Przez redukcję rozmiarów i kosztów w przestrzeń kosmiczną
Elektryczne systemy napędowe będą odgrywały coraz większą rolę w przyszłych misjach badania planet, jak również w komercyjnych i wojskowych zastosowaniach w satelitach na niskiej orbicie okołoziemskiej. Systemy te wymagają znacznie mniej paliwa do zwiększenia prędkości pojazdu kosmicznego o tej samej wartości. Paliwo wyrzucane jest do 20 razy szybciej niż ma to miejsce w przypadku chemicznych silników rakietowych. Te ostatnie wyrzucają jednak ogromne ilości paliwa, natomiast silnik elektryczny pracuje w oparciu o bardzo małe przepływy, popychając pojazd kosmiczny bardzo lekko. Kontrolowany przepływ paliwa o niskim ciśnieniu ze zbiornika o wysokim ciśnieniu jest możliwy dzięki zastosowaniu kombinacji urządzeń do kontroli ciśnienia przepływu. Dzięki finansowanemu ze środków siódmego programu ramowego projektowi "Miniaturised flow control unit" (µFCU) zaproponowano jednostkę kierowania przepływem odpowiednią dla elektrycznych układów mikronapędowych. Partnerzy projektu µFCU udostępnili opracowane w Europie części przeznaczone do zastosowań naziemnych w medycynie lub przemyśle chemicznym. Do zalet wykorzystania istniejących technologii zalicza się znaczącą redukcję kosztów i czasu projektowania zminiaturyzowanej jednostki kontroli przepływem. Części te wykazały przynajmniej ten sam poziom wydajności co odpowiedniki pochodzące od konkurencji z USA lub nawet przewyższyły je w działaniu. Gazy szlachetne, a w szczególności ksenon, są najkorzystniejszymi paliwami dla elektrycznych układów napędowych, ponieważ nie są one korozyjne. Układ projektu µFCU został zaprojektowany w sposób pozwalający na jego dopasowanie do istniejących elektrycznych układów napędowych, bez konieczności zmiany ich ogólnej koncepcji działania. Całkowita masa układów µFCU wynosi mniej niż 60 g, w przypadku istniejących technologii sięga ona 400 g. Układ µFCU może działać w dużym zakresie temperatur od -40°C do 110°C i wytrzymuje nadciśnienie przepływu wlotowego do czterech razy większe niż nominalne ciśnienie wynoszące 2,2 bara. Siłą napędową dla zaprojektowania systemu µFCU były wymagania klientów, którzy wspierali program, definiując kosmiczne misje referencyjne. Z drugiej zaś strony konsorcjum partnerów projektu z różnych krajów Europy pomogło europejskiemu przemysłowi kosmicznemu zyskać pozycję lidera w produkcji kosmicznych układów kontroli płynności gazu.
Słowa kluczowe
Technologia kosmiczna, jednostka kierowania przepływem, gaz szlachetny, ksenon, napęd elektryczny, niska orbita okołoziemska, satelita, paliwo, zawór
