Автомобили

Как только он поступил в продажу, многие захотели понять — новый это или просто переделанный автомобиль? Конечно, можно долго ломать голову, но нам интересны другие характеристики этой модели. Говоря простым языком, Лада Приора седан — это сейчас тот автомобиль, который тянет весь великий и могучий АВТОВАЗ.

 

  • Доллар - 30.4199
  • Евро   -  39.2173

Выбор ГБО на автомобиль: метан или пропан, что лучше? Метан в двигателях

Опубликовано: 22.08.2018

Метан или пропан: что лучше на авто

Всем опытным автомобилистам прекрасно известно, что цены на бензин и дизельное топливо растут, что называется, не по дням, а по часам, причем вне зависимости от того, дорожает нефть или дешевеет. Именно по этой причине многие владельцы транспортных средств, оснащенных двигателями внутреннего сгорания, задумываются над тем, чтобы перевести свои машины на газовое топливо. При этом у них неизбежно возникает вопрос, что лучше, метан или пропан.

Именно их потребляют автомобили, переведенные на газ. Как свидетельствует статистика, на данный момент примерно 70% машин, оснащенных газобаллонным оборудованием (ГБО) работают на пропане, а 30% — на метане. У каждого из этих разновидностей газов есть как сторонники, так и противники, и поэтому прежде чем переводить свое авто на один из них (что, кстати говоря, связано с немаленькими расходами на специальное оборудование, его монтаж и наладку), нужно тщательно взвесить все «за и против» каждого из вариантов.

Характеристики и особенности метана и пропана

Прежде всего, необходимо как следует разобраться в том, что представляет собой каждый из газов, как их получают, каковы их основные характеристики. По сути дела, именно они во многом определяют то, в пользу какого из них имеет смысл сделать выбор.

Пропан

С точки зрения химической классификации, пропан является органическим веществом и относится к классу алканов. Чаще всего он, так же, как и бензин или дизельное топливо, является продуктом переработки нефти, из которой выделяется в ходе такого технологического процесса, как крекинг. Впрочем, существуют и все более широко применяются на практике технологии получения пропана из природного газа.

Пропан — это углеводородный газ, он тяжелее воздуха и является взрывоопасным, если его содержание в окружающей среде превышает 2,1%. В качестве автомобильного топлива он используется не в чистом виде, а в смеси с бутаном или этаном, которая закачивается под давлением в 10-15 атмосфер в баллоны, и содержится в них в сжиженном виде. Кстати говоря, пропан можно встретить и в быту: именно им заполняются обычные газовые зажигалки.

Метан

По химической классификации метан относится к простейшим углеводородам. В отличие от пропана, он является природным газом и содержится в больших подземных месторождениях, из которых его и добывают практически в чистом виде. После извлечения из недр он проходит фильтрацию, и в него добавляются так называемые одонаторы, чтобы придать запах (в чистом виде метан его не имеет). В отличие от пропана метан не сжижается и содержится в баллонах под большим давлением. Они должны иметь повышенную прочность и из-за значительной толщины стенок имеют довольно внушительный вес.

Так же, как и пропан, метан взрывоопасен, однако в гораздо более серьезной концентрации в окружающей среде: более 4,4%. Поскольку он очень легкий, то легко уносится воздушными потоками, так что в угрожающих количествах он может накапливаться только в замкнутых пространствах. В быту метан встречается практически повсеместно: именно он является топливом при использовании бытовых газовых плит.

Преимущества и недостатки метана и пропана

Оба эти газа существенно дешевле бензина, что и является основной причиной их все более широкого применения в качества топлива для двигателей внутреннего сгорания автомобилей. Относительно невысокая стоимость, однако, является далеко не единственным достоинством пропана и метана.

Среди прочих особо следует выделить следующие:

Оба эти газа отличаются высокой степенью экологической безопасности: при сгорании они выделяют в атмосферу существенно меньше вредных веществ, чем бензин или дизельное топливо; И пропан, и метан, можно заправлять в значительных объемах, что существенно продлевает срок езды без дополнительной заправки топливом; Применение в качестве горючего этих газов влечет за собой гораздо более медленный износ двигателя, чем при использовании бензина или солярки (особенно это касается специально приспособленных «под газ» силовых агрегатов).

