固体火箭冲压发动机以其高速、大比冲和机动能力强的特点成为了现代战争中极具发展前景的武器动力装置之一。热防护是固冲火箭发动机研制过程中的一大关键技术问题，也是多年来制约固冲发动机发展的问题。开展固冲发动机烧蚀机理研究对推动固冲发动机发展具有相当的理论和工程意义。本文以采用硅基绝热层的冲压发动机为研究对象，以理论分析，数值计算和试验分析相结合的方法对硅基绝热层的烧蚀问题进行研究，并以相关研究结论为依据对进气道进行了优化设计，使进气道获得最大总压恢复和最小绝热层烧蚀率。首先，以经典传热理论为基础建立了硅基绝热层热化学烧蚀模型。二维数值模拟结果表明温度控制了发动机绝热层的烧蚀速度。温度的不均匀性分布是导致烧蚀坑出现的主要原因之一。以CVT插值方法实现了流固耦合的边界数据交换，对发动机烧蚀问题进行了三维数值模拟。在进气道进口两侧的高温区逐渐形成了由化学反应引起的烧蚀坑。而在补燃室下游区域，由于近壁面气流温度下降较快，烧蚀则不明显。当碳化层形成后，绝热层烧蚀现象增速很快。在碳化层形成后，在稳定的流场环境下，化学烧蚀即趋于稳定。根据硅基绝热层的特点，分析了硅基绝热层烧蚀的三种形式，包括气动冲蚀，颗粒剥蚀和热化学烧蚀。在硅化物生成率是稳态的假设条件下，建立了补燃室绝热层的烧蚀模型。对试车试验工况下的发动机进行了数值模拟，分别计算了化学烧蚀率，气动冲蚀率和颗粒剥蚀率。综合计算结果，对于硅基绝热层，在硅化物形成后发生的气动冲蚀率是造成补燃室绝热层失效的主要原因之一。气动冲蚀效应较强的区域是进气道开口后半段两侧及紧靠进气道的部分区域。分析了颗粒相与壁面碰撞后的运动形式，分别模拟了固相与液相颗粒对绝热层的影响。颗粒相对绝热层的影响主要是强化绝热层传热和颗粒冲蚀两个方面。对绝热层热增量有较大影响的颗粒是粒径较大，速度较快的液相颗粒，与壁面碰撞后的运动形式为飞溅形态。对颗粒冲蚀效应有较大影响的仍然是粒径较大的颗粒。颗粒冲蚀较严重的区域是补燃室的中部。研究了发动机结构特征参数对绝热层烧蚀的影响。燃气发生器喷口结构对于补燃室的烧蚀形态有着一定的影响。相比五喷口燃气发生器，采用单一喷口烧蚀率较低。燃气发生器间的喷口间距增大对气流冲蚀的影响不大，但化学烧蚀率提高较大。进气道进气角度对气动冲蚀率有着较大影响。在其他进口条件不变的情况下，进气角度较小时，气流冲蚀影响区域在轴向上范围扩大，但是周向影响区域减小，最大气流冲蚀率有小幅减弱；近壁面燃气流温度较高，绝热层表面化学反应速度较快，使得化学烧蚀率提高。进气道出口面积缩小使得空气来流速度提高，气流冲蚀率形态呈现出影响范围沿轴向较长的特点，最大冲蚀率也出现了小幅下降。在对发动机参数对进气道的影响分析基础上，对进气道进行了优化设计。进气道内通道设计中，以补燃室的绝热层是气动冲蚀率与内通道长度为优化目标对内通道进行了优化设计。优化分析结果表明，内通道平直扩张段对内通道长度的影响是单调的。