DE3913678C1

DE3913678C1 - Boundary flow regulator for control bodies - uses evaluator circuit supplied by sensors measuring surface pressure and flow distribution

Info

Publication number: DE3913678C1
Application number: DE3913678A
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl.-Phys. Dr. 8012 Ottobrunn De Kroy; Max Dr. 8000 Muenchen De Koeniger; Helmut Dipl.-Phys. Dr. 8130 Starnberg De Seidel
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1989-04-26
Filing date: 1989-04-26
Publication date: 1990-07-05
Anticipated expiration: 2009-04-27

Abstract

With this arrangement sensors measure the distribution of pressure and the air flow over the surface of the body and send the signals to an evaluation unit. Modules are fitted flush with the surface of the streamlined body and these have actuators mounted round the sensors. The actuators are controlled by the evaluation unit and, depending on the distribution of the pressure and the air flow, a certain number is pushed or swung out over the surface of the body. The sensors are piezoresistive pressure sensors and are provided with a membrane in the surface of the body to supply a reference pressure. ADVANTAGE - Streamlined surface is changed only when necessary. Vibration sensors not required.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Beeinflussung der Grenzschicht von umströmten Körpern, bei der Sensoren die Druck- und Strömungsverteilung an der Körperoberfläche messen und Sensorsignale in eine Auswerteschaltung eingeben.The invention relates to a device for influencing the Boundary layer of flow-around bodies, in which sensors the pressure and Measure flow distribution on the body surface and sensor signals in enter an evaluation circuit.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-PS 32 28 939 bekannt, bei der ein aktiver Schwingungsgeber ein in die Grenzschicht einzuleitendes Schwingungssignal bildet. Diese Vorrichtung will die positiven Auswir kungen einer nicht schwingungsneutralen Körperoberfläche auf den Rei bungswiderstand durch eine aktive Beeinflussung der Strömungsschwingung innerhalb der Körpergrenzschicht erreichen oder verbessern und gegebe nenfalls eine Strömungsablösung verhindern. Die Umsetzung der in dieser bekannten Schrift angegebenen Vorrichtung in die Praxis ist jedoch mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden.Such a device is known from DE-PS 32 28 939, in which an active vibration generator to be introduced into the boundary layer Vibration signal forms. This device wants the positive effects of a body surface that is not vibration-neutral Resistance to exercise by actively influencing the flow vibration Reach or improve and give within the body boundary layer if necessary, prevent flow separation. Implementation of this known device specified in practice, however, with considerable difficulties.

Weiterhin ist es bereits bekannt, ständig aus der Ebene des umströmten Körpers herausragende Elemente vorzusehen. So betrifft die DE-OS 35 34 268 eine Anordnung zur Vermeidung von Strömungsablösungen an der Oberfläche eines umströmten Körpers, bei der eine Vielzahl von aus der Oberfläche herausragenden Elementen vorgesehen ist, die einerseits relativ zur Ebene der Oberfläche verstellbar angeordnet sind und ande rerseits eine solche Gestalt aufweisen, daß sie bei drohender Strömungs ablösung die Durchmischung bewirken, bei anliegender Strömung jedoch un ter Widerstandsverminderung die Ebene der Oberfläche nachbilden. Bei ei ner anderen Lösung dieses Problems beschreibt die DE-OS 33 05 756 ein Verfahren sowie eine Anordnung zum Verzögern der Ablösung der Grenz schicht an einer von einem Strömungsmittel laminar angeströmten Wandung. Hierbei werden glatte Fasern an ihrem gegen die Strömungsrichtung weisenden Ende mit der Wandung absatzlos verbunden und an ihrem gegenüberliegenden, in Strömungsrichtung weisenden Ende relativ zur Wandung frei beweglich angeordnet.Furthermore, it is already known to constantly flow from the level of the flow Body to provide outstanding elements. So that affects DE-OS 35 34 268 an arrangement to avoid flow separation the surface of a body with a multitude of flow protruding elements are provided on the surface, on the one hand are arranged adjustable relative to the plane of the surface and others on the other hand, have such a shape that they are in the event of impending flow detachment cause the mixing, but when the flow is present un reproduce the level of the surface. With egg Another solution to this problem is described in DE-OS 33 05 756 Method and arrangement for delaying the detachment of the border layer on a wall flowed laminar by a fluid. In this case, smooth fibers become against their direction of flow pointing end connected to the wall and on her opposite end pointing in the direction of flow relative to Wall freely movable.

