периферийных части 216 и 1216, как показано на ФИГ. 23А, в других примерах метаемые пластины 126 могут содержать больше двух периферийных частей 216 и 1216. Хотя на ФИГ. 23А толщина (например, толщина дуги) каждой из двух периферийных частей 216 и 1216 примерно одинакова, в других вариантах реализации толщина 1862 первой дуги одной периферийной части 216 может быть больше толщины 1864 дуги другой периферийной части 1216, как показано на ФИГ. 23 В.
[0161] Обратимся к ФИГ. 23B-23F, на которых показаны виды сбоку соответствующих примеров метаемой пластины 126 с переменной толщиной по ФИГ. 21А. На каждой из ФИГ. 23B-23D показана вторая периферийная часть 1216, содержащая периферийную кромку (например, вторую кромку), обладающую отличной от нуля толщиной 1654. На ФИГ. 23В и 23С показана первая периферийная часть 216 с утоньшением по линейному закону или с по существу постоянным утоньшением, сопровождаемая второй периферийной частью 1216 с по существу постоянной толщиной. На ФИГ. 23D показана первая периферийная часть 216 с утоньшением по нелинейному закону 244, сопровождаемая второй периферийной частью 1216 с по существу постоянной толщиной.
[0162] На каждой из ФИГ. 23Е и 23F показана вторая периферийная часть 1216, которая утоньшена до значения 1652, примерно равного нулю. На ФИГ. 23Е показана первая периферийная часть 216 с утоньшением 242 по линейному закону, сопровождаемая второй периферийной частью 1216 с утоньшением 244 по нелинейному закону. На ФИГ. 23F показана первая периферийная часть 216 с утоньшением 244 по нелинейному закону, сопровождаемая второй периферийной частью 1216 с утоньшением 242 по линейному закону.
[0163] Как показано на ФИГ. 23B-23D, отношение между второй толщиной 264 на кромке 1218 и первой толщиной 262 центральной части 214 составляет примерно 1/2. На ФИГ. 23Е и 23F отношение между третьей толщиной 266 на первой кромке 218 периферийной части 216 и первой толщиной 262 в центральной части 214 составляет примерно 1/2. Это значение отношения, примерно равное 1/2, изменяет жесткость (прочность и/или инерцию) метаемой пластины 126 при переходе от центральной части 214 к периферийной части 216 и уменьшает время задержки ударного воздействия между центральной частью 214 и периферийной частью 216 таким образом, что метаемая пластина 126 проникает через цель и создает периферийные структурные повреждения, как описано со ссылками на ФИГ. 4А-4С и 6. Как показано со ссылками на ФИГ. 21А и 22А, толщины центральной части 214, первой кромки 218 или второй (периферийной) кромки 1218 (или отношение между этими толщинами) могут быть больше или меньше показанных на ФИГ. 23B-23F.
[0164] Обратимся к ФИГ. 23G-23R, на которых показаны виды сбоку дополнительных соответствующих примеров метаемой пластины 126 с переменной толщиной по ФИГ. 21А. На каждой из ФИГ. 23G-23I и 23М-230 показана вторая периферийная часть 1216, которая утоньшена до отличной от нуля толщины 1654, а на каждой из ФИГ. 23J-23L и 23Р-23R показана вторая периферийная часть 1216, которая утоньшена до примерно равного нулю значения 1652 толщины.
[0165] На ФИГ. 23G-23I показана первая периферийная часть 216, обладающая более глубоким утоньшением или утоньшением под большим углом, сопровождаемая второй периферийной частью 1216, обладающей более мелким утоньшением или утоньшением под меньшим углом. На ФИГ. 23М-230 показана первая периферийная часть 216, обладающая более мелким утоньшением или утоньшением под меньшим углом, сопровождаемая второй периферийной частью 1216, обладающей более глубоким утоньшением или утоньшением под большим углом.
[0166] На ФИГ. 23G и 23М показаны две периферийных части 216 и 1216, обладающие утоньшением 242 по линейному закону (например, с по существу постоянной скоростью утоньшения). На ФИГ. 23D и 23N показана первая периферийная часть 216, обладающая утоньшением 242 по линейному закону, сопровождаемая второй периферийной частью 1216, обладающей утоньшением 244 по нелинейному закону. На ФИГ. 231 и 230 показана первая периферийная часть 216, обладающая утоньшением 244 по нелинейному закону, сопровождаемая второй периферийной частью 1216, обладающей утоньшением 242 по линейному закону.