В то же самое время и пропан, и метан имеют некоторые минусы по сравнению с соляркой и бензином. Прежде всего, следует заметить, что они пока не столь широко используются в качестве топлива, поэтому газовых заправочных станций существенно меньше, да и центров сервисного обслуживания автомобилей с установленным на них газовым оборудованием — тоже. Еще один весьма существенный недостаток — это то, что при переводе автомобиля на газ довольно значительно снижается мощность двигателя.

Если же сравнивать как автомобильное топливо метан и пропан между собой, то картина также получается весьма неоднозначная. Что касается стоимости, то метан существенно дешевле пропана, однако газобаллонное оборудование для него значительно (примерно на 70%) дороже. Таким образом, можно сделать вывод, что переводить автомобиль именно на метан имеет смысл тогда, когда предполагается его длительная и весьма активная эксплуатация. С течением времени за счет более низкой стоимости метана ГБО окупается, и использовать именно этот газ становится практически однозначно выгоднее, чем пропан.

Справедливости ради, следует заметить, что переводить авто именно на метан имеет смысл тогда, когда есть возможность без проблем заправляться этим газом. Дело в том, что «метановых» АЗС пока существенно меньше, чем «пропановых».

К неоспоримым достоинствам метана следует отнести и то, что он намного менее взрывоопасен, чем пропан. Специалисты вообще считают, что благодаря способности очень быстро рассеиваться в атмосфере этот газ вообще является наиболее безопасным среди практически всех других видов топлива. К тому же, следует учитывать и то обстоятельство, что из-за высокой прочности баллонов, используемых для заправки метаном, риск их повреждения при авариях существенно ниже, чем баллонов с пропаном (что, кстати говоря, вполне подтверждается статистикой ДТП).

При этом вес баллона с пропаном намного ниже, чем вес баллона с метаном. За счет того, что он содержится в емкости в сжиженном виде. Благодаря этому в одном и том же объеме его можно запасти существенно больше. Еще одним достаточно серьезным доводом в пользу использования в качестве топлива именно пропана является то, что падение мощности двигателя при его применении вместо бензина составляет всего около 5%, в то время как для метана эта величина составляет от 20% до 30%. 

Некоторые выводы

Таким образом, можно констатировать, что однозначного преимущества нет ни у метана, ни у пропана, и окончательный выбор в пользу одного из этих видов газового топлива должен делать автомобилист, исходя из конкретных условий эксплуатации своего транспортного средства. Метан и дешевле, и безопасней, но ГБО для него обходится дороже, к тому же могут возникнуть проблемы с заправкой и серьезным падением мощности двигателя. Газобаллонное оборудование для пропана дешевле, сам этот газ довольно широко распространен, баллоны с ним весят меньше, однако он и опаснее, и дороже метана. 

Читайте также: Что такое ГБО 4 поколения?.

Видео о метане и пропане

Похожие статьи

avtonov.com



Природный газ для автомобилей (GNV) – Метан

Газ метан, используемый в автомобильных двигателях, - это смесь различных природных газов, содержащая около 85-90% метана, отчего и происходит ее обобщенное обозначение «метан». Природный газ метан в природе (при атмосферном давлении и температуре 20°C) встречается в газообразном виде, то есть его легко можно смешать с воздухом, что позволяет получить однородную смесь, легко сжимаемую в цилиндрах двигателя поршнями, и уменьшить давление на головки. Газовоздушная горючая смесь однородна, без примесей и тяжелых частиц, которые могли бы вступить в реакцию со смазочным маслом во время сгорания и привести к образованию остатков и отложений углерода на головке блока цилиндров. Эти остатки и отложения способствуют изнашиванию механических деталей. Кроме того, не происходит эффекта «смывания» смазываемых поверхностей и не ухудшаются свойства масла, время действия которого за счет этого увеличивается.

Метан не содержит таких элементов, как свинец и другие ароматические вещества, таким образом, во время сгорания не образуются вредные газы, которые, например, образуются при сгорании бензина. Результат сгорания метана в двигателе позволяет уменьшить дым и выхлоп токсичных газов, таких как СО, CO2 и NОx.