Diese beiden Vorveröffentlichungen haben den Nachteil, daß die die Strö mung beeinflussenden Elemente ständig der Strömung ausgesetzt sind, auch bei nicht notwendiger Strömungsbeeinflussung.These two prior publications have the disadvantage that the Strö elements influencing the flow are constantly exposed to the flow, too if flow control is not necessary.

Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, diesen Nachteil der bekannten Vor richtungen zu vermeiden und eine Vorrichtung zur aktiven Beeinflussung der Grenzschicht von umströmten Körpern der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der auf den Einsatz von Schwingungsgebern der bekannten Art verzichtet werden kann.The object of the invention is to overcome this disadvantage of the known avoid directions and a device for active influence the boundary layer of flow-around bodies of the type mentioned in the introduction create in the known on the use of vibration sensors Can be dispensed with.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 ange gebenen Merkmale gelöst. Vorteile Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.This object is achieved by the in claim 1 given characteristics solved. Advantages configurations of the Invention emerge from the subclaims.

Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß die beweglichen Teile der in den Modulen vorhandenen Aktuatoren je nach Abhängigkeit von der Druck- und Strömungsverteilung über die Kör peroberfläche hinaus ausgelenkt werden können, um damit gezielt die Grenzschicht zu beeinflussen. Die Module können dabei in mikromecha nischer Fertigung, z. B. durch Naß- oder Trockenätzverfahren, wirtschaft lich hergestellt werden. Durch Einsatz von Halbleitermaterialien, wie z. B. Silizium, ist es möglich, zusätzliche sensorische und elektronische Funktionen zu integrieren. Durch den zentralen Sensor des Moduls können die an der umströmten Körperoberfläche herrschenden Druck- und Strö mungsverhältnisse ständig sensiert werden. The main advantage of the device according to the invention is that that the moving parts of the actuators present in the modules each depending on the pressure and flow distribution over the Kör per surface can be deflected to target the To influence boundary layer. The modules can be in micromecha African manufacturing, e.g. B. by wet or dry etching, economy Lich manufactured. By using semiconductor materials such as e.g. As silicon, it is possible to add additional sensory and electronic Integrate functions. Thanks to the module's central sensor the pressure and currents prevailing on the surface of the body conditions are constantly sensed.

Die in den Sensoren auftretenden Ströme werden in der Auswerteschaltung verstärkt und aufbereitet, sie werden dann als Stromimpulse den einzel nen Aktuatoren zugeleitet, wodurch jeweils optimale Strömungsverhältnis se an der Körperoberfläche einzustellen sind. Dadurch kann z. B. die tur bulente Grenzschicht in Spannweitenrichtung einer Tragfläche länger auf rechterhalten und ein vorzeitiges Ablösen der Strömung vermieden werden.The currents occurring in the sensors are in the evaluation circuit amplified and processed, they are then used as current impulses for the individual NEN actuators supplied, whereby each optimal flow ratio se on the body surface. This can, for. B. the door bulent boundary layer longer in the span direction of a wing maintain right and avoid premature separation of the flow.

Die Erfindung ist in Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigtThe invention is closer in exemplary embodiments with reference to the drawings explained. It shows

Fig. 1 einen piezoresistiven Drucksensor mit Rückseiten-Kontaktierung; FIG. 1 is a piezoresistive pressure sensor with backside contacting;

Fig. 2 einen kapazitiven Drucksensor mit Rückseiten-Kontaktierung; Fig. 2 is a capacitive pressure sensor with a back side contact;

Fig. 3 Aktuatoren als ausfahrbare Stäbe; Fig. 3 actuators as extendable rods;

Fig. 4 Aktuatoren als ausfahrbare Stege; Fig. 4 actuators as extendable webs;

Fig. 5 ein Mikroventil mit piezoelektrischer Ansteuerung; Fig. 5 is a microvalve with piezoelectric control;