[0167] На ФИГ. 23J-23L показана первая периферийная часть 216, обладающая утоньшением под большим углом, сопровождаемая второй периферийной частью 216, обладающей утоньшением под меньшим углом. На ФИГ. 23P-23R показана первая часть, содержащая первую периферийную часть 216, обладающую более мелким утоньшением или утоньшением под меньшим углом, сопровождаемая второй периферийной частью 1216, обладающую более глубоким утоньшением или утоньшением под большим углом.
[0168] На ФИГ. 23J и 23Р показаны две периферийных части 216 и 1216, содержащих утоньшение 242 по линейному закону. На ФИГ. 23K и 23Q показана первая периферийная часть 216, обладающая утоньшением 242 по линейному закону, сопровождаемая второй периферийной частью 1216, обладающей утоньшением 244 по нелинейному закону. На ФИГ. 23L и 23R показана первая периферийная часть 216, обладающая утоньшением 244 по нелинейному закону, сопровождаемая второй периферийной частью 1216, обладающей утоньшением 242 по линейному закону.
[0169] На каждой из ФИГ. 23G-23R показаны относительно толстые, по сравнению с метаемыми пластинами 126 по ФИГ. 23B-23F, метаемые пластины для более ясной иллюстрации утоньшения периферийных частей 216 и 1216 и различных форм метаемых пластин 126 с переменной толщиной. В других вариантах реализации настоящего изобретения метаемая пластина 126 может быть выполнена более тонкой или более толстой, чем показано на ФИГ. 23G-23R, и может иметь различные относительные толщины, как описано со ссылками на ФИГ. 21А и 22А.
[0170] Кроме того, могут быть скомбинированы особенности или компоненты двух или более примеров реализации метаемой пластины 126 с переменной жесткостью, описанных со ссылками на ФИГ. 7A-23R. Например, метаемая пластина 126, содержащая утоньшенную периферийную часть 216, может кроме того, содержать одну или более выемок 222 в утоньшенной периферийной части 216, и соответствовать взятой в качестве примера метаемой пластине 126 с выемкой 222 и взятой в качестве примера метаемой пластине 126 с переменной толщиной. В качестве другого примера метаемая пластина 126, содержащая центральную часть 214, содержащую первый материал 914 с первой плотностью 924, и периферийную часть 216 метаемой пластины 126, содержащую второй материал 916 со второй плотностью 926, отличной от первой плотности 924, также содержит в качестве утоньчаемой периферийную часть 216 и соответствует примеру метаемой пластины 126 с переменной толщиной и примеру метаемой пластины 126 с переменной плотностью.
[0171] На ФИГ. 24 показана блок-схема способа 2000 прекращения полета транспортного средства. Способ 2000 может быть выполнен транспортным средством 102, двигательной установкой 104, бортовым компьютером 106, контроллером 108 прекращения полета, устройством 110 проникновения по ФИГ. 1 или их комбинацией. Способ 2000 включает, на этапе 2002, прием сигнала на прекращение полета в устройстве проникновения. Например, устройство 110 проникновения принимает команду на прекращение полета от бортового компьютера 106 или от контроллера 108 прекращения полета по ФИГ. 1. В некоторых вариантах реализации бортовой компьютер 106 посылает команду на прекращение полета в устройство 110 проникновения по ФИГ. 1 (или в его контроллер 108 прекращения полета). Команда на прекращение полета может быть выработана на основании сравнения данных датчика 156 с одним или более пороговых значений на прекращение полета или в качестве отклика на прием входного сигнала о прекращении полета, как описано со ссылками на ФИГ. 1. В других вариантах реализации контроллер 108 прекращения полета посылает команду на прекращение полета в устройство 110 проникновения по ФИГ. 1 независимо от бортового компьютера 106.
[0172] Способ 2000 по ФИГ. 24 также включает, на этапе 2004, инициирование топлива в устройстве проникновения. Например, контроллер 108 прекращения полета или устройство 110 проникновения зажигают, активируют или детонируют топливо 124 по ФИГ. 1, в качестве отклика на получение команды на прекращение полета.