Что касается механических свойств, наличие высокого октанового числа (ок. 130) позволяет применять высокую степень сжатия (11-13), что позволяет повысить производительность на 5-10%. Тем не менее, смесь Воздух-Метан представляет на одну единицу объема более низкую теплотворную способность, примерно на 10% ниже, чем происходит в тех же условиях с бензином. Эта ситуация вызывает потерю около 10% мощности, развиваемой двигателем.

Газ метан в естественном состоянии не имеет цвета и запаха, и к нему из соображений безопасности добавляется газ с запахом (меркаптаны). Кроме того, его удельный вес меньше, чем вес воздуха, поэтому он быстрее распространяется в воздухе, характеризуется большей летучестью, а значит подвергается меньшему риску постоянной концентрации взрывоопасной смеси. Температура воспламенения относительно высока – 650 С° (у бензина – 250 C°), а нижний предел взрывчатости 5%. Все эти характеристики свидетельствуют о том, что метан – не только хорошее горючее, но и очень безопасный продукт.

Метан – топливо будущего

Природный газ метан по своим экономическим, энергетическим, физико-химическим и экологическим показателям является очень перспективным видом моторного топлива и его применение дает положительный эффект во многих аспектах, главными из которых являются:

Стоимость метана; Топливная экономичность метанового газового двигателя; Износостойкость метанового газового двигателя; Экологическая безопасность метанового газового двигателя.

Стоимость метана является следствием затрат на его производство. Природный газ извлекается из недр практически без всякой последующей переработки. Это в конечном итоге гарантирует его более низкую стоимость по сравнению с нефтепродуктами и сжиженным углеводородным газом. Кроме того, в целях стимулирования производства этого вида топлива Правительством установлены предельные значения его продажной цены, которая не должна превышать 50% от средней цены бензина А-80.

Топливная экономичность метанового газового двигателя определяется октановым числом топлива и пределом воспламенения топливовоздушной смеси. Благодаря высокой стойкости молекулы метана природный газ имеет наиболее высокое значение октанового числа из всех углеводородных топлив от 105 до 120 единиц, то есть выше, чем у эталона этого показателя – изооктана. Это качество позволяет применять природный газ абсолютно для всех видов находящихся в эксплуатации двигателей с искровым зажиганием. Удельные расходы топлива двигателем тем меньше, чем беднее топливовоздушная смесь, на которой работает двигатель. В смесях бензина с воздухом предельное содержание топлива в 1 кг. воздуха, при котором воспламенение возможно, составляет 54 г. А в предельно бедной метановоздушной смеси это содержание составляет только 40г. Поэтому на режимах, когда от двигателя не требуется развивать максимальную мощность (городское движение) автомобиль, работающий на природном газе значительно экономичнее, чем бензиновый.

Износостойкость метанового газового двигателя вплотную связана с взаимодействием топлива и моторного масла. Природный газ независимо от температуры двигателя всегда остается в газовой фазе, что полностью исключает существующее в бензиновых двигателях явление смывание масляной пленки с внутренней поверхности цилиндров двигателя при холодном запуске, когда топливо поступает в цилиндры, не испарившись. Поэтому долговечность двигателя, работающего на метане, оказывается в 1,4 – 1,6 раза выше, чем у бензинового.

Экологическая безопасность метанового газового двигателя в начале 21 века стала главным фактором, делающим преимущества природного газа в качестве моторного топлива неоспоримым. При применении метана продукты неполного сгорания практически не образуются, т.к. всегда есть избыток кислорода. Окислы азота образуются в меньшем количестве, так как при бедных смесях температура сгорания значительно ниже. Пристеночный слой камеры сгорания содержит меньше топлива при бедных газовоздушных смесях, чем при более богатых бензиновоздушных. Таким образом, при правильно отрегулированном метановом газовом двигателе выбросы в атмосферу угарного газа оказываются в 5-10 раз меньше, чем у бензинового, окислов азота 1,5 - 2,0 раза меньше и углеводородов в 2-3 раза меньше.

Кроме того, при использовании метана значительно снижается выделение так называемых парниковых газов. Содержание углерода в составе метана 75% по весу, а в составе бензина – 85%. Поэтому при полном сгорании природного газа образуется двуокиси углерода (СО2) на 13% меньше, чем бензина.

Нельзя не отметить и ещё одно немаловажное преимущество метана в качестве моторного топлива – его использование позволяет полностью исключить возможности хищения уже заправленного в автомобиль топлива.

