BE-4

Одной из самых инновационных особенностей BE-4 является использование сжиженного природного газа (метана) вместо керосина в качестве горючего. Это первый двигатель компании (и один из немногих в мире), работающий на жидком кислороде и жидком метане.

Этот новый подход позволяет использовать автогенный наддув, то есть использование газообразного топлива для создания выталкивающего давления в баках с этим топливом. Это выгодно, поскольку устраняет необходимость в дорогостоящих и сложных системах наддува, которые требуют хранения под давлением такого газа, как гелий.Кроме того, сжиженный природный газ, в отличие от керосина, не оставляет побочных продуктов горения в виде сажи.

BE-4 рассчитан на долгий срок службы и высокую надёжность, частично благодаря тому, что двигатель является «среднепроизводительной версией высокопроизводительной архитектуры»^[6].

Blue Origin начал работу над BE-4 в 2011 году.Впервые о разработке было объявлено общественности в сентябре 2014 года^[8] в издании Space News^[9], где сообщалось, что крупный американский производитель ракетной техники United Launch Alliance выбрал BE-4 в качестве основного двигателя для своей новой ракеты-носителя^[9].

В начале 2015 года компания также заявила о намерении начать полномасштабные испытания двигателя в конце 2016 года и завершить разработку в 2017 году^[10].По состоянию на апрель 2015 разработка двигателя включала две параллельные программы. Первая предполагала отработку полномасштабных версий силового пакета BE-4, набора клапанов и турбонасосов, которые обеспечивают надлежащее смешивание топлива/окислителя для форсунок и камеры сгорания. Вторая заключалась в отработке уменьшенных версий распылительных головок.

К сентябрю 2015 года компания завершила более 100 испытаний компонентов BE-4, включая бустерный насос и «камеру сгорания с рекуперативным охлаждением, использующую несколько полномасштабных распылительных головок». Испытания были проведены для проверки теоретических моделей «производительности распылительной головки, теплообмена и устойчивости горения», а собранные данные использовались для уточнения конструкции двигателя^[11]. В 2015 году во время одного из испытаний на испытательном стенде произошёл взрыв, после чего компания построила два более крупных стенда для проверки двигателя с полной тягой 2200 кН^[12].

Хотя все части BE-4 и первые двигатели, предназначенные для испытаний, были изготовлены в штаб-квартире Blue Origin в Кенте, штат Вашингтон, место производства BE-4 к 2016 году ещё не было определено. Испытания и поддержка многоразовых BE-4 будет проводиться на пусковой площадке компании в Эксплорейшн Парк^[англ.] во Флориде, где Blue Origin инвестирует в инфраструктуру более $200 млн^[7].

В январе 2016 года компания Blue Origin объявила, что намерена начать испытание двигателей BE-4 на наземных стендах до конца этого года^[13]. После посещения в марте 2016 журналист Эрик Бергер отметил, что большая часть фабрики Blue Origin была передана для разработки Blue Engine-4^[6].

Первый двигатель был полностью собран в марте 2017 года^[14].Также в марте United Launch Alliance объявил, что экономический риск выбора варианта был сведён на нет, но технический риск по проекту остаётся до тех пор, пока в 2017 году не будет завершена серия огневых испытаний двигателя^[15]. 13 мая 2017 года Blue Origin потеряла один двигатель в результате происшествия во время испытаний^[16].

Первый тестовый двигатель BE-4 был поставлен ULA 1 июля 2020 года, второй планируется поставить до конца месяца^[17].

В 2016 году BE-4 рассматривался для использования на двух находящихся в разработке ракет-носителей, в то время как модифицированную версию BE-4 планировали использовать в американском экспериментальном военном космическом ракетоплане.

Blue Origin указала, что после завершения разработки она намерена сделать двигатель коммерчески доступным для сторонних компаний, а также планирует использовать двигатель в новой орбитальной ракете Blue Origin^[18]. В марте 2016 года стало известно, что компания Orbital ATK исследует вопрос об использовании BE-4 на своих ракетах-носителях^[6].

