Самогерметизирующаяся система для удерживания жидкости с внутренним энергопоглощающим элементом
Система включает в себя контейнер для жидкости и установленную систему поглощения энергии. Контейнер для жидкости имеет стенку, которая ограничивает внутреннее пространство контейнера для жидкости. Система поглощения энергии находится во внутреннем пространстве контейнера для жидкости. Система поглощения энергии выполнена с такой конфигурацией, что, если объект пройдет через стенку контейнера для жидкости и ударит по системе поглощения энергии, количество энергии, поглощенной системой поглощения энергии, будет, по меньшей мере, на 18% больше количества энергии, поглощенной стенкой контейнера для жидкости. Система поглощения энергии включает в себя один или несколько элементов для поглощения энергии, при этом, по меньшей мере, один из данных одного или нескольких элементов для поглощения энергии содержит металл и имеет твердость по Бринеллю, составляющую, по меньшей мере, 150. Группа изобретений направлена на повышение надежности системы. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 3 ил.
ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ
Данная заявка притязает на преимущества согласно Разделу 35 Кодекса законов США § 119(е) более ранней даты подачи предварительной заявки на патент США № 61/619483, поданной 3 апреля 2012.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
В данной заявке раскрыто изобретение, которое относится - в целом и в различных вариантах осуществления - к самогерметизирующейся системе для удерживания жидкости, предусмотренной с одним или несколькими внутренними энергопоглощающими элементами.
Существует множество разных контейнеров для жидкости, используемых в настоящее время, в которых содержится топливо (бензин, реактивное топливо, керосин, нефтяное топливо, дизельное топливо и т.д.) или другая текучая среда (вода, спирт, растворитель, смазочный материал и т.д.). В зависимости от топлива, для которого предназначены контейнеры, контейнеры могут быть изготовлены из пластика, алюминия, стали и т.д. Что касается контейнеров, которые должны вмещать/содержать топливо, то к подобным контейнерам относятся, например, отдельно стоящие резервуары для хранения топлива, топливные баки транспортных средств, транспортные средства для транспортировки топлива и т.д. Как правило, многие из таких контейнеров для топлива выполнены из металлов (например, из стали, алюминия и т.д.), имеющих номинальную толщину и не имеющих никакой специальной защиты от явления, сопровождающегося сильным ударом, и/или баллистического явления большой силы. Упрощенное изображение контейнера для жидкости, способного удерживать топливо, показано на фиг. 1.
Во многих ситуациях, в особенности в ситуациях, связанных с военными действиями, пробоина или сквозное отверстие, создаваемые в стенке стандартного контейнера для топлива, например, такого как топливный бак транспортного средства, могут иметь катастрофические последствия. Подобные последствия могут варьироваться от потери ценного топлива до воспламенения топлива и взрыва контейнера/транспортного средства. В случае стандартного контейнера для топлива при подвергании стандартного контейнера для топлива воздействию явления, сопровождающегося сильным ударом, и/или баллистического явления большой силы, нередко случается, что данное явление вызывает образование пробоины или сквозного отверстия в стенке контейнера для топлива. Пробоина или отверстие приводит к быстрой потере топлива и, возможно, к воспламенению топлива и взрыву контейнера/транспортного средства. Очевидно, что данные пробоина или отверстие могут создать серьезную опасность для жизни людей, находящихся вблизи контейнера для топлива.
Были использованы различные подходы для уменьшения риска отрицательных последствий, связанных с пробоиной или сквозным отверстием в стенке контейнера для жидкости. Подобные подходы включают, например, нанесение защитного покрытия методом распыления на наружную поверхность контейнера для жидкости, обшивку контейнера для жидкости плитами, обеспечивающими баллистическую защиту, обшивку контейнера для жидкости самогерметизирующимися панелями и самогерметизирующимися закрывающими элементами и т.д.
Что касается определенного контейнера для жидкости, то, несмотря на то, что вышеописанные подходы были в различной степени успешными в отношении предотвращения и/или самогерметизации «входных проникающих разрывов (wounds)» стенки контейнера для жидкости, соответствующие подходы часто являются менее успешными в отношении предотвращения и/или самогерметизации «выходных проникающих разрывов» одной или нескольких стенок контейнера для жидкости.
