用于致动面板的方法及包括该面板的设备和飞机与流程

本公开总体上涉及用于打开或关闭面板的系统和方法，并且更具体地涉及与响应于温度变化而自动打开或关闭的面板有关的系统和方法。

背景技术：

在各种情况下可打开或关闭的通风面板可用于调节热传递。例如，可能希望将飞机发动机部分地封装在发动机舱内以引导由发动机提供的推力并减小飞行期间的空气动力阻力。然而，有时候由发动机或其它部件产生的热可导致发动机舱内的温度变得高到足以造成对发动机或发动机舱内的其它部件或结构的损坏。例如，当飞机正在上升(例如，高度增加)时，在发动机舱内可出现不希望有的高温。因此，可在发动机舱的壁上使用通风面板。当发动机舱内的温度变得过高时，通风面板可打开以允许热从发动机舱逸出，而当发动机舱内的温度降低至可接受的水平时，通风面板可关闭。如此，在需要时通风面板可打开以允许热流动，但是否则可关闭以保持壁的空气动力表面。通风面板也可与飞机内的其它腔室(例如，起落架舱)结合使用以调节热流动。

这种通风面板可电子地控制。例如，可在相关区域附近或在相关区域上设置热传感器，并且通风面板可基于从热传感器接收的信号打开或关闭。例如，当热传感器显示高于阈值的温度时，通风面板可打开，而当热传感器显示低于阈值的温度时，通风面板可关闭。然而，该实施方式可涉及各种电子硬件和/或软件，这增加了成本和复杂性。

因此，需要一种独立于其它控制系统操作的温度致动通风面板。

技术实现要素：

在一个实例中，一种设备包括具有开口的壁以及在开口之上附接至壁的面板。面板包括形状记忆材料(smm)，并且面板响应于面板的温度的升高而远离壁弯曲，并且面板响应于面板的温度的降低而朝向壁弯曲。

在另一个实例中，提供了一种用于致动面板的方法。面板在壁中的开口之上附接该壁。该方法包括通过使面板至少部分地从第一晶相(crystalphase，结晶相)变为第二晶相而使面板远离壁弯曲。面板响应于面板的温度升高而远离壁弯曲。该方法还包括通过使面板至少部分地从第二晶相变为第一晶相而使面板朝向壁弯曲。面板响应于面板的温度降低而朝向壁弯曲。

在又一个实例中，一种飞机包括发动机以及具有开口的壁。壁至少部分地围绕发动机。飞机还包括在开口之上附接至壁的面板。面板包括形状记忆材料(smm)。面板响应于面板的温度升高而远离壁弯曲，并响应于面板的温度降低而朝向壁弯曲。

已讨论的特征、功能和优点可在各种实施方案中独立地实现或可在其它实施方案中予以组合，参考以下描述和附图可了解其进一步的细节。

附图说明

在所附权利要求中阐述了本说明性实施方案的特征中的被认为是新颖特征。然而，当结合附图阅读本公开时，通过参考以下对本公开的说明性实施方案的详细描述，将最佳地理解说明性实施方案以及优选使用模式、进一步的目的及其描述。