Fig. 6 ein auf Druck ansprechendes Mikroventil mit federnder Aufhän gung; Fig. 6 is a pressure responsive microvalve with resilient suspension;

Fig. 7 ein Tragflächenprofil mit einem durch zwei Ventile gesteuerten Verbindungskanal; FIG. 7 shows an airfoil profile with a controlled by two valves connecting channel;

Fig. 8 ein Schaltschema für eine Auswerteeinrichtung; Fig. 8 is a circuit diagram for an evaluation;

Fig. 9 ein Modul in der Draufsicht mit ausfahrbaren Stäben und Fig. 9 shows a module in plan view with extendable rods and

Fig. 10 einen Querschnitt durch das Modul nach Fig. 9. Fig. 10 shows a cross section through the module of FIG. 9.

Die in den Figuren dargestellten Drucksensoren und Aktuatoren sind stark vergrößert dargestellt. Da diese vorzugsweise in mikromechanischer Fer tigung, beispielsweise in Lithographie oder Strukturätztechnik, herge stellt sind, beträgt ihre Dickenabmessung nur etwa 1 mm. Durch diese Fertigungstechniken bedingt, sind Halbleitermaterialien, vorzugsweise Si lizium, als Werkstoffe angebracht.The pressure sensors and actuators shown in the figures are strong shown enlarged. Since these are preferably in micromechanical fer For example, in lithography or structure etching technology are, their thickness dimension is only about 1 mm. Through this Manufacturing techniques are conditional on semiconductor materials, preferably Si silicon, applied as materials.

In Fig. 1 ist ein piezoresistiver Drucksensor 1 dargestellt, der aus ei nem mit einer Membrane 2 a versehenen Oberteil 2 und einem Unterteil 3 besteht. Zwischen der Membrane 2 a und dem Unterteil 3 ist ein Hohlraum 4 vorhanden, in dem ein Referenzdruck, vorzugsweise ein Unterdruck herrscht. Der in einer Strömung, dargestellt durch Pfeile 5, an der Oberfläche der Membran 2 a vorhandene Druck wird durch Piezowiderstände 6 sensiert. Die dabei auftretenden Ströme werden durch eine Leiterbahn 7 zu Kontakten 8 geleitet, von denen sie einer hier nicht dargestellten Auswerteeinrichtung zugeleitet werden. Bei dieser Ausführungsform werden Störungen im Strömungsverhalten der zu sensierenden Strömungsoberfläche auf jeden Fall vermieden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Piezoelemente 6 auf der Oberseite der Membran 2 a anzuordnen und durch spezielle Verfahren, wie z. B. Thermomigration, eine Durchkontaktierung durch die Membran zu erzeugen.In Fig. 1, a piezoresistive pressure sensor 1 is shown, which consists of egg NEM provided with a membrane 2 a upper part 2 and a lower part 3 . Between the membrane 2 a and the lower part 3 there is a cavity 4 in which there is a reference pressure, preferably a negative pressure. The pressure present in a flow, represented by arrows 5 , on the surface of the membrane 2 a is sensed by piezoresistors 6 . The currents that occur are conducted through a conductor track 7 to contacts 8 , from which they are fed to an evaluation device, not shown here. In this embodiment, disturbances in the flow behavior of the flow surface to be sensed are avoided in any case. Another possibility is to arrange the piezo elements 6 on the top of the membrane 2 a and by special methods such. B. Thermomigration to produce a via through the membrane.