[0173] Способ 2000 по ФИГ. 24 включает, на этапе 2006, продвижение метаемой пластины с переменной жесткостью устройства проникновения в обшивку и в одну или более несущих конструкций топливного бака транспортного средства. Например, инициирование топлива 124 вырабатывает силу, которая отделяет метаемую пластину 126 от оболочки 122 и продвигает метаемую пластину 126 в топливный бак 112 транспортного средства 102 по ФИГ. 1. Например, метаемая пластина 126, такая как метаемая пластина с выемкой, метаемая пластина с переменной жесткостью, метаемая пластина с переменной плотностью или их комбинация, ударяет в обшивку 132 и один или более несущих элементов из указанного множества несущих элементов 134 по ФИГ. 1. В некоторых вариантах реализации метаемая пластина с переменной жесткостью содержит центральную часть, имеющую по существу постоянную первую толщину, и образующую кромку периферийную часть вокруг центральной части. Периферийная часть содержит одну или более выемок на первой поверхности периферийной части, как описано со ссылками на ФИГ. 7А-14.
[0174] В других вариантах реализации настоящего изобретения метаемая пластина с переменной жесткостью содержит центральную часть, имеющую первую плотность, и образующую кромку периферийную часть вокруг центральной части. Периферийная часть содержит множество областей со второй плотностью, причем первая плотность отлична от второй плотности, как описано со ссылками на ФИГ. 7А-18С.
[0175] В других вариантах реализации настоящего изобретения метаемая пластина с переменной жесткостью содержит центральную часть, имеющую по существу постоянную первую толщину, и содержит образующую кромку периферийную часть вокруг центральной части. Периферийная часть претерпевает утоньшение от первой толщины до второй толщины на кромке, причем вторая толщина меньше первой толщины, как описано со ссылками на ФИГ. 21A-23R. В некоторых вариантах реализации метаемая пластина содержит вторую периферийную часть вокруг периферийной части, образующую вторую кромку, такую как вторая периферийная часть 1216, образующая вторую кромку 1218, как описано со ссылками на ФИГ. 23A-23R.
[0176] В конкретном варианте реализации настоящего изобретения вторая периферийная часть содержит одну или более вторых выемок, как описано со ссылками на ФИГ. 9A-9F. Одна или более выемок периферийной части могут иметь первый размер, отличный от второго соответствующего размера одной или более вторых выемок. Например, одна или более выемок могут быть выполнены более глубокими или иметь меньшую толщину, чем одна или более вторых выемок. В качестве другого примера одна или более выемок могут быть выполнены с большим диаметром, чем одна или более вторых выемок.
[0177] В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения обшивка 132 соответствует корпусу ракеты твердотопливного двигателя, а указанное множество несущих элементов 134 соответствует ребрам корпуса ракеты. В других вариантах реализации настоящего изобретения обшивка 132 соответствует внешней поверхности находящегося под давлением бака (например, топливного бака, бака с окислителем или бака для однокомпонентного топлива) двигателя ракеты с жидкотопливным двигателем, а указанное множество несущих элементов 134 соответствуют ребрам находящегося под давлением бака. В конкретном варианте реализации обшивка 132 топливного бака 112 соответствует обшивке или внешней поверхности летательного аппарата 102.
[0178] В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения способ 2000 также включает инициирование топлива в одном или более других устройств проникновения в качестве отклика на прием на входе команды на прекращение полета или при определении, что было удовлетворено условие прекращения полета. Например, система прекращения полета, содержащая несколько устройств 110 проникновения, связанных с контроллером 108 прекращения полета, принимает входной сигнал на прекращение полета от оператора, вырабатывает несколько команд прекращения полета и передает эти команды к нескольким устройствам 110 проникновения, как это описано со ссылками на ФИГ. 1.
[0179] В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения способ 2000 также включает перевод устройства проникновения в боевое положение. Например, контроллер 108 прекращения полета может перевести устройство 110 проникновения в боевое положение до или во время работы транспортного средства 102, как это описано со ссылками на ФИГ. 1.
[0180] В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения продвижение метаемой пластины с переменной жесткостью вынуждает метаемую пластину с переменной жесткостью совершить ударное воздействие по обшивке и одной или более несущих конструкций для пробивания обшивки и отделения одной или более несущих конструкций. Например, метаемая пластина 126 по ФИГ. 1 пробивает отверстие в обшивке 132, образует конструкционные или остаточные повреждения (например, напряжения изгиба) в обшивке 132 вблизи отверстия и отделяет один или более несущих элементов из указанного множества несущих элементов 134. В конкретном варианте реализации метаемая пластина 126 отделяет конкретное межкомпонентное соединение 136 из одного или более межкомпонентных соединений 136. Например, метаемая пластина 126 разъединяет и отделяет обшивку 132 и один или более конструкционных элементов из указанного множества несущих элементов 134 друг от друга. В качестве другого примера метаемая пластина 126 разъединяет и отделяет обшивку 132 и один или более несущих элементов из указанного множества несущих элементов 134 от соединения или связывающего устройства, такого как конкретное межкомпонентное соединение 136 из одного или более межкомпонентных соединений 136.