Как правило, входной проникающий разрыв стенки определенного контейнера для жидкости приводит к минимальному изгибанию стенки. Когда поражающий элемент (снаряд, пуля и т.п.) ударяет по стенке контейнера для жидкости, сравнительно низкая сжимаемость текучей среды, находящейся внутри контейнера для жидкости, обеспечивает ограничение изгибания стенки внутрь. Когда поражающий элемент проходит через стенку, любое образование лепестков (petalling), обусловленное входным проникновением, как правило, будет происходить в направлении внутрь контейнера для жидкости и в сторону от наружного самогерметизирующегося покрытия. Таким образом, пробоина или сквозное отверстие в стенке имеет тенденцию быть «гладким» (“clean”), что позволяет любому внешнему защитному средству (например, самогерметизирующемуся покрытию) обеспечивать соответствующее уменьшение или устранение утечки текучей среды.
В отличие от способности наружного самогерметизирующегося покрытия «реагировать» на входные разрывы, ему значительно труднее быстро обеспечивать уменьшение утечки текучей среды или полную герметизацию пробоин/отверстий, обусловленных выходным разрывом. Когда поражающий элемент, который прошел через заданную стенку контейнера для жидкости и во внутреннее пространство контейнера для жидкости, впоследствии ударяет по другой стенке контейнера для жидкости (или по заданной стенке в другом месте), получающееся в результате изгибание «наружу» стенки, подвергнутой удару, как правило, будет значительно более сильным, чем предыдущее изгибание заданной стенки «внутрь».
Существуют множество факторов, которые могут привести к тому, что изгибание «наружу» будет более сильным, чем связанное с ним изгибание «внутрь». Например, несмотря на то что текучая среда, находящаяся внутри контейнера для жидкости, обеспечивает ограничение изгибания стенки «внутрь», она не обеспечивает ограничения изгибания стенки «наружу». Кроме того, когда поражающий элемент воздействует на текучую среду, находящуюся внутри контейнера для жидкости, создается волна давления, которая проходит через текучую среду, и распространяющаяся волна давления вызывает приложение дополнительных сил (например, гидродинамического удара) к стенке, что может способствовать возникновению большего результирующего повреждения в зоне выходного разрыва. Кроме того, динамические характеристики поражающего элемента также могут способствовать большему результирующему повреждению в зоне выходного разрыва. Несферические и имеющие оживальную форму, поражающие элементы часто являются очень нестабильными, когда они перемещаются через текучую среду. Вследствие данной нестабильности данные поражающие элементы часто ударяют по стенкам резервуара в перевернутом состоянии или со смещением от оси. Когда поражающий элемент в перевернутом или смещенном от оси состоянии проходит через заданную стенку контейнера для жидкости, образующееся в результате отверстие в стенке имеет тенденцию образовываться с формой большого продолговатого отверстия.
Образование лепестков в результате выходного проникновения, как правило, происходит в направлении от контейнера для жидкости и по направлению к наружному самогерметизирующемуся покрытию. В зоне выходного разрыва также может происходить растрескивание стенки. Сочетание изгибания, образования лепестков и растрескивания вызывает разрыв/повреждение, который/которое будет значительно больше и который/которое, следовательно, будет труднее быстро и полностью устранить за счет герметизации по сравнению с типовым входным разрывом.
Один подход к уменьшению размера потенциального выходного разрыва состоял в увеличении толщины стенки контейнера для жидкости для поглощения/рассеяния бóльших количеств энергии при ударе поражающего элемента. Энергия, необходимая поражающему элементу, чтобы пройти через стенку контейнера для жидкости, пропорциональна толщине стенки. При увеличении толщины стенки количество энергии, подводимой в контейнер для жидкости посредством поражающего элемента, уменьшается, и количество энергии, которая впоследствии будет подводиться к зоне выходного разрыва, уменьшается. Однако сама по себе увеличенная толщина стенки нежелательна, поскольку она приводит к увеличению веса и уменьшению рабочего объема контейнера для жидкости (при тех же габаритных размерах).
