Почему БЭ-4 использует метан в качестве топлива?

Повторное использование является важным фактором. Керосиновые двигатели имеют проблемы с «коксованием», когда твердый углерод откладывается в трубах двигателя. (Более подробную информацию см. в этой диссертации и подтверждающих ее исследованиях .) Это не является серьезной проблемой для одноразовых двигателей, но увеличивает затраты при попытке повторного использования двигателей. Планируется, что первая ступень BO New Glenn будет полностью многоразовой , аналогично Falcon 9; ULA Vulcan планирует повторно использовать свои двигатели, отсоединив их от капсулы, а затем поймав эту капсулу вертолетом. Метан сгорает более чисто из-за его простой химической структуры, поэтому у него нет этой проблемы, что делает его хорошим выбором для многоразового двигателя нижней ступени.

Давайте посмотрим в Википедии на возможные виды жидкого ракетного топлива. Ключевым элементом является скорость выхлопа. Давайте удалим все, что может быть токсичным, то есть бериллий, флорин или бор, несмотря на то, что из них можно сделать очень эффективную ракету.

• $H_2{\space}LOX$- 3816
• $CH_4{\space}LOX$- 3034
• $C_2H_6{\space}LOX$- 3006
• $C_2H_4{\space}LOX$- 3053
• $\textrm{RP1}{\space}LOX$- 2941

Таким образом, метан, этан и этилен работают так же, как RP1, и даже немного лучше. Однако ничто не сравнится с водородом/кислородом. Тем не менее, у жидкого водорода есть проблемы, которые затрудняют работу с ним. Итак, каковы некоторые побочные эффекты этих различных видов топлива?

• $H_2{\space}LOX$- С ним сложно работать, требуются баки большего размера, чем для традиционного топлива. Требует сильного холода.
• $CH_4{\space}LOX$- Горит чисто. Имеет меньшую энергоемкость, чем другие виды топлива, поэтому требует большего бака.
• $C_2H_6{\space}LOX$/$C_2H_4{\space}LOX$/$\textrm{RP1}{\space}LOX$В основном они постепенно становятся более плотными, сгорают менее чистыми и т. д.

Сжигание в чистоте важно для повторного использования, нет необходимости периодически чистить двигатель. Вероятно, это основная причина, по которой они будут инвестированы в земные технологии. Они также могли искать путь к Марсу, как это сделала SpaceX.

Кроме того, Илон Маск сообщил о решении SpaceX использовать метан.

Из них только последний не применяется. Метан намного дешевле, чем RP1, поэтому, если у вас есть автомобиль, где большую часть стоимости составляет топливо, то метан имеет больше смысла.