Ein in der Fig. 2 dargestellter kapazitiver Drucksensor 10 ist einfach zu fertigen, da dort die rückseitige Kontaktierbarkeit leichter erzielt werden kann als bei der Ausführung des piezoresistiven Drucksensors 1. Der kapazitive Drucksensor 10 besteht aus einem Oberteil 11 mit einer Membran 11 a und einem in das Oberteil 11 hineinragenden Unterteil 12, wobei zwischen diesem ein Kondensatorspalt 13 verbleibt. Zwischen Ober teil 11 und Unterteil 12 ist wiederum ein Hohlraum 14 mit einem Refe renzdruck vorhanden. Auf der der Membran 11 a zugewandten Seite des Un terteils 12 ist eine Metallelektrode 15 aufgedampft. Die Membran 11 a aus Silizium bildet die Gegenelektrode. Das Unterteil 12 kann außer aus Si lizium auch aus Glas gefertigt sein. Der Kondensatorstrom wird über eine Leiterbahn 16 zu Kontakten 17 und von dieser zu einer hier nicht darge stellten Auswerteinrichtung geleitet. A capacitive pressure sensor 10 shown in FIG. 2 is easy to manufacture, since there the contactability on the rear side can be achieved more easily than when the piezoresistive pressure sensor 1 is designed . The capacitive pressure sensor 10 consists of an upper part 11 with a membrane 11 a and a lower part 12 protruding into the upper part 11 , a capacitor gap 13 remaining between them. Between upper part 11 and lower part 12 , in turn, a cavity 14 with a reference pressure is available. On the side facing the membrane 11 a of the lower part 12 , a metal electrode 15 is evaporated. The membrane 11 a made of silicon forms the counter electrode. The lower part 12 can also be made of silicon in addition to silicon. The capacitor current is conducted via a conductor track 16 to contacts 17 and from this to an evaluation device not shown here.

In den Fig. 3 und 4 sind Ausführungsbeispiele für Aktuatoren darge stellt, die eine gezielte, den jeweiligen Strömungsverhältnissen ange paßte Veränderung der Strömungsoberfläche im Mikrobereich ermöglichen sollen, was zu einer erheblichen Einsparung an Antriebsenergie führen kann. Die Fig. 3 und 4 stellen jeweils Teilschnitte durch ein Aktuator feld dar, das jeweils zweischichtig aufgebaut ist. In der Fig. 3 besteht ein Aktuatorfeld 20 aus einem Oberteil 21, in das Öffnungen 22 eingelas sen sind, durch die Stäbchen 23 eines Unterteils 24 herausgeschoben oder eingezogen werden können, wie es durch einen Doppelpfeil 25 angedeutet ist. Das Anziehen oder Abstoßen der beiden Teile 21 und 24 erfolgt hier durch wechselseitiges Aufladen von aufgedampften Elektroden 26 und 27 durch die Sensoren über die Auswerteeinrichtung. In der Fig. 4 hat ein Aktuatorfeld 30 ebenfalls ein Oberteil 31 mit Öffnungen 32, durch die Stege 33 eines Unterteils 34 herausgeschoben oder eingezogen werden kön nen, entsprechend einem Doppelpfeil 35. Das Ein- und Ausschieben der Stege 33 erfolgt hier entsprechend den Strömungsverhältnissen durch Stromeinleitung in Bimetallstreifen 36, die über die Sensoren erwärmt oder abgekühlt sind.In FIGS. 3 and 4 embodiments are for actuators provides Darge intended to enable a targeted, the respective flow ratios is fitted change of the flow surface in the micro range, which can lead to a considerable saving of driving energy. FIGS. 3 and 4 respectively represent partial sections through an actuator frame is constructed in two layers, respectively. In FIG. 3, 20 is an actuator array of a top part 21, in the openings 22 are eingelas sen, a lower part can be pushed or pulled by the rod 23 24, as is indicated by a double arrow 25.. The tightening or pushing off of the two parts 21 and 24 takes place here by mutual charging of vapor-deposited electrodes 26 and 27 by the sensors via the evaluation device. In FIG. 4, an actuator array 30 has also an upper part 31 with apertures 32 through which bars 33 of a lower part 34 are pushed or retracted NEN Kgs, according to a double arrow 35. The webs 33 are pushed in and out in accordance with the flow conditions by introducing current into bimetallic strips 36 which are heated or cooled by the sensors.

