包括在帆的表面面積的3%與50%之間，并且更優(yōu)選地包括在帆的表面面積的5%與30%之間。
[0052]在單個絲狀構(gòu)件的情況中，表面面積包括在帆的整個表面面積的0.01%與3%之間，并且更優(yōu)選地包括在0.2%與1.5%之間。
[0053]形狀記憶元件可以嵌入在帆結(jié)構(gòu)中或者通過焊接、膠接、縫接、模制、層壓、印制、夾在帆層之間、或其組合的方式簡單地應(yīng)用于帆結(jié)構(gòu)的外部表面。
[0054]在適用于本發(fā)明的目的的形狀記憶材料的分類中，有形狀記憶聚合物和形狀記憶合金。已知由形狀記憶合金制成的絲狀部件一旦加熱當(dāng)其結(jié)構(gòu)經(jīng)受從馬氏體(低溫相)至奧氏體(高溫相)的相變時而縮短。
[0055]每個合金通常特征在于四個基準溫度“As”、“Af”、“Ms”、“Mf”?！癆s”是由于加熱發(fā)生的從馬氏體結(jié)構(gòu)初始轉(zhuǎn)變成奧氏體結(jié)構(gòu)的溫度，“Ms”是當(dāng)冷卻開始時發(fā)生的從奧氏體結(jié)構(gòu)反向轉(zhuǎn)變成馬氏體結(jié)構(gòu)的溫度。如在本發(fā)明的情況中，由于電力供給中斷導(dǎo)致的加熱步驟中斷，冷卻通常是被動冷卻?！癆f”和“Mf”是完全相變出現(xiàn)的溫度。適用于本發(fā)明的目的的形狀記憶合金優(yōu)選地具有等于或大于40°C的“Mf”溫度以及優(yōu)選地比“Mf”溫度高出約“10°C至 20°C” 的 “As” 溫度。
[0056]就本發(fā)明的目的而言，以形狀記憶合金的滯后回線為特征的其他兩個基準溫度起到次要的作用。
[0057]本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要是形狀記憶材料領(lǐng)域的專家，因為存在許多出售和供應(yīng)培養(yǎng)成特定轉(zhuǎn)變溫度的形狀記憶合金的制造商并且這樣的合金和其性能早已是公知的。關(guān)于N1-Ti基合金的更多信息可以從各種各樣的來源檢索到，例如在SAES Smart Materials的名義下的關(guān)于鎳鈦合金的最新進展的專利US 8，152，941和US 8，430，981，在NippomSeisen的名義下的關(guān)于基礎(chǔ)鎳鈦合金性能的專利US 4，830，262。鎳鈦合金是最普及且常見類型的N1-Ti基形狀記憶合金。
[0058]適用于本發(fā)明的目標的形狀記憶合金的另一族基于N1-T1-Cu。關(guān)于這些合金的更多信息可以在Raychem的專利US 4，337，090中找到。
[0059]所有這些合金以良好的延展性、超彈性特性和理想的耐腐蝕性為特征。此外，這些合金是非磁性的并且具有恢復(fù)變形達約8.5%的能力。
[0060]由于帆船上通常適于安裝低功率電源，因此，將優(yōu)選地選擇下述形狀記憶合金:所述形狀記憶合金以特別適用于通過采用低功率電源由于焦耳效應(yīng)被加熱的電阻系數(shù)和轉(zhuǎn)變溫度為特征。
[0061]現(xiàn)在將參照圖4公開根據(jù)本發(fā)明的用于對船帆的操作進行控制的裝置及方法。如上面所說明的，為了熱激活結(jié)合在帆例如帆R和/或G中的絲狀構(gòu)件2，必須供給電流。為此，控制裝置包括電氣端子3，絲狀構(gòu)件2獨立連接或成組地連接至電氣端子3?？刂蒲b置的電氣端子3可以有利地受帆的支承結(jié)構(gòu)例如桅桿和/或帆下桁的限制。電氣端子3進而連接至控制裝置的電氣接口 4，電氣接口 4可操作地連接至控制裝置的電源5，電源5可以有利地為蓄電池，該蓄電池設(shè)置有可選的再充電裝置6如例如太陽能板和/或風(fēng)力發(fā)電機或通常在船上采用的其他小型發(fā)電機。
[0062]電氣接口 4構(gòu)造成選擇性地或同時供給布置在帆的主動部分中的絲狀構(gòu)件2。因此，能夠僅熱激活帆的主動部分中的一些主動部分，以便允許精細控制帆的形狀和尺寸，并且因而控制帆的曲度。
[0063]電源優(yōu)選的是可調(diào)節(jié)的例如能夠通過可操作地連接至電氣接口 4的手動驅(qū)動器7調(diào)節(jié)。替代性地或附加地，電源可以通過設(shè)置有適當(dāng)?shù)目刂瞥绦虻目刂蒲b置的微處理器8自動或半自動地調(diào)節(jié)。
