Para explorar el proceso de respuesta y el mecanismo de ignición bajo condiciones de penetración de cuerpos extraños en propelentes sólidos de alta energía, se diseñó y construyó un dispositivo experimental de ignición por punción visual con un sistema de observación in situ acoplado de múltiples campos físicos. Este sistema integra captura de video de alta velocidad, imágenes térmicas infrarrojas, medición de deformación por correlación digital de imágenes (Digital Image Correlation, DIC), sensores de presión distribuidos, microscopio electrónico de barrido in situ (Scanning Electron Microscope, SEM), análisis de espectroscopía dispersiva de energía (Energy Dispersive Spectroscopy, EDS) y otras funciones, logrando una observación sincrónica y multidimensional de la deformación, el aumento de temperatura, el flujo y el comportamiento de ignición de la muestra durante el proceso de punción. Como objeto de estudio se utilizaron propelentes sólidos de alta energía basados en GAP con tres espesores diferentes (5 mm, 10 mm, 15 mm), y se realizaron una serie de experimentos de punción, enfocándose en el análisis del efecto del espesor de la muestra sobre la sensibilidad a la ignición, las condiciones críticas para que ocurra la ignición, la distribución espacial de los puntos de ignición y su relación con el campo mecánico local. Los resultados experimentales muestran que: en ausencia de restricción lateral, la ignición ocurre solo cuando el espesor de la muestra es comprimido por debajo del tamaño máximo de las partículas sólidas (aproximadamente 330 μm); la ignición se origina en partículas de perclorato de amonio (Ammonium Perchlorate, AP); los puntos de ignición no están distribuidos aleatoriamente, sino que se concentran en una zona anular en el interior de la sección transversal de la varilla de punción (r entre 2.5 y 4.0 mm), la cual presenta características sinérgicas de alta deformación por corte, alta tasa de deformación por corte, alto gradiente de esfuerzos y alta velocidad de flujo radial; además, mediante el cálculo de la densidad de potencia por fricción y el análisis de la morfología microscópica de los restos, se revela que el calentamiento por fricción en la interfaz partícula-matriz es el principal mecanismo que provoca la ignición del propelente.

Propelente de alta energía;Mecanismo de ignición;Impacto;Penetración de cuerpos extraños;Fricción por corte