图1图示了根据实例实施方案的实例设备的内侧。

图2图示了根据实例实施方案的面板移除时的实例设备的外侧。

图3图示了根据实例实施方案的附接有面板且面板处于关闭位置的实例设备的外侧。

图4图示了根据实例实施方案的实例设备的处于打开位置的面板。

图5图示了根据实例实施方案的实例设备的处于关闭位置的面板。

图6图示了根据实例实施方案的实例设备的处于打开位置的面板。

图7图示了根据实例实施方案的实例设备的处于关闭位置的面板。

图8是根据实例实施方案的实例飞机的示意图。

图9图示了根据实例实施方案的形成发动机舱的一部分的实例设备。

图10图示了根据实例实施方案的形成起落架舱的一部分的实例设备。

图11图示了根据实例实施方案的形成起落架舱的一部分的实例设备。

图12图示了根据实例实施方案的形成起落架舱的一部分的实例设备。

图13图示了根据实例实施方案的形成起落架舱的一部分的实例设备。

图14是根据实例实施方案的一种方法的框图。

图15是根据实例实施方案的另一种方法的框图。

具体实施方式

在实例中，温度致动面板可附接在壁或另一结构中的开口之上。一般而言，面板可附接在靠近热源或靠近易于积累不希望量的热的区域的任何壁中的开口之上。壁可以是飞机的发动机舱或起落架舱(例如，轮舱)的一部分，但其它实例也是可能的。当面板打开时，热可通过开口从壁的一侧流动至另一侧，这或许会降低壁后面的结构或部件的温度。当面板关闭时，可限制热流动，但面板可与壁的空气动力表面相符。

面板可由形状记忆材料(smm)(例如形状记忆合金或形状记忆聚合物)形成。smm可包括铜铝镍合金、镍钛合金(例如，镍钛诺)或另一种类型的smm。面板的smm可大体上包括能够响应于温度升高和/或降低而改变晶相的任何材料。即，构成smm的原子可根据smm的温度以不同方式排列它们自己。例如，镍钛合金在高温度范围内可形成简单的立方结构，而在较低的温度范围内可形成体心四方结构。这种晶相的变化可导致smm远离壁弯曲或朝向壁弯曲。

例如，面板可通过响应于面板的温度升高(例如，超过阈值温度)至少部分地从第一晶相变为第二晶相而远离壁弯曲。更具体地，面板可远离壁弯曲以打开或加宽流体(例如，空气)流动通过开口的路径。面板还可通过响应于面板的温度降低(例如，降低至低于阈值温度)至少部分地从第二晶相变为第一晶相而朝向壁回弯。面板可朝向壁弯曲以密封开口，变得与壁的表面齐平，或使流体流动通过开口的路径变窄。面板朝向壁回弯可包括面板基本上返回到在响应于面板的温度的升高而远离壁弯曲之前所处的位置。

使用smm作为传热系统的一部分可产生许多好处。例如，由于smm可配置成基于smm的温度选择性地允许加热流体流动通过壁中的开口，因此smm可使得不需要基于硬件和/或软件的热检测和控制系统。这样一来，可能不需要热传感器、基于硬件或软件的控制系统以及用于移动面板的致动器。如此，传热系统可能不依赖热传感器或控制系统的正常运行，也不会消耗电力。

现在将在下文中参考附图更全面地描述所公开的实施方案，其中附图示出了所公开的实施方案的一部分而非全部实施方案。实际上，可以描述几个不同的实施方案，但不应理解为局限于本文中阐述的实施方案。而是，描述这些实施方案是为了使本公开将是彻底和完整的，并且向本领域技术人员充分传达本公开的范围。

关于本文中描述的量或测量值的术语“大约”或“基本上”是指，不需要准确地实现列举的特征、参数或值，但可发生的偏差或变型(包括例如公差、测量误差、测量准确性限制以及本领域技术人员已知的其它因素)的量不应妨碍这些特征预期提供的效果。

现在参考图1，设备100可包括壁102、壁102中的开口104和面板106。图1是壁102的侧面114的视图。侧面114可与壁102的侧面110相对。设备100总体上可用于提供穿过开口104供流体从侧面114流动至侧面110来传热的路径，或提供包括面板106和侧面110的面向外的空气动力表面，如图3、图5和图7所示。

壁102可采用各种形式。壁102可以是图8所示的飞机120的发动机舱或起落架舱(例如，轮舱)的一部分，但其它实例也是可能的。壁102可以利用以下材料形成，例如金属、非金属、塑料(例如，碳纤维增强塑料)、复合材料、聚合物或任何其它固体材料。

如图1所示，开口104可以是基本上圆形的，但是其它实例也是可能的。开口104可用作供侧面114上或侧面114附近的加热流体流动通过至壁102的侧面110的路径。参考图8，例如，飞机120的发动机122在操作期间可产生热，从而加热侧面114上或附近的流体(例如，空气)。当面板106处于“打开”位置时，面板106可允许加热流体流动通过开口104。当面板106处于“关闭”位置时，面板106可限制流体流动通过开口104。

