再生冷却是一种较为高效的超燃冲压发动机主动冷却方式。吸热型碳氢燃料在冷却通道内吸收发动机壁面散出的热量,液态燃油经过物理和化学吸热过程转化为气态或裂解生成小分子烃类化合物,之后通过燃油喷嘴喷入燃烧室燃烧,释放出主动冷却过程中吸收的化学和物理热沉。从而,燃油在冷却发动机壁面的同时也提高了其利用率。当前,燃料利用率的提高只是局限于定性分析,并未进行定量计算,也没有提出进一步提高燃料裂解后燃烧性能的方向。作为一种航空煤油的主要成分之一的正癸烷,经常被用于亚/超临界换热和裂解特性研究。基于以上分析,本文以正癸烷为研究工质,开展了高温裂解和燃烧实验,并对其裂解气相产物燃烧过程进行数值模拟,初步得出了燃油的高温裂解对燃烧性能影响的变化规律。课题研究中,首先基于已有的高温燃油实验台建立了裂解燃烧实验系统。本文先对该实验系统及工作原理做了介绍,并介绍了几种系统的重要部件及其测量原理。同时,详细阐述了实验数据处理方法,并将实验测量误差和数据处理误差进行了分析,以确保后面实验结果的准确性。其次,采用建立的裂解燃烧实验系统,分别进行了正癸烷燃油高温燃烧特性,低压裂解实验,和气相裂解产物扩散实验,研究了燃气流量、温度和组分浓度对燃烧火焰结构、层流火焰传播速度、火焰温度和火焰亮度等参数的影响,并总结了其变化规律。最后,使用路径通量分析的方法将正丁烷燃烧反应机理进行了简化,并使用CHEMKIN验证了简化结果的准确性。之后,采用简化后的燃烧机理进行了正癸烷裂解气相产物不同初始温度和不同组分浓度下的扩散燃烧数值模拟,获得了混合气中烯烃/烷烃的比例系数对其燃烧过程影响的变化规律。同时,清晰了燃气温度和组分浓度如何影响燃烧中间产物的分布,进而影响火焰燃烧特性的过程。