液氧甲烷发动机优缺点

近年来，随着星际旅行概念的兴起，以液氧甲烷作为燃料的运载技术成为了商业的宠儿。液氧甲烷发动机是具有无毒环保、高可靠、高性能、低成本、易操作、可重复使用等特点的发动机，代表了航天主动力技术的发展方向。那么液氧甲烷发动机优缺点有哪些呢？由于甲烷是可燃易爆气体，在储存加注时，为防止泄漏积聚的甲烷浓度过高，需要在现场安装使用甲烷泄漏浓度检测报警仪器，以免发生事故。

液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，会提高回收再利用的效率，省了清理工作，是可回收的最优选择；
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、采用甲烷燃料的发动机与氢氧发动机相比，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、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。

液氧甲烷燃料不像有毒燃料那样有毒，也不像液氧和煤油那样容易结焦。虽然比冲不如液氧和液氢高，但甲烷的密度比液氢高得多，可以用更小的燃料箱来储存燃料，可以为可回收打下基础。与液氧和液氢相比，液氧和甲烷还有一个优点：燃料之间的温差较小。甲烷的沸点为—161.5℃，冰点为—182.5℃。，甲烷的温度可以保持在—182℃，液氧的温度可以保持在—183℃。温差只有1°C。这也是非常容易存储在。它不像液氧和液氢，液氢意外地将液氧冻结成固体。而且，甲烷比液氢便宜，而且甲烷也曾在外星球上被探测到，所以相比液氢和液氧，液氧甲烷的发射成本更低，甚至可以用来探测火星，因此成为航天公司的“宠儿”。

以采用进口高精度气体传感器的BSA/QT-BJ固定在线式甲烷检测报警仪为例，可以同时检测并显示甲烷CH4的浓度值，超标声光报警，并联锁自动控制排气风机的启停，测量数据结果可通过分线制4-20 mA模拟信号量或总线制RS 485（Modbus RTU）数字量信号以及无线模式传输，通过ERUN-PG36E气体报警控制器在值班室实时显示甲烷的浓度值，并相应的触发报警动作。