[0064]控制裝置可以有利地包括一個或更多個傳感器11，例如在帆的主動部分I’的預(yù)定位置處和/或在安裝有帆的帆船上安裝的壓力傳感器、應(yīng)變傳感器、變形傳感器、風(fēng)速傳感器和風(fēng)向傳感器。傳感器11通過電路9和/或由經(jīng)由天線10的無線連接而可操作地聯(lián)接至微處理器8并且對微處理器提供外部輸入以允許不僅基于存儲在微處理器的控制程序操作絲狀構(gòu)件2，而且考慮外部和環(huán)境狀況，因此改進了帆的控制。
[0065]其他傳感器可以在帆的被動部分I上或者在安裝有帆的帆船上的其他地方安裝以收集對比和參考數(shù)據(jù)。
[0066]對微處理器8的其他輸入可以通過可操作地連接至微處理器8的至少一個附加輸入單元12提供。
[0067]自動控制的使用特別適用于基于由傳感器提供的輸入選擇性地操作單個或成組地布置的絲狀構(gòu)件2。供給至帆的主動部分的電流取決于結(jié)合在帆中的形狀記憶元件的數(shù)量、尺寸和類型。在形狀記憶線的優(yōu)選情況中，包括在10mA與20A之間的電流供給至線中的每個線。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解的是電流值與線尺寸相關(guān)。考慮到這一點，電流與直徑之間的比值包括在下述范圍內(nèi):所述范圍優(yōu)選地包括在lOOOmA/mm與lOOOOmA/mm之間。
[0068]再次參照圖2，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，由SMA合金制成的絲狀構(gòu)件2還可以用于制造用以調(diào)節(jié)帆船的帆的拉緊繩索。繩索可以是如附圖標記13’指示的簡單的直繩，或如附圖標記13”指示的構(gòu)造為環(huán)的繩索。繩索還可以與運動鏈相關(guān)，例如將帆下桁B連接至主帆R，主帆R被適當(dāng)?shù)丶訌娨栽试S錨固繩索，例如設(shè)置有孔眼14和/或接縫或桿15。
[0069]參照圖5，例如，錨固在帆下桁B的一端處的繩索13”’布置成圍繞一對滑輪17穿過并且錨固至形成在例如主帆R的部分I上的孔眼14’。繩索13”’和滑輪17的布置使得繩索13”’的直線收縮相對于上文提到的直繩13’放大了約三倍，因而在主帆R上實現(xiàn)了更好的牽引效果。
[0070]包括由SMA合金制成的絲狀構(gòu)件的繩索13’、13”、13”’是根據(jù)本發(fā)明的用于對帆船的操作進行控制的控制裝置的一部分并且可以有利地連接至在上面參照圖4描述的相同控制電路，從而通過在航行期間作用在傳統(tǒng)驅(qū)動裝置上改進帆的調(diào)節(jié)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解的是繩索可以附加地或替代性地用于結(jié)合在帆中的形狀記憶元件。此外，繩索可能連接至與上述控制電路類似的控制裝置的單獨控制電路。
[0071]提供由SMA合金制成的繩索在具有小表面面積的帆部分需要大量收縮時是特別重要的。安裝在帆上的應(yīng)變傳感器和/或壓力傳感器11還可以用于控制繩索13’、13”、13”’的操作?？梢栽O(shè)想將帆R和G限制于桅桿A和前桅支索S——優(yōu)選地在前桅支索S呈金屬異型鋼的形式時——的相似解決方案。
[0072]自此已參照本發(fā)明的優(yōu)選且非限制性實施方式描述了本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，可能存在與通過下面陳述的權(quán)利要求的保護范圍所限定的發(fā)明構(gòu)思相同的其他實施方式。
【主權(quán)項】
1.一種用于帆船的帆(R，G ；60 ；70 ；80 ；90 ;100)，所述帆包括其中結(jié)合有形狀記憶元件的部分(I，；F61-F65 ；F71-F76 ;F81_F84 ;F91_F95 ;F101_F110)，由所述部分的表面面積之和合成的表面面積包括在整個所述帆的表面面積的0.01%與50%之間。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帆(R，G