[0181] В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения периферийная часть выполняет столкновение в течение порогового промежутка времени после удара центральной части в обшивку. Например, периферийная часть 216 ударяет по обшивке 132 по существу в тот же момент времени, что и центральная часть, как описано со ссылками на ФИГ. 1, 4А-4С и 6. В качестве взятой как пример, неограничивающей иллюстрации периферийная часть 216 ударяет по обшивке 132 вскоре после удара центральной части 214 (например, во время приложения центральной частью 214 нагрузки к цели), как описано со ссылками на ФИГ. 6. Периферийная часть 216, ударяющая по цели в течение порогового промежутка времени, прилагает к цели (например, к обшивке 132 и несущим элементам 134) более высокую вертикальную нагрузку, чем приложена при ударе центральной частью 214. Кроме того, периферийная часть 216, ударяющая по цели в течение порогового промежутка времени, прилагает к цели напряжение изгиба в дополнение к отделению цели. Напряжения изгиба также вызваны жесткостью, прочностью и инерцией метаемой пластины 126. Соответственно, метаемая пластина 126 создает деформированное отверстие, а не чистый пробой, как показано на ФИГ. 4А-8С.
[0182] В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения метаемая пластина имеет однородную структуру, выполненной из первого материала, как описано со ссылками на ФИГ. 9А-10С и 21A-23R. В других вариантах реализации метаемая пластина содержит основную структуру, выполненную из первого материала, и одну или более вставок, выполненных из второго материала, как описано со ссылками на ФИГ. 7A-19F. Второй материал имеет вторую плотность, которая больше или меньше первой плотности первого материала. В качестве дополнения или альтернативы, метаемая пластина содержит один или более несущих элементов или элементов жесткости, таких как несущие элементы 1514, описанные со ссылками на ФИГ. 20А.
[0183] В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения метаемая пластина имеет утоньшение по линейному закону, утоньшение по нелинейному закону или их комбинацию, как описано со ссылками на ФИГ. 21A-23R. Утоньшение по линейному закону включает постоянное или по существу постоянное утоньшение в пределах производственных допусков. Утоньшение по нелинейному закону включает по существу постепенно возрастающее утоньшение или постепенно убывающее утоньшение в пределах производственных допусков. Утоньшение по нелинейному закону может иметь постоянную или переменную скорость изменения утоньшения.
[0184] Метаемая пластина 126 с переменной жесткостью может представлять собой примеры метаемых пластин 126, описанные со ссылками на ФИГ. 9A-23R, или соответствовать им. В некоторых вариантах реализации одна или более выемок метаемой пластины 126 с переменной жесткостью могут содержать сквозные отверстия, или соответствовать им. В конкретном варианте реализации одна или более выемок содержат части периферийной кромки метаемой пластины, как описано со ссылками на ФИГ. 10А-14. В других вариантах реализации одна или более выемок метаемой пластины с переменной жесткостью могут содержать глухие отверстия или соответствовать им. В конкретном варианте реализации глухие отверстия заполнены вторым материалом, имеющим вторую плотность, отличную (например, в сторону уменьшения) от первой плотности первого материала центральной и периферийной частей.
[0185] В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения топливо выполнено с возможностью продвижения метаемой пластины через обшивку с образованием отверстия и периферийных структурных повреждений вокруг отверстия в обшивке, как описано со ссылками на ФИГ. 4А-4С и 6. В конкретном варианте реализации топливо выполнено с возможностью ускорения периферийной части таким образом, что происходит столкновение периферийной части с обшивкой в течение порогового промежутка времени после удара центральной части в обшивку, как описано со ссылками на ФИГ. 6.
