Para explorar el proceso de respuesta y el mecanismo de ignición bajo las condiciones de penetración de un cuerpo extraño en un propelente sólido de alta energía, se diseñó y construyó un dispositivo experimental visual de ignición por penetración con un sistema de observación in situ acoplado de múltiples campos físicos. Este sistema integra imagen de alta velocidad, termografía infrarroja, medición de deformación mediante correlación de imágenes digitales (DIC), sensores de presión distribuidos y microscopía electrónica de barrido (SEM), y análisis espectroscópico por dispersión de energía (EDS), logrando una observación sincronizada y multidimensional de la deformación, el aumento de temperatura, el flujo y el comportamiento de ignición de la muestra durante el proceso de penetración. Se utilizaron tres espesor diferentes (5 mm, 10 mm, 15 mm) de propelente sólido basado en GAP de alta energía como objeto de estudio, realizando una serie de experimentos de penetración para analizar principalmente el efecto del grosor de la muestra en la sensibilidad a la ignición, las condiciones críticas para el inicio de la ignición, la distribución espacial de los puntos de ignición y su relación con el campo mecánico local. Los resultados experimentales indican que, en ausencia de restricciones laterales, la ignición solo ocurre cuando el espesor de la muestra se comprime por debajo del tamaño máximo de las partículas de fase sólida (aproximadamente 330 μm); la ignición se origina en partículas de perclorato de amonio (AP); los puntos de ignición no están distribuidos aleatoriamente, sino concentrados en una zona anular en el interior del corte transversal de la barra de penetración (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 tensión y alta velocidad de flujo radial; además, mediante el cálculo de la densidad de potencia de fricción y análisis de la morfología microscópica de los restos, se revela que el calentamiento por fricción en la interfaz partícula-superficie es el principal mecanismo que induce la ignición del propelente.

propelente energético; mecanismo de ignición; impacto; penetración de cuerpo extraño; fricción por corte