氧甲烷燃料的主要优缺点:
1、比冲虽然依然跟液氧液氢没得比,但略高于液氧煤油(365到380左右,液氧煤油355左右);
2、完全没有积碳结焦,维护很方便,发动机只要不烧坏基本无限用,会提高火箭回收再利用的效率,省了清理工作,是可回收火箭的最优选择;
3、煤油分子结构复杂,在别的星球上非常不容易找到,但甲烷在别的星球上却很容易找到或者合成,比如土卫六上就有液态甲烷形成的湖泊,同时它的制备难度也比较低,天然气直接提纯液化就行了;
4、液氧(-182)和甲烷(-162)的保存温度/沸点非常接近,难度远低于液氧和液氢(-253),后者在火箭中的贮存是个极其棘手的问题;(但不如煤油)。
5、液态甲烷密度为422千克/立方米,远高于液氢的71千克/立方米,同等质量/能量燃料需求体积降低很多;(但不如煤油的840千克/立方米)。
6、液态甲烷的沸点远高于氢,与液态氧气的沸点比较接近,保存难度更低。并且液态甲烷的密度也比液态氢大,能够在有限的空间内存储更多的燃料。
7、设计难度并不大,可以沿用液氧煤油发动机那一套成熟体系。难度也低于液氧液氢发动机,毕竟液氢密度低,燃烧时对发动机涡轮泵的转速要求实在太高了;
8、总体上,它的发动机难度略高于液氧煤油,但总体上比液氧液氢简单,也很有可行性;
9、采用甲烷燃料的火箭发动机与氢氧火箭发动机相比,前者发动机的设计难度更低,基本上可以沿用液氧煤油那一套成熟的发动机体系,不用过多地改动。
10、燃料级液态甲烷的制备难度并不高,成本低于液氢生产线、火箭煤油生产线和昂贵的联胺/固体燃料;
11、从理论上讲,适合人类星际探索时资源的原位利用。因为甲烷在其他星球上并不罕见,冥王星和土卫六泰坦上,那是深不见底的甲烷海啊
液氧主要的三大用途:
(1)在国防工业中,液氧是现代火箭中最好的助燃剂,在超音速飞机中也需要用液氧作氧化剂。可燃物质浸渍液氧后具有强烈的爆炸性,可制作液氧炸药。因此,氧气与现代国防工业的发展密切相关。
(2)在冶金工业中,在炼钢过程中吹以高纯度液氧,液氧便和碳及磷、硫、硅等起氧化反应。这不但降低了钢的含碳量,还有利于清除磷、硫、硅等杂质。而且,氧化过程中产生的热量足以维持炼钢过程所需的温度。因此,吹氧不但缩短了冶炼时间,同时提高了钢的质量。因此,制氧工业对发展钢铁工业有着重要的意义。
(3)液氧在化学工业在生产合成氨时,氧气主要用于原料气的氧化,例如重油的高温裂化,以及煤粉的气化等,以强化工艺过程,提高化肥产量。此外,液氧在金属切割及焊接。医疗事业等许多方面也有着广泛的用途。