利用碳氢燃料的裂解反应,能够移除飞行器的有害热。为了达到有效的冷却能力与足够的推动力,碳氢燃料必须具有高热沉和高密度的特性。本文将正癸烷、十氢萘以及挂式-四氢双环戊二烯(JP-10)进行复配得到具有适中密度和热沉的燃料。为了研究燃料的结构与组成对反应性质的影响,本文在超临界条件下对正癸烷、十氢萘、JP-10以及它们的混合物进行热裂解,重点研究了三种不同结构的碳氢燃料以及混合燃料对超临界热裂解反应特性的影响,构建了燃料结构与性质的定量关系。研究了正癸烷、十氢萘、JP-10、正癸烷/十氢萘混合物、正癸烷/JP-10混合物的超临界(4 MPa,823 K-953 K)热裂解规律,包括转化率、产物分布、热沉等。发现不同结构燃料的反应特性不同。对于混合物的热裂解,正癸烷会促进十氢萘和JP-10的转化,但是这种促进作用随着温度的升高而降低。与纯正癸烷的密度相比,正癸烷与十氢萘或者JP-10混合后密度增加。与纯环状物质相比,正癸烷与其混合提高了燃料的化学吸热能力。研究了正癸烷、十氢萘、JP-10、正癸烷/十氢萘混合物、正癸烷/JP-10混合物的超临界(4 MPa,933.15 K)结焦规律,研究了积碳量与形貌特征。发现在相同的结焦条件下,正癸烷积碳量最多,十氢萘其次,JP-10最少;与正癸烷的结焦量相比,混合物的结焦量基本降低;在同一反应管的不同位置处,积碳形貌不同,在反应管的流体入口处主要是分散的无定形碳,在反应管下端可能存在着两种积碳形貌,在流体出口处是密集的无定形碳;在反应管的同一位置处,不同反应物的积碳形貌不同。采用结构指数区分了不同结构与组成的燃料,并且将结构指数与燃料的物理化学性质进行定量关联。物理性质(密度和C_p)可以与单个结构指数建立很好的定量关系。燃料的结构与性质的定量关系可以为燃料的设计提供理论基础。