По всем вопросам, связанным с установкой газового оборудования на транспортные средства обращаться по телефону: +7(4852)94-12-13

По стоимости газа и условиям заправки обращаться по телефону: +7(4852)33-36-45

Адреса ближайших к г. Ярославлю действующих АГНКС

АГНКС-РЫБИНСК, Ярославская обл., пр. Революции, д.1; АГНКС-ЧЕРЕПОВЕЦ, Вологодская обл., Кирилловское ш., д.53; АГНКС-ИВАНОВО, ул. Станкостроителей; АГНКС-КОСТРОМА, ул. Индустриальная; АГНКС-СЕРГИЕВ-ПОСАД, Московская обл. Московское ш., д.42А; АГНКС-ОРЕХОВО-ЗУЕВО, Московская обл., ул. Северная, 94-й км. Горьковского ш. АГНКС-КОЛОМНА, Московская обл., п. Радужный, 102-й км. Новорязанского ш. АГНКС-МОСКВА-1, 79-й км. МКАД, г. Химки; АГНКС-МОСКВА-2, 72-й км. МКАД, Путилковское ш.; АГНКС-МОСКВА-3, 43-й км. МКАД, д. Дудкино; АГНКС-ВЛАДИМИР, въезд в город со стороны Н.Новгорода; АГНКС- Н.НОВГОРОД-1, Московское ш., д. 269А; АГНКС-Н.НОВГОРОД-2, ул. Ларина; АГНКС-ТВЕРЬ, Борихино поле, д.2; АГНКС-ТУЛА, Тульская обл., Ленинский р-н, Одоевское ш., 9-й км., п. Петровский

www.ytk76.ru

Метан или пропан на авто

Сегодня большинство автомобилистов предпочитают бензиновое топливо. Альтернативой является газовое топливо, которое более экологично, экономит денежные средства и благоприятно сказывается на ресурсах автомобиля. АЗС на сегодняшний день предлагают в наличии и по доступной цене два вида газа: пропан, входящий в пропан-бутановую смесь, и метан.

Функционирование газо-баллонного оборудования существенно проще бензиновой топливной системы. В автомобиль устанавливается металлический баллон, наполненный газом. Газ из него под определенным давлением поступает в редуктор, прогретый охлаждающей жидкостью. Газ испаряется, попадая в дозатор и далее в смеситель. Насыщенный воздухом газ проникает в камеру сгорания, где сгорает полностью, равномерно и медленно, что способствует более тихой и мягкой работе двигателя и уменьшает его шумовой фон на 3-8дБ.

ДВС на газовом топливе отработает в 1,5-2 раза дольше до капитального ремонта.

Содержание статьи

Плюсы и минусы метана в качестве топлива для автомобиля

Автомобиль на метане

Метан – газ природного происхождения, который легче воздуха и при утечке зависает в воздухе и легко перемещается дуновением ветра. Именно метан используют в домашних плитах и дачных котлах обогрева.

Поскольку газ метан не обладает свойством сжижаться, его хранят в баллонах под большим давлением в 200 атм. с утолщенными стенками из композитного сырья или из легированной стали. Подобные баллоны тяжелы, что исключает возможность крепления баллонов для метана на днище автомобиля натяжными лентами. Устанавливаются они на особую конструкционную панель, смонтированную к раме машины несколькими точками креплений. Такая непростая процедура и специальные баллоны для хранения метана значительно увеличивают стоимость перевода автомобиля на метан. Ещё одним неприятным моментом будет невозможность поставить баллон в углубление для запасного колеса.

Баллоны для метана производятся только цилиндрической формы.

Поскольку баллоны для хранения метана производят толстостенными, вес их начинается с 63 кг на 12,5 куб. метров газа внутри. При таком объеме газа в баллоне на обеспечение максимального пробега при одной заправке понадобится установить на автотранспорт минимум три баллона, содержащих метан.

На легковых автомобилях это условие значительно уменьшает полезное пространство багажного отделения. Отзывы об использовании метана на автомобиле гласят, что удобнее и целесообразнее покупать ГБО, работающее на метане, на грузовой и пассажирский автотранспорт. Единственным недостатком будет уменьшение грузоподъемности.