面板106可在开口104之上附接至壁102。例如，面板106可通过粘合剂或紧固件沿着面板106的外边缘或周界附接至壁102。面板106可包括或由形状记忆材料(smm)形成，例如形状记忆合金(例如，铜铝镍合金、铜锌铝合金或镍钛合金)或形状记忆聚合物。

由于至少部分地由smm形成，因此面板106可配置成响应于面板106的温度的升高而远离壁102弯曲并可配置成响应于面板106的温度的降低而朝向壁102回弯。

图2是壁102的侧面110的视图。图2中省略了面板106，以便可图示开口104。如所示，壁102可包括板层递减区(plydropoff)103以形成分级表面，该分级表面允许面板106与壁102的侧面110形成基本上齐平的表面。替代地，壁102可包括具有直角边缘的加工而成的凹陷区域，该直角边缘适于面板106与侧面110的齐平配合。

图3是具有附接至壁102的面板106的壁102的侧面110的视图。所示的面板106处于关闭位置。面板106在处于关闭位置时可与壁102的侧面110齐平。当与飞机120结合使用时，设备100可定向成使得流体124(例如，外部气流)在壁102上沿所指示的方向移动。

图4是处于打开位置的面板106的视图。设备100可选地包括附接至壁102的侧面114的内衬112。内衬112可经由紧固件或粘合剂附接至侧面114，但其它实例也是可能的。内衬112可由耐热泡沫等或构成壁102的任何材料制成。

例如，内衬112可包括以下材料，例如钛、镍钛片料、镍钛诺、织物棉絮、高温绝热棉(htiw)、碱土硅酸盐棉(aes棉)、硅酸铝棉(asw)或多晶棉(pcw)。在一些实例中，内衬112可具有以钛网或喷射在其上的高温硅树脂网强化的折叠通道。

内衬112可形成供流体126在内衬112与壁102之间流动的通道116。例如，在至少部分地由设备100封闭的隔室内可产生热。产生的热可被流体126吸收。当面板106处于打开位置时，如图4所示，加热流体126可流动通过通道116，并且经由通过使面板106远离壁102移动而打开的路径108流动通过开口104。面板106可配置成通过由升高温度导致的晶相的至少部分变化而远离壁102移动，如以下进一步描述的。

在图4中，面板106被示出为经由三个紧固件119a、119b和119c附接至壁102，但其它实例也是可能的。除了将面板106附接至壁102之外，紧固件119a-119c中的一个或多个可为面板106提供应力消除区域。

紧固件119a和119c可采用带肩螺栓的形式，以允许面板106的一定运动(例如，消除应力)。在另一个实例中，紧固件119a和119c可采用夹紧紧固件的形式。

图5是处于关闭位置的面板106的视图。在关闭位置，面板106可基本上密封开口104，从而使供流体126流动通过的路径108变窄或基本上消除。面板106可配置成通过由降低温度导致的晶相的至少部分变化而朝向壁102移动，如以下进一步描述的。

图6是处于打开位置的面板106的另一个视图。在图6中，面板106经由四个紧固件121a、121b、121c和121d附接至壁102。除了将面板106附接至壁102之外，紧固件121a-121d中的一个或多个可为面板106提供应力消除区域。

紧固件121a和121d可采用带肩螺栓的形式，以允许面板106的一定运动(例如，消除应力)。在另一个实例中，紧固件121a和121d可采用夹紧紧固件的形式。

图7是处于关闭位置的面板106的另一个视图。在图7中，面板106经由四个紧固件121a-121d附接至壁102。

图8是飞机120的示意图。飞机120可采用宽机身双引擎喷气式客机的形式，但其它实例也是可能的。飞机120可包括设备100的一个或多个实例。设备100可还包括飞机120的起落架118或可包括飞机120的发动机122。设备100的第一实例可配置成将发动机122至少部分地封装在飞机120内，如图9所示。设备100的第二实例可配置成将起落架118至少部分地封装在飞机120内，如图10-13所示。

