Para explorar o processo de resposta e o mecanismo de ignição sob condições de penetração de corpos estranhos em propelentes sólidos de alta energia, foi projetado e construído um dispositivo experimental de ignição por perfuração visual com um sistema de observação in situ acoplado multifsífico. Este sistema integra captura de vídeo em alta velocidade, imagem térmica infravermelha, medição de deformação por correlação digital de imagem (Digital Image Correlation, DIC), sensores de pressão distribuídos, microscópio eletrônico de varredura in situ (Scanning Electron Microscope, SEM), análise de espectroscopia dispersiva de energia (Energy Dispersive Spectroscopy, EDS) e outras funções, permitindo a observação síncrona e multidimensional da deformação, elevação da temperatura, fluxo e comportamento de ignição da amostra durante o processo de perfuração. Como objeto de estudo, foram considerados propelentes sólidos de alta energia à base de GAP com três espessuras diferentes (5 mm, 10 mm, 15 mm), realizando uma série de experimentos de perfuração, focando na análise do efeito da espessura da amostra na sensibilidade à ignição, condições críticas para o início da ignição, características de distribuição espacial dos pontos de ignição e sua correlação com o campo mecânico local. Os resultados experimentais indicam que: na ausência de restrição lateral, a ignição ocorre apenas quando a espessura da amostra é comprimida abaixo do tamanho máximo das partículas sólidas (aproximadamente 330 μm); a ignição se origina das partículas de perclorato de amônio (Ammonium Perchlorate, AP); os pontos de ignição não estão distribuídos aleatoriamente, mas se concentram em uma região anelar no interior da seção transversal da haste de perfuração (r entre 2,5 e 4,0 mm), área caracterizada por sinergias de alta deformação por cisalhamento, alta taxa de deformação por cisalhamento, alto gradiente de tensão e alta velocidade de fluxo radial; além disso, por meio do cálculo da densidade da potência de atrito e análise da morfologia microscópica dos detritos, revelou-se que o aquecimento por atrito na interface partícula‑matriz é o principal mecanismo que desencadeia a ignição do propelente.

Propelente de alta energia;Mecanismo de ignição;Impacto;Penetração de corpos estranhos;Atrito por cisalhamento