Die Fig. 5 und 6 stellen Aktuatoren in Form von Mikroventilen dar. Diese können entsprechend ihrer Ausbildung zwei Funktionen erfüllen. Sie kön nen entweder so wie die Aktuatoren der Fig. 3 mit Stäben aus der Körper oberfläche heraustreten, um damit die Strömung zu beeinflussen oder sie können als Durchgangsventile für einen Gas- oder Flüssigkeitsstrom die nen, der dadurch wiederum die Strömungsverhältnisse an der Oberfläche beeinflußt. Für den letzteren Zweck ist das Mikroventil über entspre chende, in das Material geätzte Kanäle an Leitungen angeschlossen, die zu Über- bzw. Unterdruckbehältern oder zu entsprechenden Nebenluftab zweigungen des Triebwerkes führen. In der Fig. 5 ist ein Mikroventil 40 dargestellt, das aus einem Oberteil 41 mit zwei Öffnungen 42, einem Mit telteil 43 mit in die Öffnungen 42 hineinragenden Ventilkegeln 44 und einem Unterteil 45 mit einem Leitungsanschluß 45 a besteht. Im darge stellten Zustand des Mikroventils 40 kann durch die Leitung 45 a Gas oder Flüssigkeit eintreten, entsprechend den Pfeilen 46 durch das Ventil strömen und seitlich der Ventilkegel 44 in die durch die Pfeile 5 darge stellte Strömung eintreten und damit deren Verhalten im Sinne einer Strömungsstabilisierung beeinflussen. Wenn es erforderlich ist, das Mi kroventil entsprechend seiner Funktion als Aktuator zu benutzen, wird über Leitungen 48 Strom in Piezokristalle 49 geleitet, die das Mittel teil 43 an das Oberteil 41 heranziehen, wodurch die Ventilkegel 44 in die Strömung 5 hineinragen. Ein Mikroventil 50 entsprechend Fig. 6 hat ebenfalls ein Oberteil 51, ein Mittelteil 52 und ein Unterteil 53 mit einem Leitungsanschluß 53 a. In eine Öffnung 54 im Oberteil 51 ragt ein Ventilkörper 55, der an Federstreifen 56 im Mittelteil 52 aufgehängt ist. Bei ruhendem Ventilkörper 55 kann durch die Leitung 53 a Gas oder Flüssigkeit entsprechend den Pfeilen 57 durch das Ventil 50 hindurch fließen und seitlich des Ventilkörpers 55 zur Beeinflussung der Strömung 5 austreten. Zu seiner Funktion als Aktuator sind auf dem Rand 55 a des Ventilkörpers 55 und auf der gegenüberliegenden Unterseite des Oberteils 51 Elektroden 58 aufgebracht, die über Leitungen 59 mit Strom versorgt werden können. FIGS. 5 and 6 illustrate actuators is in the form of micro valves. These can serve two functions depending on their training. You can either as the actuators of Fig. 3 with rods emerge from the surface of the body to influence the flow or they can serve as through valves for a gas or liquid flow, which in turn influences the flow conditions on the surface. For the latter purpose, the microvalve is connected via appropriate channels, etched into the material, to lines which lead to overpressure or underpressure containers or to corresponding secondary air branches of the engine. In Fig. 5, a microvalve 40 is shown, which consists of an upper part 41 with two openings 42 , a middle part 43 with projecting into the openings 42 valve cones 44 and a lower part 45 with a line connection 45 a . In the Darge presented state of the microvalve 40 gas or liquid can enter through the line 45 , flow according to the arrows 46 through the valve and laterally the valve cone 44 into the flow represented by the arrows 5 Darge and thus influence their behavior in the sense of flow stabilization . When it is required to use the Mi kroventil according to its function as an actuator, 48 flow in piezo crystals 49 is passed via lines which use the central part 43 at the upper part 41, protrude whereby the valve cone 44 in the flow. 5 A microvalve 50 in accordance with Fig. 6 also has an upper part 51, a middle part 52 and a lower part 53 having a lead terminal 53 a. A valve body 55 protrudes into an opening 54 in the upper part 51 and is suspended on spring strips 56 in the central part 52 . When the valve body 55 is at rest , gas or liquid can flow through the line 53 a according to the arrows 57 through the valve 50 and emerge to the side of the valve body 55 in order to influence the flow 5 . To its function as actuator 51 electrodes 58 are applied to the edge 55 a of the valve body 55 and on the opposite underside of the upper part, which can be supplied via lines 59 with electricity.