Топливомером газа метана в баллоне является манометр с рабочим давлением от 0 до 400 бар.

Измеряется метан в кубических метрах: 1 куб.м. равен 1,2 литра бензина.

Расход метанового топлива на автомобиле в смешанном цикле:

При бензиновом расходе 10л/100км, расход метана составит 9 куб.м./100км При бензиновом расходе 15л/100км, расход метана составит 15 куб.м./100км

В Европе метановое топливо очень популярно, в частности, за его экологичность. Многие известные европейские автопроизводители предлагают приобрести легковые автомобили, грузовой автотранспорт и пассажирские автобусы на метане с завода. Жителям РФ придётся перегонять такую машину на территорию проживания, поскольку дилеры не продают подобные варианты в центрах. Возможно приобрести подержанный заводской автомобиль на метане. Определяют такие автомобили по добавке в название модели: CNG, NGT, Natural Gas, Eco Fuel, Bi-Fuel. Топливная система в заводских автомобилях на метане двойная: газовая и бензиновая, однако объём бензинового топливного бака в большинстве случаев уменьшают на 10-20 литров для большей вместимости газа.

Установка на автомобиль ГБО с пропаном и его сравнение с метаном

ГБО на пропане

Метан или пропан на авто, что лучше? Более популярное газовое топливо – пропан. Как и бензин, его хранят в жидком агрегатном состоянии. На АЗС предлагают пропан как состав из пропана, бутана и этана. Такая смесь дешевле бензина почти в 2 раза и дешевле метана.

Баллоны для пропана в автомобиле по вместимости газа не уступают объемам бензиновых топливных баков. Они вместительнее, чем баллоны для метана, и изготавливаются не только привычной цилиндрической формы, но и тороидальной, что позволяет скрыть баллон в отделении для запасного колеса.

В РФ слабо развита сфера предоставления метанового топлива потребителю. Владельцам ГБО на метане на своем автотранспорте потребуется удлинять маршрут, поскольку заправочных станций, предлагающих метан, немного.

Пропан, как побочный нефтяной продукт, более популярен в предложении заводов производителей. Заправочных станций, торгующих пропан-бутановой смесью — намного больше, чем продающих метан.

Главный элемент, обеспечивающий нормальную работу ГБО – это газовый редуктор. Его регулировка обязательна не только при покупке газовой системы, но и по мере эксплуатации. Газовые редукторы для автомобиля с ГБО 2-го поколения на пропане нуждаются в обязательной регулировке на автомобилях до 2000-х годов выпуска.

При установке ГБО, работающего на метане или пропане, необходимо ответственно отнестись к выбору места установки и специалистов.

ГБО требует тщательного и частого технический осмотра.

Помимо ежедневной проверки состояния креплений и узлов системы, её герметичности, каждые 15000 км необходимо проверяться на СТО.

Недостатки газового топлива

Заправка авто газом

неприятным недостатком газа будет невозможность завести двигатель на газу зимой при больших отрицательных температурах. Решением станет запуск двигателя автомобиля с бензинового топлива, а по достижению прогрева мотора до 30 градусов подключают ГБО; страдает мощность двигателя, она уменьшается на 7-10% с использованием пропана и на 20% при использовании метана; существенный недостаток – опасность газового топлива. Опасна именно утечка газа при повреждении баллона или несвоевременной проверке технического состояния системы. Не меньшую опасность, при исправном состоянии ГБО, представляют аварии с участием автомобилей на газовом топливе; большой вес баллонов сокращает грузоподъемность автотранспорта. Ресурс багажного отделения легковых автомобилей значительно уменьшается при оборудовании его несколькими газовыми емкостями. Для метана, в отличие от пропана, не изготавливают баллонов тороидальной формы, которые подходят в отделение для запасного колеса; цена монтажа ГБО на пропане на автомобиль в специальных центрах немалая. Метановое ГБО будет стоить чуть дороже. Так же возникнет необходимость перерегистрации документов на автомобиль с учетом внесения изменений в топливную систему; газовые заправки в нашей стране не настолько хорошо развиты, как бензиновые.