Некоторые контейнеры для жидкости включают в себя внутренние элементы, которые, хотя и не предназначены специально для устранения или уменьшения выходных прорывов за счет увеличенного поглощения энергии, обеспечивают потенциальное ограничение количества энергии, подводимой к зоне выходного разрыва. К подобным внутренним элементам относятся, например, гаситель динамических перемещений текучей среды, внутрикамерная поглощающая перегородка, диафрагма, мягкий резервуар и т.д.
Что касается внутренних гасителей динамических перемещений текучей среды, то один или несколько гасителей динамических перемещений текучей среды устанавливали в стратегических целях внутри топливного бака для уменьшения осцилляции текучей среды, обусловленной колебаниями, и их, как правило, размещали в топливном баке для воздействия на зоны с чрезмерным перемещением текучей среды. Гасители динамических перемещений/колебаний текучей среды, как правило, изготавливают из материала, который такой же, как материал стенки топливного бака, или аналогичен материалу стенки топливного бака. Несмотря на то что подобные гасители динамических перемещений текучей среды будут поглощать/рассеивать некоторое количество энергии от поражающего элемента, проходящего сквозь них, они не созданы с толщиной, твердостью, ударной вязкостью и т.д., достаточными для того, чтобы они обладали способностью поглощать/рассеивать достаточное количество энергии поражающего элемента, чтобы в значительной степени уменьшить способность поражающего элемента образовывать разрушающий выходной разрыв в месте прорыва.
Что касается внутрикамерных перегородок, то одну или несколько внутрикамерных перегородок устанавливали в стратегических целях внутри топливного бака для образования разделенных камер внутри топливного бака. Место размещения внутрикамерных перегородок варьировалось от применения к применению в зависимости от требований к разделению камеры. Внутрикамерные перегородки, как правило, изготавливают из материала, который такой же, как материал стенки топливного бака, или аналогичен материалу стенки топливного бака. Несмотря на то что подобные внутрикамерные перегородки будут поглощать/рассеивать некоторое количество энергии от поражающего элемента, проходящего сквозь них, они не созданы с толщиной, твердостью, ударной вязкостью и т.д., достаточными для того, чтобы они обладали способностью поглощать/рассеивать достаточное количество энергии поражающего элемента, чтобы в значительной степени уменьшить способность поражающего элемента образовывать разрушающий выходной разрыв в месте прорыва.
Что касается внутренних диафрагм, то одну или несколько диафрагм размещали в определенных положениях в стратегических целях внутри топливного бака для регулирования внутренних давлений в отдельных камерах внутри топливного бака. Диафрагмы, как правило, изготавливают из податливого/деформируемого материала. Несмотря на то что подобные диафрагмы будут поглощать/рассеивать некоторое количество энергии от поражающего элемента, проходящего сквозь них, они не созданы с толщиной, твердостью, ударной вязкостью и т.д., достаточными для того, чтобы они обладали способностью поглощать/рассеивать достаточное количество энергии поражающего элемента, чтобы в значительной степени уменьшить способность поражающего элемента образовывать разрушающий выходной разрыв в месте прорыва.
Что касается внутренних мягких резервуаров, то один или несколько мягких резервуаров размещали в определенных положениях внутри контейнера для жидкости, и данные один или несколько мягких резервуаров обеспечивали удерживание жидкости или текучей среды. Мягкие резервуары, как правило, изготавливают из податливого/деформируемого материала. Несмотря на то что подобные мягкие резервуары будут поглощать/рассеивать некоторое количество энергии от поражающего элемента, проходящего сквозь них, они не созданы с толщиной, твердостью, ударной вязкостью и т.д., достаточными для того, чтобы они обладали способностью поглощать/рассеивать достаточное количество энергии поражающего элемента, чтобы в значительной степени уменьшить способность поражающего элемента образовывать разрушающий выходной разрыв в месте прорыва.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
В дальнейшем изобретение поясняется описанием варианта его осуществления со ссылками на нижеприведенные чертежи, на которых аналогичные ссылочные позиции обозначают одни и те же или аналогичные элементы.