In Fig. 7 ist schematisch eine Tragfläche 60 mit zwei durch einen Ver bindungskanal 61 verbundenen Ventilen dargestellt. Dabei kann vorne am Staupunkt der Tragfläche 60 das Mikroventil 50 angeordnet werden, wobei es in umgekehrter, wie anhand der Fig. 6 beschriebener Funktion benutzt wird. Die in das Ventil 50 eingetretene Stauluft kann dann, nach Durch strömung des Verbindungskanals 61, in Richtung eines Pfeiles 62 in einem Mikroventil 40 austreten, um dort die Turbulenz der Strömung aufrechtzu erhalten und eine Strömungsablösung zu verhindern.In Fig. 7, a wing 60 is schematically shown with two connecting channel 61 connected by a United valves. In this case, the microvalve 50 can be arranged at the front at the stagnation point of the wing 60 , it being used in the opposite function to that described with reference to FIG. 6. The ram air that entered the valve 50 can then, after flowing through the connecting channel 61 , exit in the direction of an arrow 62 in a microvalve 40 in order to maintain the turbulence of the flow there and to prevent flow separation.

Fig. 8 zeigt eine schematische Schaltungsanordnung einer Auswerteein richtung 63 am Beispiel des Drucksensors 1 und des Aktuatorfeldes 20. Die beiden Piezowiderstände 6 senden ihre Stromimpulse über Leitungen 64 in einen Verstärker 65 und dieser über eine Leitung 66 in die Auswerte einrichtung 63. Die Auswerteeinrichtung 63 besteht im wesentlichen aus einem üblichen Rechner, der entsprechend den für diesen Anwendungsfall erforderlichen Eingaben und Ausgaben programmiert ist. Nach der Verar beitung in der Auswerteeinrichtung werden die einzelnen Stäbe 23 des Ak tuatorfeldes 20 über Leitungen 67 bedarfsweise mit Strom versorgt. Fig. 8 shows a schematic circuit arrangement of a Auswerteein direction 63 on the example of the pressure sensor 1 and the Aktuatorfeldes 20th The two piezoresistors 6 send their current pulses via lines 64 into an amplifier 65 and this via a line 66 into the evaluation device 63 . The evaluation device 63 essentially consists of a conventional computer which is programmed in accordance with the inputs and outputs required for this application. After processing in the evaluation device, the individual rods 23 of the actuator field 20 are supplied with current as required via lines 67 .

Fig. 9 zeigt ein komplettes Modul 70, das mit allen seinen Einzelteilen diskret aufgebaut und miteinander kombiniert werden kann. Dabei besteht ein hoher Freiheitsgrad bezüglich der Wahl der Werkstoffe und der Ferti gungsmethoden. Eine Formschlüssigkeit des Moduls 70 kann durch eine ge eignete Beschichtung erzielt werden. Für eine wirtschaftliche Fertigung, bei der eine hohe Flächendichte der Einzelelemente gefordert wird, ist eine weitgehend monolithische Integration der Einzelkomponenten anzu streben. So kann z. B. der Drucksensor unmittelbar mit der elektronischen Signalverarbeitung integriert werden. Auch die monolithische Integra tion aller drei Komponenten, wie Drucksensor, Aktuatoren und Auswerte einrichtung, ist möglich. Das Modul 70 besteht somit aus einer Grund platte 71, auf der in der Mitte ein Kombinationselement 72 aus dem Drucksensor 1 oder 10 und der Auswerteeinrichtung 63 angeordnet sind. Rund um das Kombinationselement 72 sind Aktuatoren 20 auf der Grundplat te 71 aufgebracht, von denen hier nur die Stäbchen 23 dargestellt sind. Das Modul 70 ist bündig in die Oberfläche eines umströmten Körpers ein gelassen, wobei ihre Abstände zueinander den jeweiligen Erfordernissen und auch dem Medium, von dem der Körper umströmt wird, anzupassen ist. So können Modulabstände von etwa 5 cm für Wasserkörper und 50 cm für Luftkörper zweckmäßig sein. Fig. 9 shows a complete module 70 which can be constructed with all its individual parts discretely and combined. There is a high degree of freedom in the choice of materials and manufacturing methods. A positive fit of the module 70 can be achieved by a suitable coating. For economical production, in which a high surface density of the individual elements is required, a largely monolithic integration of the individual components is desirable. So z. B. the pressure sensor can be integrated directly with the electronic signal processing. The monolithic integration of all three components, such as the pressure sensor, actuators and evaluation device, is also possible. The module 70 thus consists of a base plate 71 on which a combination element 72 of the pressure sensor 1 or 10 and the evaluation device 63 are arranged in the middle. Around the combination element 72 actuators 20 are applied to the Grundplat te 71 , of which only the rods 23 are shown here. The module 70 is inserted flush into the surface of a body with a flow around it, its spacing from one another being adapted to the respective requirements and also to the medium from which the body flows. So module distances of about 5 cm for water bodies and 50 cm for air bodies can be useful.

