紅(hong)外(wai)熱(re)像儀在(zai)航(hang)空固(gu)體燃料(liao)燃燒(shao)實(shi)驗(yan)中的作(zuo)用

科研(yan)紅外(wai)熱(re)像儀用於航(hang)空固(gu)體燃料(liao)燃燒(shao)實(shi)驗(yan)

固體燃料(liao)是航(hang)空航(hang)天(tian)領域(yu)的關(guan)鍵動(dong)力(li)源(yuan)。對(dui)航(hang)空固(gu)體燃料(liao)進(jin)行(xing)燃燒(shao)實(shi)驗(yan)，有助於研究(jiu)和(he)優化(hua)其(qi)配方(fang)，從(cong)而(er)提(ti)升(sheng)能(neng)量密度(du)、燃燒(shao)效(xiao)率和安(an)全(quan)穩定性，最終(zhong)增(zeng)強(qiang)火(huo)箭的(de)推(tui)力(li)性(xing)能(neng)。這(zhe)些(xie)實(shi)驗(yan)能(neng)深入(ru)探(tan)究(jiu)固(gu)體燃料(liao)在(zai)不(bu)同壓力(li)、溫(wen)度(du)及氣(qi)流速(su)度(du)等條(tiao)件(jian)下(xia)的(de)燃(ran)燒(shao)過(guo)程與(yu)燃燒(shao)速(su)率。所得(de)實(shi)驗(yan)數據對於預(yu)測(ce)和控制燃燒(shao)室內的壓力(li)脈動、熱(re)環境，以及噴(pen)管(guan)排(pai)出(chu)氣體的速(su)度(du)和方(fang)向至(zhi)關(guan)重要(yao)。紅外(wai)熱(re)像儀在(zai)此類實(shi)驗(yan)中發揮著重(zhong)要(yao)作用。科研(yan)紅外(wai)熱(re)像儀能(neng)夠實時記錄(lu)並分析燃燒(shao)過(guo)程中不同時刻(ke)的紅(hong)外(wai)熱(re)圖像(xiang)，幫(bang)助(zhu)研(yan)究(jiu)者(zhe)掌(zhang)握(wo)燃(ran)料燃燒(shao)速(su)率的變(bian)化(hua)規(gui)律、羽(yu)焰(yan)形(xing)態的演(yan)變(bian)過(guo)程以(yi)及燃(ran)燒(shao)產(chan)物的(de)生成與(yu)分布(bu)特(te)征(zheng)。

紅外(wai)熱(re)像儀所提(ti)供的(de)大(da)量熱(re)成像(xiang)數據，是建(jian)立(li)和完(wan)善(shan)燃(ran)燒(shao)過(guo)程物(wu)理模型的基礎(chu)，並(bing)可用於對仿真(zhen)計算結(jie)果進(jin)行(xing)驗(yan)證與(yu)校準(zhun)。通過(guo)持續追蹤燃燒(shao)表(biao)面高溫(wen)區域(yu)（即火(huo)焰(yan)前鋒(feng)）的移(yi)動(dong)，紅(hong)外(wai)熱(re)像儀使研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)能(neng)夠直接(jie)觀測(ce)燃燒(shao)波(bo)的(de)動態傳(chuan)播過(guo)程。基於此，可以更直觀、準(zhun)確(que)地計算出(chu)固體燃料(liao)的關(guan)鍵性(xing)能(neng)參(can)數——線性燃燒(shao)速(su)率，並深入(ru)研究(jiu)其(qi)在(zai)壓(ya)力(li)、初始(shi)溫(wen)度(du)、氧(yang)化(hua)劑(ji)流量（對於沖壓發動(dong)機(ji)）等(deng)不同條件(jian)下(xia)的(de)變(bian)化(hua)規(gui)律，從(cong)而(er)揭(jie)示(shi)燃燒(shao)速(su)率特性(xing)。

