BE-4

BE-4 (Blue Engine 4)^[3] — рідинний ракетний двигун замкнутої схеми, що розробляє американська компанія Blue Origin. Головне призначення ВЕ-4 — встановлення в кількості семи одиниць на першому ступені ракети-носія New Glenn, що також розробляє Blue Origin. Цей перший ступінь має спроможність вертикального приземлення і багаторазового використання.

BЕ-4
Перший двигун BЕ-4 у транспортній люльці[2]
Країна походження	США
Проєктувальник	Blue Origin
Виробник	Blue Origin
Призначення	перший ступінь космічних ракет
Пов'язані РН	Вулкан New Glenn
Попередник	BE-3
Статус	розробляється
Рідинний двигун
Паливо	рідкий кисень / рідкий метан
Продуктивність
Тяга на рівні моря	2,4 MН (550'000 lbf)
Тиск камери	13,4 МПа
Питомий імпульс на рівні_моря	c
Тривалість роботи	c

Однією з особливостей BE-4 є використання зрідженого природного газу метану, а не інших ракетних палив. Цей новий підхід дозволяє використовувати у бакові з пальним так званий «аутогенний тиск», що виникає від випаровування зрідженого палива. Це корисно, тому що у порівнянні, наприклад, з використанням гасу як пального усувається потреба в дорогих і складних системах нагнітання додаткового газу (гелію), який би створював невеликий надлишковий тиск у баці для нормального режиму роботи насосів живлення турбонасосного агрегату. А також, зменшуються проблеми із термоізоляцією і спрощується конструкція ТНА у порівнянні з використанням як пального рідкого водню (двигун BE-3). Окисником на ВЕ-4 буде рідкий кисень.

ВЕ-4 здатний до повторних увімкнень під час польоту і розрахований на 25 запусків ракет і їх приземлень^[4].

Історія розвитку

Blue Origin почала роботу над BE-4 у 2011 році. Компанія не анонсувала свій новий двигун публіці до вересня 2014 року^[5]. Спочатку планувалося, що ВЕ-4 буде встановлюватися лише на власній ракеті New Glenn, що розробляється Blue Origin, але потім виявилося, що він також може бути встановленим на новій ракеті Вулкан від United Launch Alliance (ULA)^[6]. Ця ракета повинна замінити ракету Atlas V, на якій встановлені російські двигуни РД-180, подальше застосування яких ускладнилося через Міжнародні санкції щодо Росії^[4].

Деякий час планувалося другий ступінь New Glenn оснащати одним ВЕ-4 Vacuum^[7]. Однак, для того, щоб зменшити витрату часу на розробку додаткової версії двигуна, компанія вирішила замінити його на 2 одиниці BE-3U. За їхніми розрахунками, вакуумна версія BE-3 матиме більший питомий імпульс. Про це повідомили у березні 2018 року^[5].

З квітня 2015 роботи по розробці BE-4 проводилися за двома паралельними програмами. Перша програма — це тестування повномасштабної версії силового блоку двигуна, встановлення клапанів і турбонасосів, що забезпечуватимуть правильну суміш палива/окислювача для інжекторів та камери згоряння. Друга програма — тестування версій інжекторів двигуна^[8]. Компанія планувала провести повномасштабні випробування всього двигуна після 2016 року і повністю завершити його розробку у 2017 році.

До вересня 2015 року Blue Origin провела більш ніж 100 тестів багатьох елементів ВЕ-4, включаючи газогенератор та регенеративне охолодження камери згоряння з використанням багатьох інжекторів. Ці тести були проведені для підтвердження теоретично спрогнозованих процесів теплообміну та стабільності горіння, а дані були використані для вдосконалення дизайну двигуна^[9]. У 2015 році під час випробування силового блоку стався вибух на тестовому стенді. Після цього компанія побудувала ще два більших стенда для випробувань, що спроможні витримувати тягу у 2,2 МН^[10].

У січні 2016 року компанія повідомила про намір провести повне випробування двигуна до кінця 2016 року^[11] Після відвідування фабрики в березні 2016 року журналіст Ерік Бергер зазначив, що «велика частина фабрики Blue Origin виділена під розробку ВЕ-4».^[4].

У лютому 2016 року Повітряні сили США повідомили про контракт, який передбачає часткове фінансування проєкту ULA на суму до $202 млн з метою підтримки використання двигуна BE-4 на ракеті Вулкан^[12].

Перший ВЕ-4 був повністю зібраний у березні 2017 року^[13] Тоді ж ULA повідомила, що вважає економічний ризик від впровадження нового двигуна відсутнім, а про позбавлення від технічного ризику можна буде говорити після завершення серії випробування роботи двигуна у грудні 2017 року.^[11] 13 травня 2017 року Blue Origin повідомила, що вийшов з ладу набір обладнання для силового блоку.^[14]

Перший робочий тест на 50 % тяги тривалістю 3 секунди провели в жовтні 2017 року^[15].

30 червня 2023 року, згідно повідомлення CNBC, один із потужних ракетних двигунів BE-4 компанії Blue Origin зазнав серйозної несправності під час випробувань на своєму заводі в Західному Техасі (США), в результаті чого двигун вибухнув приблизно через 10 секунд після початку випробування. Вибух знищив двигун і сильно пошкодив інфраструктуру випробувального стенда, ніхто з персоналу не постраждав^[16].

Виготовлення двигунів

У липні 2017 року компанія заявила, що будуватиме новий об'єкт у Гантсвілл (Алабама), де і будуть виготовляти ВЕ-4^[17]. Раніше виробництво здійснювалося в Кенті (Вашингтон)^[18]. Тестування ВЕ-4, а також відновлення його після польоту для подальшого використання, буде здійснюватися компанією на об'єкті під назвою «Exploration Park», що знаходиться у Флориді. У нього Blue Origin інвестувала $200 млн^[19].

Див. також

• Порівняння орбітальних ракетних двигунів^[en]
• Raptor (ракетний двигун)