固體推進(jìn)劑是一種經(jīng)過特殊加工的、本身含有氧化劑和燃燒劑、能夠規(guī)律燃燒產(chǎn)生大量熾熱氣體的固態(tài)含能材料，在航天和軍事領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

此前，某高校計(jì)劃開展固態(tài)含能材料研究，并與點(diǎn)石儀器就定制化實(shí)驗(yàn)室設(shè)備達(dá)成了合作。針對合作客戶的特殊需求，點(diǎn)石儀器為其量身打造了一款用于觀察和分析固態(tài)含能材料熱解燃燒反應(yīng)變化和特性的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備——熱島。

熱島采用功能模塊化設(shè)計(jì)理念，主要由殼體系統(tǒng)、腔體系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集及電氣系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)等模塊構(gòu)成。整體小巧精致、高度集成。

（1）殼體系統(tǒng)：主要承擔(dān)結(jié)構(gòu)功能，包含腔體、電氣、數(shù)據(jù)采集、進(jìn)氣系統(tǒng)。

（2）腔體系統(tǒng)：是物質(zhì)燃燒反應(yīng)的區(qū)域。

（3）數(shù)據(jù)采集及電氣系統(tǒng)：主要采集腔體內(nèi)的壓力和物料燃燒的溫度場；所有數(shù)據(jù)采集和控制，進(jìn)氣控制、壓力數(shù)據(jù)采集、溫度數(shù)據(jù)采集均通過儀表面板統(tǒng)一控制和顯示。

（4）供氣系統(tǒng)：可實(shí)現(xiàn)對實(shí)驗(yàn)過程中的氣氛環(huán)境控制。

【主要功能】

熱島主要功能包括：加熱點(diǎn)火、環(huán)境構(gòu)建、多視角觀察、數(shù)據(jù)采集、產(chǎn)物分析、多重保護(hù)等。

1、加熱點(diǎn)火

點(diǎn)火位置：在物料上方，通過密封電極安裝在物料法蘭上，通過外部控制可使點(diǎn)火絲在物料上方發(fā)熱，使物料從上往下進(jìn)行燃燒。

點(diǎn)火結(jié)構(gòu)：由點(diǎn)火絲、導(dǎo)電電極和電壓調(diào)壓器構(gòu)成。手動調(diào)節(jié)通電電壓可使電熱絲達(dá)到理想的溫度狀態(tài)。

2、環(huán)境構(gòu)建

氮?dú)饣驓鍤夥謩e使用不銹鋼供氣管從氣源處連接輸出，經(jīng)匯總后到達(dá)腔體內(nèi)部。兩路氣管獨(dú)立控制，可只使用一路。

3、多視角觀察

正視窗：為觀察視窗，可進(jìn)行紅外探測、拍攝和觀察實(shí)驗(yàn)過程（搭配高速攝像機(jī)和紅外相機(jī)）。

側(cè)視窗：為輔助視窗，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求進(jìn)行補(bǔ)光和設(shè)備監(jiān)測。

4、數(shù)據(jù)采集

壓力采集：壓力傳感器可實(shí)時(shí)采集實(shí)驗(yàn)過程中的壓力數(shù)據(jù)。

溫度采集：熱電偶可測量物料燃燒的溫度，通過儀表顯示并記錄實(shí)時(shí)溫度與時(shí)間的對應(yīng)關(guān)系。

同步激發(fā)：點(diǎn)火時(shí)同步激發(fā)高速攝像機(jī)和紅外相機(jī)，使其同時(shí)進(jìn)行圖像/溫度記錄。

5、產(chǎn)物分析

檢氣口可連接外置的氣體前處理模塊，通過前處理模塊處理進(jìn)行生成氣體的除濕、除塵、去油，通向指定的氣體檢測分析設(shè)備。

6、多重保護(hù)

安全門、自動泄壓裝置、燃燒室溫度監(jiān)控、燃燒室隔熱等為實(shí)驗(yàn)人員提供全方位保護(hù)。

【技術(shù)參數(shù)】

●腔體容積：1.5L

●最高工作壓力：8MPa

●燃燒室：圓柱式、臥式

●點(diǎn)火方式：電阻絲點(diǎn)火

●點(diǎn)火溫度：≥1500℃

●物料平臺：耐2700℃高溫

●藍(lán)寶石視窗：直徑70mm，耐壓強(qiáng)度10MPa

【設(shè)計(jì)亮點(diǎn)】

用材考究

304鋼材：腔體主要材質(zhì)為304鋼材。該材質(zhì)具有良好的耐腐蝕性、耐熱性、低溫強(qiáng)度、機(jī)械特性；沖壓彎曲等熱加工性好，無熱處理硬化現(xiàn)象。

藍(lán)寶石玻璃：視鏡采用藍(lán)寶石玻璃材料。藍(lán)寶石材料有耐溫好，導(dǎo)熱好，硬度高，透紅外，化學(xué)穩(wěn)定性好的特性。

氧化鋯：物料平臺由氧化鋯制成，可耐2700℃高溫。

安全性高

兼顧設(shè)備操作壓力的情況下，確保設(shè)備的安全性、密封性和保護(hù)性

精度高

采用特殊的轉(zhuǎn)換模塊和程序，實(shí)現(xiàn)同步激發(fā)功能和確保延遲時(shí)間精度。

設(shè)計(jì)人性化

設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)便捷性高，部件更換、安裝、維護(hù)、清洗更加方便簡潔。

自動化程度高

設(shè)備自動化程度高，可重復(fù)性、一致性強(qiáng)。

功能強(qiáng)大

設(shè)備功能強(qiáng)大，可進(jìn)行直接拍攝、紅外檢測、溫度監(jiān)測、壓力監(jiān)測、連接氣體分析儀器等，滿足客戶多方面需求。

操作便捷

設(shè)備操作便捷，獨(dú)立開發(fā)程序可控制所有功能。所有操作在同一面板進(jìn)行，壓力、溫度等數(shù)據(jù)可實(shí)時(shí)儲存，可輸出對應(yīng)曲線。

北京點(diǎn)石高科自主研制的熱島適用于研究固體含能材料的點(diǎn)火和啟動過程、熱分解和燃燒性能，為合作對象研究固體含能材料燃燒過程中的燃燒波曲線、火焰結(jié)構(gòu)、產(chǎn)物成分等提供了一個(gè)安全可靠的實(shí)驗(yàn)平臺，對于提高火箭推進(jìn)技術(shù)具有重要意義。