Установка ГБО на автомобиль – подведём итоги

Пропан или метан: что выбрать

Многие автовладельцы сейчас задумываются о переходе на газовое топливо вместо бензинового или дизельного. С одной стороны, газ хорошо экономит как денежные ресурсы, так и ресурсы агрегатов автомобиля. С другой стороны, чем человечество будет пользоваться, когда на Земле закончится нефть?

ГБО, работающее на метане, экологично и экономично. За счёт тяжелых баллонов небольшой емкости, устанавливают такое оборудование обычно на габаритный автотранспорт большой грузоподъемности, поскольку баллонов потребуется более трёх и они значительно уменьшат полезную нагрузку автомобиля.

Главным преимуществом метанового топлива является экономичность его расхода и стоимости по сравнению с бензином и пропаном. Однако придётся потратиться на дорогостоящую установку ГБО на метане на автомобиль.

Чтобы начать экономить средства на газовом горючем придётся проехать более 40 тысяч км.

Пропановое топливо более развито в сети АЗС, баллоны для его хранения весят меньше и потребуется только один, чтобы уменьшить почти в 2 раза бензиновый расход легкового автомобиля.

Безопасная установка и эксплуатация ГБО на автотранспорт требует квалифицированных знаний и более частого технического осмотра, нежели бензиновая топливная система.

Подробнее о  системах ГБО для автомобилей, их особенностях и недостатках — смотрите в видео на нашем сайте.

mytopgear.ru

Метан как перспективное ракетное горючее — Будущее уже наступило…

Вопрос снижения стоимости запусков ракет-носителей стоял всегда. Во времена космической гонки СССР и США мало задумывались о затратах — престиж страны стоил неизмеримо дороже. Сегодня сокращение расходов «по всем фронтам» стало общемировым трендом. Топливо составляет всего 0,2…0,3% от стоимости всей ракеты-носителя, но кроме стоимости топлива важен еще такой параметр, как его доступность. А здесь уже есть вопросы. За последние 50 лет список жидких горючих, широко использующихся в ракетно-космической отрасли мало изменился. Давайте же их перечислим: керосин, водород и гептил. Каждое из них имеет свои особенности и по-своему интересно, но у всех есть хотя бы один серьёзный недостаток. Вкратце рассмотрим каждое из них.

Начал применяться ещё в 50-х годах и остаётся востребован и по сей день — именно на нём летают наша Ангара и Falcon 9 от SpaceX. Обладает множеством преимуществ, среди которых: высокая плотность, низкая токсичность, обеспечивает высокий удельный импульс, пока что приемлемая цена. Но производство керосина сегодня сопряжено с большими трудностями. Например, ракеты Союз, которые делают в Самаре, сейчас летают на искусственно созданном горючем, потому что изначально для создания керосина для этих ракет использовались только определенные сорта нефти из конкретных скважин. В основном это нефть Анастасиевско-Троицкого месторождения в Краснодарском крае. Но нефтяные скважины истощаются, и ныне используемый керосин является смешением композиций, которые добываются из нескольких скважин. Заветную марку РГ-1 получают с помощью дорогостоящей перегонки. По оценкам экспертов, проблема дефицита керосина будет только усугубляться.

«Ангара 1.1» на керосиновом двигателе РД-193

Сегодня водород, наряду с метаном, является одним из самых перспективных ракетных горючих. На нём летает сразу несколько современных ракет и разгонных блоков. В паре с кислородом он (после фтора) выдаёт самый высокий удельный импульс и для использования в верхних ступенях ракеты (или разгонных блоках) подходит идеально. Но чрезвычайно низкая плотность не позволяет в полной мере использовать его для первых ступеней ракет. Есть у него ещё один недостаток — высокая криогенность. Если ракета заправлена водородом, то он находится при температуре около 15 кельвинов (-258 по Цельсию). Это приводит к дополнительным затратам. Если сравнивать в керосином, то доступность водорода достаточно высока и его получение не является проблемой.

«Delta-IV Heavy» на водородных двигателях RS-68A

Он же НДМГ или несимметричный диметилгидразин. У этого горючего всё ещё остаются сферы применения, но оно постепенно отходит на задний план. И причиной тому его высокая токсичность. Он обладает почти такими же, как керосин энергетическими показателями и является высококипящим компонентом (хранение при комнатной температуре) и, поэтому, в советское время использовался достаточно активно. Например, ракета Протон летает на высокотоксичной паре гептил+амил, каждый из которых способен убить человека, вдохнувшего по неосторожности их пары. Использование таких топлив в современное время неоправдано и является неприемлемым. Горючее находит применение в спутниках и межпланетных зондах, где оно, к сожалению, незаменимо.

