[发明专利]穿透装置和终止运载工具的飞行的方法

说明书

一种用于穿透装置的可变刚度飞片，该穿透装置包括外壳、定位于外壳内的推进剂以及飞片。飞片耦接到外壳并邻近推进剂。飞片包括具有大致恒定的第一厚度的中心部分，并且包括围绕中心部分并限定边缘的周边部分。周边部分在周边部分的第一表面中包括一个或多个凹口。

技术领域

本公开总体上涉及穿透装置(penetration device，贯入装置)的可变刚度飞片(flyer plate)。

背景技术

飞行终止系统(诸如用于火箭推进式运载工具或航天器的那些飞行终止系统)包括穿透装置，并且被设计成在火箭的蒙皮中形成孔并切断支撑结构以使火箭不进行推进。穿过火箭的蒙皮形成孔降低了火箭推进剂的压力并允许火箭推进剂排出以使火箭不进行推进。

穿透装置通过推进飞片穿过该结构而产生孔并切断结构。与具有顺应材料或相对较薄厚度的飞片相比，具有密致材料或相对较大厚度的飞片在撞击后保持完整并主要产生剪切破坏且产生局部损坏(例如，刺穿蒙皮和结构)而具有较少的残余损坏。具有顺应材料或相对较薄厚度的飞片在撞击时变形或破裂，并且在刺穿较厚的目标(例如，火箭结构)时无效，但是由于飞片的变形和破碎而引起更大的弯曲应力和残余损坏。

增加穿透装置的尺寸和重量以刺穿较厚的目标会增加火箭推进式运载工具或航天器的重量，这增加了成本并降低了性能。另外，增加的爆炸压力在较高的对峙下(例如，当穿透装置定位得更远离目标时)较不利。

发明内容

在一特定实现方式中，一种穿透装置包括外壳、定位于外壳内的推进剂、以及飞片。飞片耦接到外壳并与推进剂相邻。飞片包括具有大致恒定的第一厚度的中心部分，并且包括围绕中心部分并限定边缘的周缘部分。周缘部分在周缘部分的第一表面中包括一个或多个凹口。

在另一个特定实现方式中，飞行器包括部件和穿透装置。该部件包括蒙皮和多个支撑结构。穿透装置定位成紧邻蒙皮以及该多个支撑结构中的一个或多个支撑结构。该穿透装置包括外壳、定位于外壳内的推进剂、以及飞片。飞片耦接到外壳并与推进剂相邻。飞片包括具有大致恒定的第一厚度的中心部分，并且包括围绕中心部分并限定边缘的周缘部分。周缘部分在周缘部分的第一表面中包括一个或多个凹口。

在另一个特定实现方式中，一种终止运载工具的飞行的方法包括，在穿透装置处接收终止信号。该方法还包括，触发穿透装置的推进剂。该方法进一步包括，将穿透装置的可变刚度飞片推进到运载工具的蒙皮以及一个或多个支撑结构中。可变刚度飞片包括具有大致恒定的第一厚度的中心部分，并且包括围绕中心部分并限定边缘的周缘部分。周缘部分在周缘部分的第一表面中包括一个或多个凹口。

在另一个特定实现方式中，一种穿透装置包括外壳、定位于外壳内的推进剂、以及飞片。飞片耦接到外壳并与推进剂相邻。飞片包括具有大致恒定的第一厚度的中心部分，并且包括围绕中心部分并限定边缘的周缘部分。周缘部分在该边缘处从第一厚度到第二厚度呈锥形，其中第二厚度小于第一厚度。

在另一个特定实现方式中，一种飞行器包括部件和穿透装置。该部件包括蒙皮和多个支撑结构。穿透装置定位成紧邻蒙皮以及该多个支撑结构中的一个或多个支撑结构。该穿透装置包括外壳、定位于外壳内的推进剂、以及飞片。飞片耦接到外壳并与推进剂相邻。飞片包括具有大致恒定的第一厚度的中心部分，并且包括围绕中心部分并限定边缘的周缘部分。周缘部分在该边缘处从第一厚度到第二厚度呈锥形，其中第二厚度小于第一厚度。

在另一个特定实现方式中，一种终止运载工具的飞行的方法包括，在穿透装置处接收终止信号。该方法还包括，触发穿透装置的推进剂。该方法进一步包括，将穿透装置的可变厚度飞片推进到运载工具的蒙皮以及一个或多个支撑结构中。可变厚度飞片包括具有大致恒定的第一厚度的中心部分，并且包括围绕中心部分并限定边缘的周缘部分。周缘部分在该边缘处从第一厚度到第二厚度呈锥形，其中第二厚度小于第一厚度。