Da Satelliten aus dem Bereich Forschung oder Telekommunikation immer kleiner werden, ist es besonders beim Formationsflug eines Verbandes aus mehreren kleinen Satelliten erforderlich, die Satelliten präzise auf den vorgesehenen Flugbahnen zu halten und deshalb eine Lageregelung mit sehr kleinem Schub vorzunehmen. Abhängig von der Anwendung (erforderlicher Schub, spezifischer Impuls, Lebensdauer, etc.) kommen verschiedene Technologien wie z.B. Ionentriebwerke zum Einsatz. In einer Anwendung wird ein chemisches Mikrotriebwerk mit einem Schub von 1 mN verwendet. Der Treibstoff wird in der Brennkammer katalytisch umgesetzt, die Zerfallsprodukte erzeugen beim Verlassen der Düse den gewünschten Schub. Das Mikrotriebwerk besteht aus zwei zu verbindenden Wafern: Ein Wafer enthält die mikrofluidischen Strukturen inkl. Brennkammer und Düse, der andere die Sensorik zur Überwachung des Mikrotriebwerks. Die Strukturierung der Wafer beinhaltet auch Maßnahmen zur thermischen Isolation im Waferverbund, um die Wärmeableitung zu verringern. Über eine Dünnfilmmetallisierung wird sowohl ein Heizer in der Brennkammer realisiert, als auch Temperatursensoren an mehreren Stellen des Triebwerks integriert. Aufgezeigt werden Ergebnisse zur Sensorstabilität bis 800 °C und kurzzeitig bis 1000°C. Es werden Sonderaufbauten vorgestellt, mit denen die MEMS-Komponenten und der Verbund bei den auftretenden Bedingungen charakterisiert werden. Schwerpunkt liegt hier bei der statischen und dynamischen Hochtemperaturcharakterisierung des Metallisierungssystems sowie dem Mikrotriebwerksteststand inkl. Abdichtung der Mikrotriebwerke.
Mikrotriebwerk mit integriertem Heizer und Temperatursensoren bis 800 °C
2014
8 Seiten, Bilder, 9 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
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