«Протон-М» на гептиловых двигателях РД-253

Но есть ли топливо, которое удовлетворит всех и будет стоить дешевле всех? Возможно, это метан. Тот самый голубой газ, на котором некоторые из вас сегодня готовили пищу. Предлагаемое горючее является перспективным, активно осваивается другими отраслями промышленности, обладает более широкой сырьевой базой по сравнению с керосином и низкой стоимостью — это является важным моментом, учитывая прогнозируемые проблемы производства керосина. Метан как по плотности, так и по эффективности находится между керосином и водородом.  Способы получения метана многочисленны. Главный источник метана природный газ, который состоит на 80..96% из метана. Остальное — это пропан, бутан и другие газы того же ряда, которые можно вообще не удалять, они очень схожи по свойствам с метаном. Другими словами, можно просто сжижать природный газ и использовать его как ракетное топливо. Метан можно получать и из других источников, например, переработкой отходов животноводства. Возможность использования метана в качестве ракетного топлива рассматривается уже на протяжении десятков лет, однако сейчас есть только стендовые варианты и  экспериментальные образцы таких двигателей. Например, в химкинском  НПО «Энергомаш» исследования в части использования сжиженного газа в двигателях велись с 1981 года. Прорабатываемая сейчас в «Энергомаше» концепция предусматривает разработку однокамерного двигателя тягой в 200 т на топливе «жидкий кислород — сжиженный метан» для первой ступени перспективного носителя легкого класса.  Космическая техника ближайшего будущего обещает быть многоразовой. И тут открывается ещё одно преимущество метана. Он криогенный, а, значит, достаточно нагреть двигатель хотя бы до температуры -160 по Цельсию (а лучше выше) и двигатель сам освободится от компонентов топлива. По мнению специалистов он более всего подходит для создания многоразовых ракет-носителей. Вот что о метане думает главный конструктор НПО «Энергомаш»Владимир Чванов:

— Удельный импульс у двигателя на СПГ высокий, но это преимущество нивелируется тем, что у метанового топлива меньшая плотность, поэтому в сумме получается незначительное энергетическое преимущество. С конструкционной точки зрения метан привлекателен. Чтобы освободить полости двигателя, нужно только пройти цикл испарения — то есть двигатель легче освобождается от остатков продуктов. За счет этого метановое топливо более приемлемо с точки зрения создания двигателя многоразового использования и летательного аппарата многоразового применения.

Ещё один довод в пользу использования метана — возможность добывать его на астероидах, планетах и их спутниках, обеспечивая возвращаемые миссии топливом. Там намного легче добывать метан, чем керосин. Естественно, о возможности привозить топливо с собой не может быть и речи. Перспектива таких дальних миссий, весьма отдалённая, но некоторые работы уже ведутся.

Так почему же метан в России так и не стал практически используемым горючим? Ответ достаточно прост. С начала 80-х в СССР, а потом и в России не было создано ни одного нового ракетного двигателя. Все российские «новинки» — это модернизация и переименование советского наследия. Единственный честно созданный комплекс — «Ангара» — с самого начала планировался как керосиновый транспорт. Его переделка обойдётся в копеечку. Вообще, Роскосмос постоянно отклоняет метановые проекты потому, что там связывают «добро» на хотя бы один подобный проект с «добром» на полную перестройку отрасли с керосина и гептила на метан, что считается долгим и дорогостоящим мероприятием.

На данный момент есть несколько компаний, заявляющих о скором использовании метана в своих ракетах. Двигатели, которые создаются :

FRE-1 / Firefly Space Systems Blue Engine 4 (BE-4) / Blue Origin С5.86 / КБХМ им. Исаева Раптор / SpaceX РД-196 ? / НПО «Энергомаш» РД0162 / Конструкторске бюро химавтоматики

Верный путь к применению метана это создание нового ракетного комплекса (то есть новой ракеты), в котором просто не найдётся применения «старым» двигателям. На данный момент существуют такие комплексы на метановом топливе, но пока только в стадии эскизных проектов.