Фиг. 1 иллюстрирует различные варианты осуществления контейнера для жидкости, имеющего внутреннюю систему поглощения энергии;
фиг. 2 иллюстрирует различные варианты осуществления системы поглощения энергии по фиг. 1; и
фиг. 3 иллюстрирует различные варианты осуществления элемента для поглощения энергии, предусмотренного в системе поглощения энергии по фиг.1.
ЛУЧШИЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Следует понимать, что, по меньшей мере, некоторые из фигур и описаний изобретения были упрощены для иллюстрации элементов, которые имеют значение для ясного понимания изобретения, при одновременном исключении для ясности других элементов, которые, как будет понятно средним специалистам в данной области техники, могут также образовывать часть изобретения. Однако, поскольку подобные элементы хорошо известны в данной области техники и поскольку они не способствуют лучшему пониманию изобретения, описание подобных элементов не приведено в данном документе.
Фиг. 1 иллюстрирует различные варианты осуществления контейнера 1 для жидкости, имеющего внутреннюю систему 12 поглощения энергии. Для обеспечения возможности неограниченного осмотра системы 12 поглощения энергии, некоторые «наружные» части контейнера 10 для жидкости не показаны на фиг. 1. Контейнер 10 для жидкости может удерживать жидкость внутри контейнера 10 для жидкости, и удерживаемая жидкость может представлять собой топливо (например, бензин, реактивное топливо, керосин, нефтяное топливо, дизельное топливо и т.д.) или другую текучую среду (воду, спирт, растворитель, смазочный материал и т.д.). Контейнер 10 для жидкости также может образовывать часть устройства большего размера, такого как транспортное средство, самолет и т.д. Для простоты контейнер 10 для жидкости будет описан в контексте его выполнения в виде топливного бака транспортного средства. Тем не менее, следует понимать, что контейнер 10 для жидкости может представлять собой контейнер для жидкости, отличный от топливного бака. Кроме того, несмотря на то что контейнер 10 для жидкости показан на фиг. 1 как имеющий по существу прямоугольную форму, следует понимать, что контейнер 10 для жидкости может иметь любые соответствующие размеры и форму.
Как показано на фиг. 1, топливный бак 10 имеет стенку 14, которая ограничивает внутреннее пространство топливного бака 10. Части стенки 14 не показаны на фиг. 1 для обеспечения возможности неограниченного осмотра элемента для поглощения энергии. Стенка 14 может быть изготовлена из любого пригодного материала и может быть изготовлена из любого числа отдельных элементов (например, из одного элемента, нескольких элементов и т.д.). Например, в соответствии с различными вариантами осуществления стенка 14 может включать в себя пластик, алюминий, сталь, сплав и т.д. Способность стенки 14 поглощать/рассеивать энергию удара может варьироваться в зависимости от материала, из которого изготовлена стенка 14, и от твердости данного материала (которая соотносится с толщиной материала).
В соответствии с различными вариантами осуществления наружная сторона стенки 14 покрыта самозатягивающимся материалом 16, например таким как самогерметизирующееся/самозатягивающееся покрытие, нанесенное методом распыления, самогерметизирующиеся панели, самогерметизирующиеся закрывающие элементы и т.д. Для ясности показана только очень малая часть самозатягивающегося материала 16, покрывающего наружную сторону стенки 14 внизу с левой стороны фиг. 1. В случае вариантов осуществления, в которых стенка 14 в основном покрыта самозатягивающимся материалом 16, следует понимать, что контейнер 10 для жидкости может функционировать подобно самогерметизирующейся системе удерживания топлива, которая автоматически предотвращает выход топлива в атмосферу, когда явление, сопровождающееся сильным ударом, и/или баллистическое явления большой силы вызывает образование пробоины или сквозного отверстия в данной стенке 14 топливного бака 10 (например, вызывает образования входного проникающего разрыва). Подобные пробоины или отверстия могут образовываться, например, тогда, когда такой объект, как поражающий элемент (снаряд, пуля и т.п.), шрапнель и т.д., перемещающийся с высокой скоростью, проходит сквозь стенку 14 топливного бака 10 во внутреннее пространство топливного бака 10. Несмотря на то что контейнер 10 для жидкости был описан для случая, когда он имеет одну стенку 14, которая ограничивает внутреннее пространство контейнера 10 для жидкости, следует понимать, что контейнер 10 для жидкости может быть изготовлен так, что он будет иметь любое число стенок 14, которые совместно ограничивают внутреннее пространство контейнера 10 для жидкости.
