Chimicamente, un idrocarburo propellente è meno efficiente rispetto a combustibile a idrogeno, perché idrogeno rilascia più energia per unità di massa durante la combustione, consentendo una maggiore velocità di scarico. Questo è, in parte, il risultato dell’elevata massa di atomi di carbonio rispetto agli atomi di idrogeno. I motori a idrocarburi sono anche tipicamente ricchi di carburante, che produce un po ‘ di CO invece di CO2 come conseguenza della combustione incompleta, anche se questo non è unico per i motori a idrocarburi, poiché i motori a idrogeno sono anche tipicamente ricchi di carburante per le migliori prestazioni complessive. Alcuni motori russi eseguono i loro preburner turbopompa ricchi di ossigeno, ma la camera di combustione principale è ancora ricca di carburante. Tutto sommato, i motori a cherosene generano un Isp nell’intervallo da 270 a 360 secondi, mentre i motori a idrogeno raggiungono da 370 a 465 secondi.

Durante lo spegnimento del motore, il flusso di carburante va a zero rapidamente, mentre il motore è ancora abbastanza caldo. Il combustibile residuo e intrappolato può polimerizzare o addirittura carbonizzare in punti caldi o in componenti caldi. Anche senza punti caldi, i combustibili pesanti possono creare un residuo di petrolio, come si può vedere nei serbatoi di benzina, diesel o jet fuel che sono stati in servizio per anni. I motori a razzo hanno cicli di vita misurati in minuti o addirittura secondi, impedendo depositi veramente pesanti. Tuttavia, i razzi sono molto più sensibili a un deposito, come descritto sopra. Pertanto, i sistemi di cherosene generalmente comportano più teardown e revisioni, creando operazioni e spese di manodopera. Questo è un problema per i motori spendibili, così come quelli riutilizzabili, perché i motori devono essere alimentati a terra un certo numero di volte prima del lancio. Anche i test a flusso freddo, in cui i propellenti non sono accesi, possono lasciare residui.

Al rialzo, al di sotto di una pressione della camera di circa 1.000 psi (7 MPa), il cherosene può produrre depositi di fuliggine all’interno dell’ugello e del rivestimento della camera. Questo agisce come uno strato isolante significativo e può ridurre il flusso di calore nella parete di circa un fattore due. La maggior parte dei moderni motori a idrocarburi, tuttavia, funziona al di sopra di questa pressione, quindi questo non è un effetto significativo per la maggior parte dei motori.

I recenti motori a idrocarburi pesanti hanno modificato componenti e nuovi cicli operativi, nel tentativo di gestire meglio il carburante rimasto, ottenere un cooldown più graduale o entrambi. Questo lascia ancora il problema del residuo di petrolio non dissociato. Altri nuovi motori hanno cercato di aggirare il problema del tutto, passando a idrocarburi leggeri come metano o gas propano. Entrambi sono volatili, quindi i residui del motore evaporano semplicemente. Se necessario, solventi o altri purganti possono essere eseguiti attraverso il motore per terminare la dispersione. La spina dorsale del carbonio a catena corta del propano (una molecola C3) è molto difficile da rompere; il metano, con un singolo atomo di carbonio (C1), tecnicamente non è affatto una catena. I prodotti di degradazione di entrambe le molecole sono anche gas, con meno problemi dovuti alla separazione di fase e molto meno probabilità di polimerizzazione e deposizione. Tuttavia, il metano (e in misura minore il propano) reintroduce gli inconvenienti di gestione che hanno spinto i cheroseni in primo luogo.

La bassa pressione di vapore dei cheroseni dà sicurezza agli equipaggi di terra. Tuttavia, in volo il serbatoio del cherosene ha bisogno di un sistema di pressurizzazione separato per sostituire il volume di carburante mentre drena. Generalmente, questo è un serbatoio separato di gas inerte liquido o ad alta pressione, come azoto o elio. Questo crea costi e peso aggiuntivi. I propellenti criogenici o volatili generalmente non necessitano di un pressurizzatore separato; invece, alcuni propellenti vengono espansi (spesso con il calore del motore) in gas a bassa densità e ricondotti al serbatoio. Alcuni progetti di propellente altamente volatili non hanno nemmeno bisogno del ciclo del gas; parte del liquido si vaporizza automaticamente per riempire il proprio contenitore. Alcuni razzi utilizzano gas da un generatore di gas per pressurizzare il serbatoio del carburante; di solito, questo è scarico da una turbopompa. Anche se questo consente di risparmiare il peso di un sistema a gas separato, il loop deve ora gestire un gas caldo e reattivo invece di uno fresco e inerte.

Indipendentemente dai vincoli chimici, RP-1 ha vincoli di fornitura a causa delle dimensioni molto ridotte dell’industria dei veicoli di lancio rispetto ad altri consumatori di petrolio. Mentre il prezzo materiale di un idrocarburo così altamente raffinato è ancora inferiore a molti altri propellenti per razzi, il numero di fornitori di RP-1 è limitato. Alcuni motori hanno tentato di utilizzare prodotti petroliferi più standard e ampiamente distribuiti come jet fuel o persino diesel. Utilizzando metodi di raffreddamento del motore alternativi o supplementari, alcuni motori possono tollerare le formulazioni non ottimali.

Qualsiasi combustibile a base di idrocarburi produce più inquinamento atmosferico quando viene bruciato rispetto all’idrogeno da solo. La combustione di idrocarburi produce anidride carbonica (CO2), monossido di carbonio (CO), emissioni di idrocarburi (HC) e ossidi di azoto (NOx), mentre l’idrogeno (H2) reagisce con l’ossigeno (O2) per produrre solo acqua (H2O), con alcuni H2 non reagiti anche rilasciato.