Замена ракеты Атлас-5

В конце 2014 года Blue Origin подписал соглашение с United Launch Alliance (ULA), чтобы совместно развивать двигатель BE-4 и использовать его на ракете «Вулкан» (Vulcan), которая планируется в качестве преемника ракеты-носителя Атлас-5, отказавшись тем самым от двигателя РД-180 российского производства^[9].На «Вулкане» будет установлено два двигателя BE-4 первой ступени с тягой 2,4 МН каждый. Программа стартовала в 2011 году^[3][19][8].

Сообщение о партнёрстве с ULA появилось после нескольких месяцев неопределённости относительно будущего российского двигателя РД-180, который используется в ракете ULA "Атлас-5" уже дольше десятилетия. Появились геополитические трудности, вызвавшие серьёзную озабоченность по поводу надёжности поставок российского двигателя^[18]. ULA считало, что первый запуск новой ракеты состоится не ранее 2019 года^[8][9].

До начала 2015 года BE-4 в качестве замены двигателя РД-180 конкурировал с двигателем AR1 компании Aerojet Rocketdyne. В отличие от двигателей AR1 и РД-180, которые работают на керосине, топливом для BE-4 является метан^[20].

В феврале 2016 года ВВС США заключили контракт, предусматривающий частичное финансирование развития ULA в объёме 202 млн долл. для поддержки использования двигателя BE-4 на РН «Вулкан»^[21][22].Первоначально будет выплачено 40,8 млн долл., ещё 40,8 млн будет вложено в дочернюю компанию ULA для разработки BE-4 для ракеты «Вулкан»^[23].

До 536 млн долл. будет вложено и в Aerojet Rocketdyne, для разработки двигателя AR-1, в качестве альтернативного для ракеты «Вулкан»^[21].Безос, однако, отмечает, что ракета-носитель «Вулкан» разрабатывается под двигатель BE-4, замена его на AR1 вызовет значительные задержки и потребует больших затрат со стороны ULA^[7].Схожее заявление было сделано также руководителями ULA, которые уточнили, что BE-4, вероятно, будет стоить на 40 % меньше, чем AR1, а также то, что «Безос имеет возможность самостоятельно принимать быстрые решения относительно BE-4, тогда как AR1, напротив, сильно зависит от поддержки правительства США, и у Aerojet Rocketdyne есть нужные связи для получения этой поддержки»^[24].

2 двигателя BE-4 успешно отработали при запуске ракеты «Вулкан», осуществлённом 8 января 2024 года.

Двигатель для XS-1

В 2014 году Boeing получил заказ от управления DARPA на разработку и постройку многоразового космического корабля XS-1^[англ.] и планировал, в сотрудничестве с Blue Origin, использовать на корабле модификацию двигателя BE-4. XS-1 должен был разгоняться до гиперзвуковых скоростей на границе земной атмосферы, чтобы обеспечить вывод полезного груза на орбиту.^[25][26]

Орбитальная ракета «New Glenn»

Двигатель планируется использовать на двухступенчатой ракете для орбитальных полётов «Нью Гленн» (New Glenn, диаметром 7 м с дополнительной третьей и многоразовой первой ступенью. Первый запуск этой ракеты планировалось произвести в 2021 году^[27][28], но в феврале 2021 года он был отложен до 2023^[29].

На первой ступени (многоразовой, с вертикальной посадкой) будет установлено семь двигателей BE-4. Вторая ступень того же диаметра будет использовать один двигатель BE-4, оптимизированный для работы в вакууме. Вторая ступень будет одноразовой^[30].

• Тяга (на уровне моря): 2,4 МН при полной мощности, что равно 244.7 тс.^[8];
• Давление в камере: 13,4 МПа.^[6];
• Возможность повторного использования^[6];
• Расчётное число пусков: 25^[6];
• Повторный запуск в течение одного полёта^[12].

• BE-3^[англ.]
• Raptor (ракетный двигатель)
• Сравнение орбитальных ракетных двигателей

• Энергомаш: У американского аналога РД-180 долгий путь к эксплуатации на ракетах // Взгляд, 20 октября 2017
• Производитель РД-180 признал отставание России от США в ракетных двигателях // Лента. Ру, июнь 2018
• Затухающая песня. США «убили» производство двигателя РД-180 в России // hi-tech.mail.ru, 23 июля 2020

• ULA February 2016 statement following US Air Force partial-funding of BE-4 development // ulalaunch.com /вебархив/
• BE-4 in Transport Cradle в Twitter