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Structural integrated sensor and actuator systems for active flow control

Behr, Christian und Schwerter, Martin und Leester-Schädel, Monika und Wierach, Peter und Dietzel, Andreas und Sinapius, Michael (2016) Structural integrated sensor and actuator systems for active flow control. SPIE Smart Structures/NDE, 21.-24. März 2016, Las Vegas, USA. doi: 10.1117/12.2219075.

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456kB

Kurzfassung

An adaptive flow separation control system is designed and implemented as an essential part of a novel high-lift device for future aircraft. The system consists of MEMS pressure sensors to determine the flow conditions and adaptive lips to regulate the mass flow and the velocity of a wall near stream over the internally blown Coanda flap. By the oscillating lip the mass flow in the blowing slot changes dynamically, consequently the momentum exchange of the boundary layer over a high lift flap required mass flow can be reduced. These new compact and highly integrated systems provide a realtime monitoring and manipulation of the flow conditions. In this context the integration of pressure sensors into flow sensing airfoils of composite material is investigated. Mechanical and electrical properties of the integrated sensors are investigated under mechanical loads during tensile tests. The sensors contain a reference pressure chamber isolated to the ambient by a deformable membrane with integrated piezoresistors connected as a Wheatstone bridge, which outputs voltage signals depending on the ambient pressure. The composite material in which the sensors are embedded consists of 22 individual layers of unidirectional glass fiber reinforced plastic (GFRP) prepreg. The results of the experiments are used for adapting the design of the sensors and the layout of the laminate to ensure an optimized flux of force in highly loaded structures primarily for future aeronautical applications. It can be shown that the pressure sensor withstands the embedding process into fiber composites with full functional capability and predictable behavior under stress.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/106956/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Structural integrated sensor and actuator systems for active flow control
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Behr, Christianc.behr (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schwerter, Martinm.schwerter (at) tu-braunschweig.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Leester-Schädel, Monikam.leester (at) tu-braunschweig.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wierach, PeterPeter.Wierach (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0852-9112144717037
Dietzel, Andreasa.dietzel (at) tu-braunschweig.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sinapius, Michaelm.sinapius (at) tu-braunschweig.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2016
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.1117/12.2219075
Name der Reihe:Proc. SPIE 9803, Sensors and Smart Structures Technologies for Civil, Mechanical, and Aerospace Systems 2016, 980337 (April 20, 2016); doi:10.1117/12.2219075
Status:veröffentlicht
Stichwörter:adaptive structures, smart materials, piezoelectric actuators, flow control
Veranstaltungstitel:SPIE Smart Structures/NDE
Veranstaltungsort:Las Vegas, USA
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:21.-24. März 2016
Veranstalter :SPIE
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Flugzeuge
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L AR - Aircraft Research
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Strukturen und Werkstoffe (alt)
Standort: Braunschweig
Institute & Einrichtungen:Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik > Multifunktionswerkstoffe
Hinterlegt von: Behr, Christian
Hinterlegt am:31 Okt 2016 08:31
Letzte Änderung:18 Okt 2023 12:39

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