Fig. 10 stellt einen Mittelschnitt durch das Modul 70 dar, wobei dieser gegenüber der Fig. 9 stark vergrößert dargestellt ist. Die Auswerteein richtung 63 ist hierbei in den Drucksensor 10 eingearbeitet, wodurch das Kombinationselement 72 gebildet ist. FIG. 10 shows a central section through the module 70 , this being shown greatly enlarged compared to FIG. 9. The evaluation device 63 is hereby incorporated into the pressure sensor 10 , whereby the combination element 72 is formed.

Claims

1. Device for influencing the boundary layer of flow-around bodies, in which sensors measure the pressure and flow distribution at the body surface and sensor signals in an evaluation circuit ben, characterized in that with the surface of the flow-around body flush modules ( 70 ) with around Sensors ( 1, 10 ) arranged around th actuators ( 20, 30, 40, 50 ) are arranged, and that depending on the pressure and flow distribution on the body surface, a certain number of actuators ( 20, 30, 40, 50 ) can be controlled via the evaluation circuit ( 63 ) in order to deflect movable parts ( 23, 33, 44, 55 ) of the actuators beyond the surface of the body.

2. Device according to claim 1, characterized in that the sensors ( 1, 10 ) with membranes ( 2 a , 11 a) are provided, which are arranged directly on the surface of the body and act against a reference pressure.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the sensors are designed as piezoresistive pressure sensors ( 1 ), at de nen piezoresistors ( 6 ) on the side of the membrane facing away from the flow ( 2 a) are arranged.

4. The device according to claim 2, characterized in that the sensors are designed as capacitive pressure sensors ( 10 ), in which the one capacitor electrode is formed by the membrane ( 11 a) and the other capacitor electrode ( 15 ) on one in a chamber ( 14 ) is arranged with the lower part ( 12 ) of the sensor projecting into the reference pressure.

5. The device according to claim 1, characterized in that the actuators ( 20, 30 ) with openings ( 22, 32 ) in their surface extendable rods ( 23 ) or webs ( 33 ) are provided.

6. The device according to claim 1, characterized in that the actuators are designed as micro valves ( 40, 50 ).

7. The device according to claim 6, characterized in that the micro valves ( 40 ) are provided with openings ( 42 ) in the module surface from emerging valve cones ( 44 ).

8. The device according to claim 6, characterized in that the microvalves ( 50 ) with an opening ( 54 ) in the module surface surface exiting valve body ( 55 ) are provided, which is suspended from spring strips ( 56 ).

9. Device according to claims 5 to 8, characterized in that the movement for extending and retracting the rods ( 23 ), webs ( 33 ), valve cone ( 44 ) and valve body ( 55 ) with the help of bimetal springs ( 36 ), Piezo crystals ( 49 ), electrostatic controls with evaporated electrodes ( 58 ).

10. The device according to claim 6, characterized in that the microvalves ( 40, 50 ) to gas or liquid lines ( 45 a , 53 a) are connected with positive or negative pressure, by the operating state of the valves in the open loading of a gas or Liquid flow ( 46, 57 ) for influencing the flow ( 45 ) emerges at the body surface.

11. The device according to one or more of claims 1 to 10, characterized in that the individual components of a module ( 70 ), such as pressure sensors ( 1, 10 ), actuators ( 20, 30, 40, 50 ) and Auswerteinrich device ( 63 ) are summarized in monolithic integration.