图9图示了形成至少部分地封装发动机122(例如，喷气式发动机)的发动机舱的一部分的设备100。发动机122可包括协同作用以便为飞机120产生推力的一个或多个风扇、压缩机、燃烧器、涡轮机、混合器或喷嘴。在图9图示的实例中，壁102可具有管状形式，并且可至少部分地封闭或包围发动机122。发动机122可将流体127(例如，空气)吸入设备100的前端中，并且将流体127从设备100的后端排出。在一些情况下，发动机122可提供反向推力，并且流体127可沿与由图9指示的方向相反的方向行进。

面板106可配置成根据面板106的定位打开或关闭开口104。在打开位置，面板106可允许由壁102内的发动机122加热的流体通过开口104逸出到壁102外部。在关闭位置，面板106可减少、限制或阻止流体流动通过开口104，但可在壁102的侧面110上形成部分空气动力外表面。

图10图示了形成起落架舱的一部分的设备100的后视图。在图10的实例中，设备100可包括飞机120的起落架118。起落架118可包括四个轮子123a、123b、123c和123d以及支架123e。在其它实例中，起落架118可包括任何数量的轮子。支架123e可附接至飞机120的另一个结构构件(未示出)。壁102可形成处于打开位置在飞机120下方的起落架舱门的一部分，如图10所示。在降落期间，起落架118可在飞机120下方展开，同时一个或多个起落架舱门打开。

图11是图10中所示设备100的侧视图。在图11中，壁102采用在飞机120下方向下打开的起落架舱门的形式，以示出壁102的侧面114、开口104和面板106。面板106以短划线示出，以表示相对于图11的视角面板106位于壁102后面。流体124(例如，外部气流)的典型流向如所指示。

图12是图10和图11所示的设备100的另一个侧视图。在图12中，壁102采用在飞机120下方向下打开的起落架舱门的形式，以示出壁102的侧面110、开口104和面板106。开口104以短划线示出，以表示相对于图12的视角开口104位于面板106后面。流体124(例如，外部气流)的典型流向如所指示。

图13是图10-12所示设备100的向下视图。在图13中，壁102采用接近至少部分地封闭起落架118的起落架舱门的形式。面板106以短划线示出，以表示相对于图13的视角面板106位于壁102后面。流体124(例如，外部气流)的典型流向如所指示。

当壁102处于关闭位置使得壁102至少部分地封闭起落架118时，设备100可配置成提供穿过开口104供流体从侧面114流动至侧面110来传热的路径，或提供包括面板106和侧面110的面向外的空气动力表面。

在某些情况下，本文中描述的装置和/或系统的部件配置成执行本文中描述的功能，使得部件实际上配置并构造成实现这种功能。在其它实例中，例如当以特定方式操作时，装置和/或系统的部件布置成适应于、能够或适合执行这些功能。

图14是用于致动在壁中的开口之上附接至壁的面板的方法200的框图。

在方框202，该方法包括通过使面板至少部分地从第一晶相变为第二晶相而使面板远离壁弯曲。面板可响应于面板的温度升高而远离壁弯曲。

例如，图1、3-7以及9-13中的面板106可通过至少部分地从第一晶相变为第二晶相而远离壁102弯曲(例如，从壁102弹起)。例如，在图5中，面板106被示出为处于关闭位置。当面板的温度升高(例如，超过阈值温度)时，面板106可至少部分地从第一晶相变为第二晶相。更具体地，面板106的一部分或所有部分可从第一晶相转变为第二晶相，从而转变至图4和6中描绘的打开位置。

由于面板106的温度升高，面板106可至少部分地从第一晶相变为第二晶相。例如，飞机120的发动机舱内或起落架舱内产生的热可使面板106的温度升高。晶相的改变可在面板106内产生内部应力，从而使面板106通过改变形状和远离壁102弯曲来消除引起的应力。更具体地，面板106可响应于面板106的温度超过预定阈值温度(例如100℃)而远离壁102弯曲。根据可被包括作为面板106的一部分的各种smm，面板106也可响应于面板106的温度超过其它阈值温度而远离壁102弯曲。

如图4和6所示，面板106远离壁102弯曲可打开或加宽供流体126流动通过开口104的路径108。例如，流体126可包括在飞机120的发动机舱或起落架舱内被加热的流体。