[0186] На ФИГ. 25 показана блок-схема другого способа 2100 прекращения полета транспортного средства. Способ 2100 может быть выполнен транспортным средством 102, двигательной установкой 104, бортовым компьютером 106, контроллером 108 прекращения полета, устройством 110 проникновения по ФИГ. 1 или их комбинацией. Способ 2100 включает, на этапе 2102, прием сигнала на прекращение полета в устройстве проникновения. Например, устройство 110 проникновения принимает команду на прекращение полета от бортового компьютера 106 или контроллера 108 прекращения полета по ФИГ. 1. В некоторых вариантах реализации бортовой компьютер 106 посылает команду на прекращение полета в устройство 110 проникновения по ФИГ. 1 (или в его контроллер 108 прекращения полета). Команда на прекращение полета может быть выработана на основании сравнения данных датчика 156 с одним или более пороговых значений прекращения полета или в результате отклика на прием входного сигнала на прекращение полета, как описано со ссылками на ФИГ. 1. В других вариантах реализации контроллер 108 прекращения полета посылает команду на прекращение полета в устройство 110 проникновения по ФИГ. 1, независимо от бортового компьютера 106.
[0187] Способ 2100 по ФИГ. 25 также включает, на этапе 2104, инициирование топлива в устройстве проникновения. Например, контроллер 108 прекращения полета или устройство 110 проникновения зажигает, активизирует или детонирует топливо 124 по ФИГ. 1 в качестве отклика на прием команды на прекращение полета.
[0188] Способ 2100 по ФИГ. 25 включает, на этапе 2106, продвижение метаемой пластины с переменной толщиной в устройстве проникновения в обшивку и одну или более несущих конструкций топливного бака транспортного средства. Метаемая пластина с переменной толщиной содержит центральную часть, имеющую по существу постоянную первую толщину и содержит образующую кромку периферийную часть вокруг центральной части. Периферийная часть утоньшена от первой толщины до второй толщины на кромке, причем вторая толщина меньше первой толщины. Например, инициирование топлива 124 вырабатывает силу, которая отделяет метаемую пластину 126 с переменной толщиной от оболочки 122 и продвигает метаемую пластину 126 с переменной толщиной в топливный бак 112 транспортного средства 102 по ФИГ. 1. Например, метаемая пластина 126 с переменной толщиной ударяет в обшивку 132 и один или более несущих элементов из указанного множества несущих элементов 134 по ФИГ. 1. В некоторых вариантах реализации периферийная часть метаемой пластины имеет меньшую массу и жесткость в расчете на единицу площади, чем центральная часть метаемой пластины. Например, периферийная часть метаемой пластины имеет первую жесткость и инерцию, которые меньше второй жесткости и инерции центральной части метаемой пластины. В качестве дополнения или альтернативы метаемая пластина 126 содержит вторую периферийную часть вокруг периферийной части, образующей вторую кромку, такую как вторая периферийная часть 1216, образующая вторую кромку 1218, как описано со ссылками на ФИГ. 23A-23R.
[0189] В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения утоньшаемая поверхность периферийной части обращена в направлении от топлива. Например, поверхность, обращенная к цели и обращена в направлении от топлива 124, такая как первая поверхность 232 или вторая поверхность 234 по ФИГ. 2С, содержит утоньшение, как описано со ссылками на ФИГ. 3А-3С. В других вариантах реализации поверхность периферийной части обращена к топливу.
[0190] В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения центральная часть метаемой пластины содержит первый материал, имеющий первую плотность, а периферийная часть метаемой пластины содержит второй материал, имеющий вторую плотность, отличную от первой плотности. В конкретном варианте реализации первая плотность больше второй плотности. Способ 2100 по ФИГ. 25 может включать одну или более дополнительных операций, таких как операции, описанные со ссылками на ФИГ. 24, и одну или более дополнительных функций, описанных со ссылками на ФИГ. 24.
[0191] Обратимся к ФИГ. 26, на которой показана структурная схема иллюстративного варианта реализации летательного аппарата 2200, содержащего систему 2230 прекращения полета. Летательный аппарат 2200 может содержать летательный аппарат 102 по ФИГ. 1 или соответствовать ему. Например, в конкретном варианте реализации летательный аппарат 2200 соответствует космическому летательному аппарату, а летательный аппарат 102 соответствует ракете, прикрепленной к летательному аппарату 2200, например, ракете-носителю. В качестве дополнения или альтернативы летательный аппарат 2200 может включать воздушный летательный аппарат, космический летательный аппарат, космоплан, ракету или ракетный снаряд или соответствовать им. Летательный аппарат 2200 может быть управляем экипажем или быть беспилотным (например, автономной ракетой или дистанционно управляемой ракетой). В некоторых вариантах реализации летательный аппарат 2200 содержит несколько устройств 110 проникновения.