Как показано на фиг. 1, система 12 поглощения энергии размещена во внутреннем пространстве топливного бака 10. В соответствии с различными вариантами осуществления система 12 поглощения энергии соединена с контейнером 10 для жидкости. Система 12 поглощения энергии может быть соединена с контейнером 10 для жидкости любым подходящим способом. Например, в соответствии с различными вариантами осуществления система 12 поглощения энергии может быть приварена к контейнеру 10 для жидкости, прикреплена к контейнеру 10 для жидкости посредством крепежных деталей, винтов, болтов, зажимов и т.д. В соответствии с другими вариантами осуществления система 12 поглощения энергии может быть соединена с контейнером 10 для жидкости с обеспечением плавающего или неплотного соединения посредством незакрепленных кронштейнов/скоб, переходников, гибких сильфонов и т.д.
Фиг. 2 иллюстрирует различные варианты осуществления системы 12 поглощения энергии. Система 12 поглощения энергии включает в себя один или несколько элементов 18 для поглощения энергии и выполнена с такой конфигурацией, что количество энергии удара, которое может быть поглощено/рассеяно системой 12 поглощения энергии, по меньшей мере, на 18% больше количества энергии удара, которое может быть поглощено/рассеяно стенкой 14 топливного бака 10. В случае вариантов осуществления, в которых система 12 поглощения энергии включает в себя более одного элемента 18 для поглощения энергии, следует понимать, что сумма количеств энергии, которые могут быть поглощены/рассеяны посредством соответствующих элементов 18 для поглощения энергии, по меньшей мере, на 18% больше количества энергии удара, которое может быть поглощено/рассеяно стенкой 14 топливного бака 10. Определенный элемент 18 для поглощения энергии может быть изготовлен из любого пригодного материала (например, металла, сплава, неметалла и т.д.) или любой пригодной комбинации материалов и может быть конфигурирован с любыми соответствующими размерами, формой и толщиной. Например, в соответствии с различными вариантами осуществления определенный элемент 18 для поглощения энергии включает в себя металл и имеет твердость по Бринеллю, составляющую, по меньшей мере, 150 (или эквивалентную твердость по Роквеллу, твердость по Виккерсу, твердость по Кнупу, твердость по Шору и т.д.).
Несмотря на то что только один элемент 18 для поглощения энергии показан в системе 12 поглощения энергии по фиг. 2, следует понимать, что в соответствии с другими вариантами осуществления система 12 поглощения энергии может включать в себя множество элементов 18 для поглощения энергии. В случае подобных вариантов осуществления элементы 18 для поглощения энергии могут быть соединены друг с другом, расположены на определенном расстоянии друг от друга или может быть предусмотрено сочетание соединения их друг с другом и их размещения на определенном расстоянии друг от друга. Соответствующие элементы 18 для поглощения энергии могут быть расположены внутри контейнера 10 для жидкости в зонах, которые обеспечивают максимальную защиту для направлений проникновения, связанных с большим риском. Например, во многих случаях потенциально возможные неблагоприятные воздействия направлены к «нижней» или «задней» сторонам топливного бака 10. За счет стратегического размещения одного или нескольких элементов 18 для поглощения энергии внутри топливного бака 10 с обеспечением оптимизации их эффективности вероятность и/или тяжесть последствий, обусловленных любыми выходными разрывами, связанным с поражающим элементом, значительно уменьшаются.
