Оптическое детектирование движения зоны горения в твердых горючих материалах

Представлены оптические методы, использующие ИК- и видимый (VIS) диапазоны для исследования распространения зоны горения твердых горючих материалов, таких как пиротехнические составы, помещенные в пиролитические графитовые (пирографитовые) трубки и инициируемые с одного конца пучком CO$_2$-лазера. Пирографитовая трубка используется в качестве теплового управляющего передатчика, который дает возможность детектировать перемещение зоны горения благодаря уникальной анизотропии теплопроводности пирографита, приводящей к низкой теплопроводности трубки вдоль ее оси и высокой теплопроводности вдоль ее радиуса. В первом методе тепловая (ИК) камера применялась для детектирования движения тепловой зоны, индуцируемой на внешней поверхности пирографитовой трубки зоной горения, распространяющейся внутри трубки. Во втором методе VIS-камера и термохромный слой, покрывающий наружную боковую поверхность пирографитовой трубки, используются для визуализации перемещения тепловой зоны, которое регистрируется в виде границы изменения цвета, перемещающейся вдоль термохромного слоя. Изменение цвета вызвано откликом термохромного вещества в слое на воздействие тепла, поступающего из горячей зоны. В качестве термохромного вещества использовались лейкокрасители или хиральные нематические жидкие кристаллы. Рассмотренные методы представляются перспективными, в частности, для непрерывного измерения скорости горения твердых горючих материалов, таких как ракетное топливо и пиротехнические соединения.