[0192] Как показано на ФИГ. 26, летательный аппарат 2200 может содержать топливный бак 112, компонент 2216, корпус 2218, внутреннюю часть 2222 и множество систем 2220. Компонент 2216 может содержать (или соответствовать) трубопровод подачи топлива, топливный бак 112, опорную стойку летательного аппарата 2200, корпус 2218 или фюзеляж летательного аппарата 2200. Указанное множество систем 2220 может содержать одну или более двигательных установок 104, систем 2224 связи, электрических систем 2226 или систем 2228 управления микроклиматом.
[0193] Система 2230 прекращения полета из указанного множества систем 2220 содержит одно или более устройств 110 проникновения и один или более контроллеров 108 прекращения полета. Устройство 110 проникновения содержит оболочку 122, топливо 124 и метаемую пластину 126.
[0194] В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения каждое устройство 110 проникновения содержит соответствующий контроллер 108 прекращения полета и управляемо им. В других вариантах реализации конкретный контроллер 108 прекращения полета управляет несколькими устройствами 110 проникновения из системы 2230 прекращения полета и соответствует им. Система 2230 прекращения полета может содержать устройства 110 проникновения, которые размещены вблизи нескольких типов целей. Например, система 2230 прекращения полета содержит первый набор устройств 110 проникновения вблизи топливного бака 112 и второй набор устройств 110 проникновения вблизи компонента 2216.
[0195] Устройство 110 проникновения может быть связано с возможностью передачи данных с системой управления летательным аппаратом 2200, такой как бортовой компьютер 106, контроллер 108 прекращения полета по ФИГ. 1, или с тем и другим. Система управления может быть выполнена с возможностью реализации выполняемых компьютером инструкций (например, программы одной или более инструкций), занесенных в запоминающее устройство. Эти инструкции при выполнении вынуждают систему управления выполнить одну или более операций способа 2000 по ФИГ. 24, способа 2100 по ФИГ. 25 или их комбинацию. Устройство 110 проникновения может быть размещено вблизи топливного бака 112, компонента 2216 или корпуса 2218 летательного аппарата 2200. Устройство 110 проникновения выполнено с возможностью отделения части компонента 2216 или корпуса 2218 или пробития отверстия в обшивке 132 и отделения одного или более несущих элементов из указанного множества несущих элементов 134 топливного бака 112.
[0196] Иллюстрации описанных в настоящем документе примеров предназначены для обеспечения общего понимания структуры различных вариантов реализации. Эти иллюстрации не предназначены для полного описания всех элементов и особенностей устройства и систем, использующих структуры или способы, описанные в настоящем документе. Многие другие варианты реализации могут быть очевидны для специалистов в данной области техники после прочтения настоящего описания. Другие варианты реализации могут быть использованы и выведены из настоящего раскрытия таким образом, что структурные и логические замены и изменения могут быть выполнены без выхода за пределы объема раскрытия настоящего изобретения. Например, операции способа могут быть выполнены в порядке, отличном от порядка, показанного на чертежах, или одна или более операций способа могут быть опущены. Соответственно, раскрытие и чертежи должны быть расценены как иллюстративные, а не ограничивающие.
[0197] Кроме того, хотя конкретные примеры пояснены и описаны в настоящем документе, нужно иметь в виду, что любое последующее устройство, разработанное для достижения тех же самых или аналогичных результатов, может заменить показанные конкретные варианты реализации. Это раскрытие предназначено для покрытия любого и всех последующих адаптаций или вариаций различных вариантов реализации настоящего изобретения. Комбинации вышеупомянутых вариантов реализации и других вариантов реализации, не описанных специально в настоящем документе, будут очевидны для специалистов в данной области техники после рассмотрения описания.
[0198] Реферат настоящего раскрытия представлен с пониманием, что он не будет использован для интерпретации или ограничения объема или значения пунктов формулы изобретения. Кроме того, в предшествующем подробном описании различные особенности могут быть сгруппированы вместе или описаны в одном варианте реализации с целью упрощения раскрытия. Описанные выше примеры иллюстрируют, но не ограничивают раскрытие. Следует также понимать, что многочисленные модификации и вариации возможны в соответствии с принципами настоящего раскрытия. Как отражено в последующих пунктах формулы, заявленный объект изобретения может быть направлен не на все особенности любого из раскрытых примеров. Соответственно, объем раскрытия определен последующими пунктами и их эквивалентами.