Как правило, материал(-ы), размеры и форма определенного элемента 18 для поглощения энергии будут зависеть от различных факторов, таких как уровень угрозы, требования к занимаемому пространству, тип топлива и т.д. Например, в соответствии с различными вариантами осуществления определенный элемент 18 для поглощения энергии включает в себя металл (например, алюминий 7075 Т6, имеющий твердость по Бринеллю, составляющую 150). В соответствии с другими вариантами осуществления определенный элемент 18 для поглощения энергии может включать в себя неметалл, например, такой как пластик, композиционный материал, керамический материал, их комбинацию и т.д.
Фиг. 3 иллюстрирует различные варианты осуществления определенного элемента 18 для поглощения энергии, предусмотренного в системе 12 поглощения энергии. Как показано на фиг. 3, элемент 18 для поглощения энергии выполнен с конфигурацией, подобной «ламинату», который включает в себя первый слой 20 из первого материала и второй слой 22 из второго материала, при этом первый и второй материалы могут представлять собой любые пригодные материалы (например, металл, пластик, композиционный материал, керамический материал и т.д.). Первый материал может быть таким же, как второй материал, или может отличаться от второго материала. Аналогичным образом, размеры, форма и/или толщина первого слоя 20 могут быть такими же, как размеры, форма и/или толщина второго слоя 22, или могут отличаться от размеров, формы и/или толщины второго слоя 22. Несмотря на то, что только два слоя 20, 22 показаны на фиг. 3, следует понимать, что определенный элемент 18 для поглощения энергии может включать в себя любое число слоев, образованных из любых соответствующих типов материалов.
Количество энергии удара, которое должно соответственно поглощаться/рассеиваться стенкой 14 и системой 12 поглощения энергии, может быть количественно определено для различных материалов и конфигураций. Например, для случаев, в которых определенный элемент 18 для поглощения энергии включает в себя металл, количество энергии, которое должно быть поглощено/рассеяно посредством данного определенного элемента 18 для поглощения энергии, может быть количественно определено посредством использования нижеприведенного выражения для определения остаточной скорости с целью определения замедления объекта (например, поражающего элемента, шрапнели и т.д.), когда он проходит через элемент 18 для поглощения энергии, и последующего преобразования определенной остаточной скорости в энергию посредством использования стандартной формулы потерь энергии:
где vr - остаточная скорость объекта, v скорость объекта в момент удара, t - толщина элемента 18 для поглощения энергии, D - диаметр объекта, BHN - твердость по Бринеллю, которую имеет элемент 18 для поглощения энергии, m - масса объекта и θ - угол встречи.
В соответствии с различными вариантами осуществления конфигурация определенного элемента 18 для поглощения энергии вызывает фрагментацию поражающего элемента (разрушение большого, обладающего высоким уровнем энергии, поражающего элемента на множество поражающих элементов меньшего размера с более низким уровнем энергии) после того, как поражающий элемент ударит по элементу 18 для поглощения энергии. В случае подобных вариантов осуществления элемент 18 для поглощения энергии включает в себя материал, имеющий бóльшую твердость по сравнению с материалом, из которого изготовлен поражающий элемент. Когда поражающий элемент сталкивается с элементов 18 для поглощения энергии, большие количества энергии будут превращаться в деформацию поражающего элемента. Если достаточное количество энергии будет превращаться в деформацию поражающего элемента, поражающий элемент будет распадаться на множество кусков. Разрушение поражающего элемента с образованием объектов меньшего размера вызывает поглощение элементом 18, предназначенным для поглощения энергии, больших количеств энергии. Уменьшенные площадь поперечного сечения и энергия соответствующих фрагментов приводят к уменьшению размера выходного разрыва или к устранению выходных прорывов. Это может создать возможность общего уменьшения количества самозатягивающегося материала 16 на наружной стороне контейнера 10 для жидкости и способствовать уменьшению величины утечки топлива из контейнера 10 для жидкости.
