固體推進劑是一種經過特殊加工的、本身含有氧化劑和燃燒劑、能夠規律燃燒產生大量熾熱氣體的固態含能材料，在航天和軍事領域廣泛應用。

此前，某高校計劃開展固態含能材料研究，并與點石儀器就定制化實驗室設備達成了合作。針對合作客戶的特殊需求，點石儀器為其量身打造了一款用于觀察和分析固態含能材料熱解燃燒反應變化和特性的實驗室設備——熱島。

熱島采用功能模塊化設計理念，主要由殼體系統、腔體系統、數據采集及電氣系統、供氣系統等模塊構成。整體小巧精致、高度集成。

（1）殼體系統：主要承擔結構功能，包含腔體、電氣、數據采集、進氣系統。

（2）腔體系統：是物質燃燒反應的區域。

（3）數據采集及電氣系統：主要采集腔體內的壓力和物料燃燒的溫度場；所有數據采集和控制，進氣控制、壓力數據采集、溫度數據采集均通過儀表面板統一控制和顯示。

（4）供氣系統：可實現對實驗過程中的氣氛環境控制。

【主要功能】

熱島主要功能包括：加熱點火、環境構建、多視角觀察、數據采集、產物分析、多重保護等。

1、加熱點火

點火位置：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火絲在物料上方發熱，使物料從上往下進行燃燒。

點火結構：由點火絲、導電電極和電壓調壓器構成。手動調節通電電壓可使電熱絲達到理想的溫度狀態。

2、環境構建

氮氣或氬氣分別使用不銹鋼供氣管從氣源處連接輸出，經匯總后到達腔體內部。兩路氣管獨立控制，可只使用一路。

3、多視角觀察

正視窗：為觀察視窗，可進行紅外探測、拍攝和觀察實驗過程（搭配高速攝像機和紅外相機）。

側視窗：為輔助視窗，可根據實驗需求進行補光和設備監測。

4、數據采集

壓力采集：壓力傳感器可實時采集實驗過程中的壓力數據。

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時溫度與時間的對應關系。

同步激發：點火時同步激發高速攝像機和紅外相機，使其同時進行圖像/溫度記錄。

5、產物分析

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行生成氣體的除濕、除塵、去油，通向指定的氣體檢測分析設備。

6、多重保護

安全門、自動泄壓裝置、燃燒室溫度監控、燃燒室隔熱等為實驗人員提供全方位保護。

【技術參數】

●腔體容積：1.5L

●最高工作壓力：8MPa

●燃燒室：圓柱式、臥式

●點火方式：電阻絲點火

●點火溫度：≥1500℃

●物料平臺：耐2700℃高溫

●藍寶石視窗：直徑70mm，耐壓強度10MPa

【設計亮點】

用材考究

304鋼材：腔體主要材質為304鋼材。該材質具有良好的耐腐蝕性、耐熱性、低溫強度、機械特性；沖壓彎曲等熱加工性好，無熱處理硬化現象。

藍寶石玻璃：視鏡采用藍寶石玻璃材料。藍寶石材料有耐溫好，導熱好，硬度高，透紅外，化學穩定性好的特性。

氧化鋯：物料平臺由氧化鋯制成，可耐2700℃高溫。

安全性高

兼顧設備操作壓力的情況下，確保設備的安全性、密封性和保護性

精度高

采用特殊的轉換模塊和程序，實現同步激發功能和確保延遲時間精度。

設計人性化

設備結構設計便捷性高，部件更換、安裝、維護、清洗更加方便簡潔。

自動化程度高

設備自動化程度高，可重復性、一致性強。

功能強大

設備功能強大，可進行直接拍攝、紅外檢測、溫度監測、壓力監測、連接氣體分析儀器等，滿足客戶多方面需求。

操作便捷

設備操作便捷，獨立開發程序可控制所有功能。所有操作在同一面板進行，壓力、溫度等數據可實時儲存，可輸出對應曲線。

北京點石高科自主研制的熱島適用于研究固體含能材料的點火和啟動過程、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、火焰結構、產物成分等提供了一個安全可靠的實驗平臺，對于提高火箭推進技術具有重要意義。