在方框204，该方法包括通过使面板至少部分地从第二晶相变为第一晶相而使面板朝向壁弯曲。面板可响应于面板的温度降低而朝向壁弯曲。

例如，图1、3-7以及9-13中的面板106可通过至少部分地从第二晶相变为第一晶相而朝向壁102回弯。例如，在图4和6中，面板106被示出为处于打开位置。当面板的温度降低(例如，降低至低于阈值温度)时，面板106可至少部分地从第二晶相变回第一晶相。更具体地，面板106的一部分或所有部分可从第二晶相转变为第一晶相。

由于面板106的温度降低，面板106可至少部分地从第二晶相变为第一晶相。当面板106处于打开位置时，在飞机120的发动机舱或起落架舱内产生的热可通过开口104逸出，这可使得面板106的温度随着时间降低。晶相的改变可在面板106内产生内部应力，从而使面板106通过改变形状和朝向壁102弯曲来消除引起的应力。更具体地，面板106可响应于面板106的温度降低至低于预定阈值温度(例如100℃)而朝向壁102弯曲。根据可被包括作为面板106的一部分的各种smm，面板106也可响应于面板106的温度降低至低于其它阈值温度而朝向壁102弯曲。

在一些实例中，面板106可表现出磁滞现象，这是因为面板从第一晶相变为第二晶相所处的阈值温度(例如，105℃)大于面板从第二晶相变为第一晶相所处的温度(例如，95℃)。这可以是有益的，因为面板106可停留在打开位置较长的时间量，允许更多热在面板106转变回到第一晶相并限制这种流体或热流动之前从壁102后面逸出。

如通过比较图3、5和7与图4和6所示，面板106朝向壁102弯曲可密封路径108或使路径108变窄，限制流体126流动通过开口104。如此，可发生使面板106朝向壁102弯曲，使得面板106与壁102的表面(例如，侧面110)齐平，或使得面板106基本上返回到在使面板106响应于面板106的温度升高而远离壁102弯曲之前面板所呈现的位置。更具体地，面板106可由于面板106的温度的升高而从图5中描绘的关闭位置转变至图4中描绘的打开位置。随后，面板106可由于面板106的温度的降低而从图4中描绘的打开位置转变回到图5中描绘的关闭位置。

在一些实例中，流体126可流动通过附接至壁102的侧面114的内衬112的通道116。

图15是可与方法200结合使用的方法300的框图。

在方框206，方法300包括通过流体在壁的第一侧上流动而在壁的第一侧上引起第一压力，第一压力低于壁的与第一侧相对的第二侧上的第二压力。

在方框208，方法300可选地包括借助第一压力低于第二压力使流体通过开口从壁的第二侧流动至壁的第一侧。

在方框210，方法300可选地包括借助流体抵靠壁的第二侧流动来冷却壁的第二侧。

例如参考图4，流体124(例如，外部空气)可沿指示的方向在面板106上流动。流动流体124可在壁102的侧面110与壁102的侧面114之间引起文丘里管效应或压力差。即，由区域131大致地限定的区域内的压力可低于存在于壁102的侧面114上的压力。如此，流动流体124和/或引起的压力差可将流体126抽吸通过通道116，增大可通过开口104从侧面114流动至侧面110的流体126的速率。应注意的是，对于流体124不需要通道116和内衬112来产生将流体126抽吸通过开口104的压力差。可简单地通过流体124的速度大于流体126的速度来产生文丘里管效应或压力差。

流体126流入或逸出飞机120的发动机舱或起落架舱可冷却壁102的侧面114和发动机舱或起落架舱内的其它结构或部件。

为了说明和描述的目的已呈现了对不同的有利布置的描述，而非旨在穷举或局限于所公开形式的实施方案。许多修改和变型对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。此外，不同的有利实施方案可描述与其它有利实施方案相比不同的优点。选择并描述了实施方案或选定的实施方案以解释实施方案的原理及其实际应用，并且使本领域的其它技术人员能够理解对进行了适用于预期的特定用途的各种修改的各种实施方案的公开。