Как правило, когда поражающий элемент, перемещающийся с высокой скоростью, сначала проходит через определенную стенку 14 топливного бака 10 во внутреннее пространство топливного бака 10 и сталкивается с элементом 18 для поглощения энергии, элемент 18 для поглощения энергии обеспечивает поглощение/рассеяние энергии поражающего элемента, в результате чего уменьшается или устраняется способность поражающего элемента образовывать выходной разрыв в другой стенке 14 топливного бака 10 (или в данной определенной стенке 14 в другом месте). Даже если поражающий элемент проходит через элемент 18 для поглощения энергии и образует выходной разрыв в другой стенке 14 (или в данной определенной стенке 14 в другом месте), повреждение стенки 14 топливного бака 10 будет меньшим. При меньшем повреждении будет больше вероятность того, что самозатягивающийся материал, покрывающий контейнер 10 для жидкости, сможет обеспечить быстрое и полное герметичное закрытие выходного разрыва, в результате чего уменьшится количество потерь топлива.
Элемент 18 для поглощения энергии выполнен с конфигурацией, обеспечивающей возможность ограниченного прохода топлива, находящегося внутри контейнера 10 для жидкости, от одной стороны элемента 18 для поглощения энергии к противоположной стороне элемента 18 для поглощения энергии для предотвращения колебаний поверхности жидкости. Другими словами, элемент 18 для поглощения энергии не вызывает удерживания топлива в какой-либо зоне контейнера 10 для жидкости. В соответствии с различными вариантами осуществления элемент 18 для поглощения энергии может быть выполнен с такой конфигурацией и расположен таким образом внутри контейнера 10 для жидкости, что данный элемент 18 для поглощения энергии будет поглощать энергию, выделяемую при гидродинамическом ударе. Форма, площадь поперечного сечения, толщина и местоположение элемента 18, предназначенного для поглощения энергии, внутри топливного бака 10 все данные факторы могут способствовать подавлению энергии, выделяемой при гидродинамическом ударе. Возникающая в результате этого деформация элемента 18 для поглощения энергии, а также любое поступательное перемещение, вызываемое в плавающих конструкциях, обеспечат уменьшение количества энергии, подводимой к стенке 14 контейнера 10 для жидкости. Уменьшение количества энергии, подводимой к стенке 14 контейнера 10 для жидкости, приведет к меньшему образованию лепестков, растрескиванию и изгибанию, имеющих место в любых выходных разрывах, вызванных поражающим элементом.
Использование одного или нескольких легких элементов 18, предназначенных для поглощения энергии, внутри контейнера 10 для жидкости может создать возможность уменьшения количества самозатягивающегося материала 16, необходимого на наружной стороне контейнера 10 для жидкости. Уменьшение может представлять собой равномерное уменьшение или уменьшение в определенных зонах контейнера 10 для жидкости. В зависимости от степени уменьшения общий вес топливной системы может быть уменьшен. Использование одного или нескольких легких элементов 18, предназначенных для поглощения энергии, внутри контейнера 10 для жидкости также может создать возможность уменьшения толщины стенки 14 контейнера 10 для жидкости, в результате чего уменьшается вес топливной системы и/или увеличивается объем топлива, который может удерживаться в контейнере 10 для жидкости. Использование одного или нескольких легких элементов 18, предназначенных для поглощения энергии, внутри контейнера 10 для жидкости также может создать возможность изготовления стенки 14 из более легкого материала по сравнению с тем, что имело бы место в противном случае, в результате чего обеспечивается уменьшение веса топливной системы. Например, топливный бак 10, который имеет стенку 14 (или стенки), изготовленную(-ые) из полиэтилена высокой плотности (HDPE ПЭВП), и в котором используются один или несколько элементов 18 для поглощения энергии, может обеспечить такой же уровень баллистической защиты, как стальной топливный бак, не имеющий никаких внутренних элементов 18 для поглощения энергии.
Ничто в вышеприведенном описании не предназначено для ограничения изобретения какими-либо определенными материалами, геометрическими характеристиками или ориентацией элементов. Множество замен компонентов/ориентации предусмотрены в пределах объема изобретения и будут очевидными для специалистов в данной области техники. Варианты осуществления, описанные в данном документе, были представлены только в качестве примера и не должны использоваться для ограничения объема заявленного изобретения.
