固体推进剂是火箭发动机的核心能源，其热分解过程直接影响点火性能与燃烧稳定性。为揭示高压、高温、高升温速率下推进剂热解反应路径及瞬态中间体演化规律，本项目设计并构建了一套固体推进剂热分解在线评价系统。系统集成高压快速热解反应模块、分子束取样接口、单光子电离源、射频八极杆离子聚焦单元及多次反射飞行时间质量分析器，实现了从热解反应到产物检测的全链条在线分析，为深入研究固体推进剂热解动力学机制提供了关键实验平台。

Ø 设计模拟固体推进剂真实热解工况的反应器，并对从反应器到真空区的射流取样特性以及离子在电场中的传输与飞行轨迹进行仿真与分析；

Ø 基于仿真结果，建立反应器、取样结构、气体离子化单元、离子聚焦与分离单元的三维数字模型，并系统分析各部分的尺寸精度、几何精度和装配要求；

Ø 加工与制作实物装置，完成各单元模块的组装与调试，保证装置具备稳定运行能力；

Ø 利用搭建的装置开展丁羟固体推进剂热分解实验，验证系统性能。

成功设计并装配了耐压8 MPa的高压反应腔体及石墨片焦耳加热装置，实测升温速率达10⁴ ℃/min，满足设计指标。建立了NS-DSMC跨流态仿真方法及流场-离子场耦合的变压力离子轨迹仿真技术。工程化质量分析器在满足硬件约束下分辨率达2400，离子通过率80%以上，采用PCB模块化装配方案显著提升电场复现性。系统集成后成功检测到OH、Ar、N₂、O₂等特征离子峰，验证了系统的产物解析能力。本项目已申请3项国家发明专利，均在实审中，并获评第九届“精雕杯”毕业设计赛优秀奖、东部赛区一等奖，中国大学生机械工程创新创意大赛三等奖。