紅(hong)外(wai)熱(re)像儀在(zai)監(jian)測(ce)燃燒(shao)穩(wen)定性和識別異(yi)常(chang)方面(mian)同樣發(fa)揮著不(bu)可替代的作(zuo)用(yong)。它(ta)能(neng)夠實時捕捉燃燒(shao)表(biao)面的溫(wen)度(du)波(bo)動(dong)、振蕩以(yi)及局(ju)部(bu)熄(xi)火(huo)或再(zai)點(dian)燃現象(xiang)，這些(xie)都是燃(ran)燒(shao)不(bu)穩定的重要信(xin)號(hao)。更(geng)重要(yao)的是(shi)，它(ta)能(neng)快速檢測(ce)出(chu)非預(yu)期(qi)的局(ju)部(bu)高溫(wen)區域(yu)（熱(re)點(dian)），這些熱(re)點(dian)往往是配(pei)方不(bu)均(jun)勻、存在(zai)雜(za)質、結(jie)構缺(que)陷(xian)或(huo)不(bu)良(liang)燃(ran)燒(shao)的(de)征兆，對於實驗(yan)安全(quan)性和發動機(ji)的(de)可靠性(xing)評估(gu)至關(guan)重要(yao)。

特別值得(de)註(zhu)意的是，在(zai)研(yan)究(jiu)固(gu)體燃料(liao)沖壓(ya)發(fa)動(dong)機(ji)中的熱(re)反(fan)饋(kui)效(xiao)應(ying)時，紅外(wai)熱(re)像儀提供(gong)了直接(jie)的(de)觀測(ce)手段。它(ta)能(neng)測(ce)量高溫(wen)燃氣(qi)輻射(she)對下(xia)遊未(wei)燃燃(ran)料表(biao)面的加(jia)熱(re)情(qing)況(kuang)（溫(wen)升），為(wei)理解(jie)這(zhe)壹(yi)顯著影(ying)響燃速的關(guan)鍵機(ji)制提供(gong)了(le)寶貴的(de)實(shi)驗(yan)數據。

此外(wai)，紅(hong)外(wai)熱(re)像儀的應(ying)用(yong)還延(yan)伸(shen)至間(jian)接估(gu)算燃燒(shao)表(biao)面的熱(re)流密(mi)度(du)分布(bu)（結(jie)合(he)溫(wen)度(du)數據與(yu)熱(re)物性(xing)參(can)數），這對於評估(gu)發動(dong)機熱(re)防護(hu)需(xu)求(qiu)非(fei)常(chang)重要(yao)。同時，它(ta)也(ye)是(shi)實驗(yan)安全(quan)的重要保障(zhang)，可實時監(jian)控燃(ran)燒(shao)室壁面(mian)、噴(pen)管(guan)等(deng)關鍵部(bu)件(jian)的(de)溫(wen)度(du)，預(yu)防過(guo)熱(re)風(feng)險。最後(hou)，它(ta)所提供的(de)高分辨率、非侵(qin)入(ru)式(shi)的(de)瞬(shun)態二維溫(wen)度(du)場數據，是驗(yan)證和(he)改(gai)進(jin)燃(ran)燒(shao)與(yu)傳(chuan)熱(re)數值模型的“黃(huang)金標準(zhun)"，極大(da)地(di)推(tui)動了(le)理論研(yan)究(jiu)的(de)進(jin)展(zhan)。

盡管(guan)應(ying)用(yong)中面臨著如(ru)測(ce)量高溫(wen)度(du)（常(chang)超(chao)2000K）、火(huo)焰(yan)及燃(ran)燒(shao)產(chan)物幹(gan)擾(rao)、燃(ran)料(liao)表(biao)面發射(she)率變(bian)化(hua)以及需(xu)要(yao)高空間(jian)分辨(bian)率和高速成像能(neng)力(li)等(deng)挑(tiao)戰，但(dan)紅外(wai)熱(re)像儀所提(ti)供的(de)豐(feng)富(fu)、動(dong)態且定量的燃燒(shao)表(biao)面信息，使(shi)其(qi)在(zai)深入(ru)理解(jie)燃(ran)燒(shao)機(ji)理、優化(hua)燃料(liao)配方(fang)、指(zhi)導發動機(ji)設計以(yi)及確(que)保實驗(yan)安全(quan)等方面，始(shi)終(zhong)占據著核(he)心地(di)位(wei)。