Как ожидается, новая ракета придет на смену тяжелым ракетам-носителям Atlas V и Delta IV, производимым ULA. Сообщается, что Vulcan станет более дешевым в эксплуатации, чем его предшественники. Кроме того, на нем будут установлены исключительно американские двигатели, а не российские РД-180, как в ракете Atlas V. В новой ракете ULA собирается использовать на первой ступени агрегаты Blue Engine 4 компании Blue Origin. Также ожидается, что эти двигатели могут быть повторно использованы после их приземления при помощи защитных щитов (для предотвращения перегрева от трения при падении в атмосфере) и парашютов. Vulcan будет собираться по модульному принципу и будет включать в себя 12 ракет среднего и тяжелого классов с различными возможностями по выводу полезной нагрузки на орбиту.

Первый пуск нового носителя запланирован на 2019 год.

Vulcan Heavy / ULA

Ракетно-космический комплекс «Рикша» был разработан в КБ имени академика В.П.Макеева в 90-е годы, когда все бывшие советские КБ выживали как могли. Для данной ракеты-носителя предлагается три вида старта: стационарный (основной вариант), мобильный, морского базирования. Комплекс «Рикша» включает в себя семейство двухступенчатых ракет-носителей легкого класса на криогенных компонентах топлива. Ракетные блоки оснащаются двигателями (по одному на каждом блоке) РД-182 (модификация двигателя РД-120, дорабатываемого под горючее — СПГ). Вторая ступень с двигателем РД-185 многократного включения унифицирована для всех ракет.

На данный момент проект фактически забыт.

«Рикша» / КБ имени академика В.П.Макеева

В настоящее время ходят слухи о скором начале разработки новой российской ракеты сверхтяжёлого класса, которая будет работать на метане. Соответствующие проекты представили сразу несколько предприятий, среди которых РКК «Энергия», разработавшая в своё время ракету «Энергия» и ЦСКБ «Прогресс», разработчики ракеты «Союз-2».

«Вулкан» на базе ракеты-носителя «Энергия» / РКК «Энергия»

Ракета компании Лин Индастриал. Разработку ракеты-носителя, которая сможет выводить на низкую околоземную орбиту груз около 90 кг, и использующую в качестве топлива сжиженный природный газ, Лин Индастриал начал по просьбе КБХМ им. А.М.Исаева. Кроме того, компания заинтересована в создании более грузоподъёмного варианта, способного вывести на низкую околоземную орбиту 710-715 кг. Таким образом, у ракеты, названной в честь залива и города на Сахалине, где построен первый российский завод по производству СПГ, есть большие перспективы постепенно развиться из сверхлегкой в легкую и тем самым закрыть значительную часть рынка запусков лёгких спутников.

Анива / Лин Индастриал

Компания SpaceX, образованная немногим более 10 лет назад, готовит новый транспорт для осуществления своих марсианских амбиций. Никто не утверждает, что это произойдёт в ближайшие годы, но лет через 10 компания Илона Маска точно представит публике что-то подобное. Что бы не готовилось в недрах SpaceX, оно будет работать на метане. Проблема этого проекта в том, что ещё не исчерпана возможность модернизации главной ракеты компании — Falcon 9. Очевидно, что боковых ускорителей может быть не два, как в Falcon Heavy, а шесть. Тогда грузоподъёмность носителя возрастает с 53 тонн как у Falcon Heavy, до 130, а этого более чем достаточно для осуществления амбиций компании.

Falcon X / Falcon XX / SpaceX Фан-арт приземления Falcon X (R) / SpaceX

В 2007 году при поддержке Alliant Techsystems компания XCOR Aerospace произвела испытания метанового двигателя на основе двигателя для лунного корабля Crew Exploration Vehicle из ныне закрытого проекта Orion.

Испытания 16 января 2007 в пустыне Мохаве / XCOR AerospaceЕсть ещё множество проектов метановых двигателей и ракет на этапах эскизных проектов или экспериментальных отработок.

Метан на данный момент — одно из самых перспективных горючих для ракетной техники. Есть все основания полагать, что будущее у него будет безоблачным, но его мировая экспансия произойдёт не сразу, а только через некоторое время.

Источник

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

elonmusk.su

rss