Несмотря на то что изобретение было описано применительно к определенным вариантам осуществления в данной заявке, средний специалист в данной области техники с учетом идей, изложенных в данном документе, сможет создать дополнительные варианты осуществления и модификации без отхода от сущности заявленного изобретения или не выходя за объем заявленного изобретения. Соответственно, следует понимать, что чертежи и описание в данном документе представлены только для облегчения всестороннего понимания изобретения и не должны рассматриваться как ограничивающие его объем.
1. Система, содержащая:
контейнер для жидкости, содержащий стенку, которая ограничивает внутреннее пространство контейнера для жидкости; и
систему поглощения энергии, расположенную во внутреннем пространстве контейнера для жидкости, при этом:
система поглощения энергии выполнена с такой конфигурацией, что, если объект пройдет через стенку контейнера для жидкости и ударит по системе поглощения энергии, количество энергии, поглощенной системой поглощения энергии, будет, по меньшей мере, на 18% больше количества энергии, поглощенной стенкой контейнера для жидкости; причем
система поглощения энергии содержит один или несколько элементов для поглощения энергии, при этом, по меньшей мере, один из данных одного или нескольких элементов для поглощения энергии содержит металл и имеет твердость по Бринеллю, составляющую, по меньшей мере, 150.
2. Система по п. 1, в которой стенка контейнера для жидкости содержит металл.
3. Система по п. 1, в которой стенка контейнера для жидкости содержит пластик.
4. Система по п. 3, в которой стенка контейнера для жидкости содержит полиэтилен высокой плотности.
5. Система по п. 1, в которой стенка контейнера для жидкости покрыта самозатягивающимся материалом.
6. Система по п. 1, в которой данный, по меньшей мере, один из данных одного или нескольких элементов для поглощения энергии содержит алюминий.
7. Система по п. 1, в которой данный, по меньшей мере, один из данных одного или нескольких элементов для поглощения энергии содержит ламинат, при этом ламинат содержит первый слой из первого материала и второй слой из второго материала.
8. Система по п. 7, в которой первый материал отличается от второго материала.
9. Система по п. 1, в которой данный, по меньшей мере, один из данных одного или нескольких элементов для поглощения энергии
соединен с контейнером для жидкости.
10. Система, содержащая:
контейнер для жидкости, при этом контейнер для жидкости содержит стенку, которая ограничивает внутреннее пространство контейнера для жидкости; и
систему поглощения энергии, расположенную во внутреннем пространстве контейнера для жидкости, при этом:
система поглощения энергии выполнена с такой конфигурацией, что, если объект пройдет через стенку контейнера для жидкости и ударит по системе поглощения энергии, количество энергии, поглощенной системой поглощения энергии, будет, по меньшей мере, на 18% больше количества энергии, поглощенной стенкой контейнера для жидкости; и
система поглощения энергии содержит один или несколько элементов для поглощения энергии, при этом, по меньшей мере, один из данных одного или нескольких элементов для поглощения энергии содержит неметалл.
11. Система по п. 10, в которой стенка контейнера для жидкости содержит металл.
12. Система по п. 10, в которой стенка контейнера для жидкости содержит пластик.
13. Система по п. 12, в которой стенка контейнера для жидкости содержит полиэтилен высокой плотности.
14. Система по п. 10, в которой стенка контейнера для жидкости покрыта самозатягивающимся материалом.
15. Система по п. 10, в которой данный, по меньшей мере, один из данных одного или нескольких элементов для поглощения энергии содержит пластик.
16. Система по п. 10, в которой данный, по меньшей мере, один из данных одного или нескольких элементов для поглощения энергии содержит композиционный материал.
17. Система по п. 10, в которой данный, по меньшей мере, один из данных одного или нескольких элементов для поглощения энергии содержит керамический материал.
18. Система по п. 10, в которой данный, по меньшей мере, один из данных одного или нескольких элементов для поглощения
энергии содержит ламинат, при этом ламинат содержит первый слой из первого материала и второй слой из второго материала.
19. Система по п. 18, в которой первый материал отличается от второго материала.
20. Система по п. 10, в которой данный, по меньшей мере, один из данных одного или нескольких элементов для поглощения энергии соединен с контейнером для жидкости.
