化学动力学反应机理在航空发动机燃烧室的设计与优化上有着重要的作用。探究航空发动机燃烧室内燃料的化学反应过程,构建其微观化学反应机理,对于航空发动机发展与研究显得尤为关键。航空煤油是由数百种碳氢化合物所组成的,针对这类组分复杂的燃料,研究者提出构建替代模型的方法,并在此基础上发展反应动力学机理,使其表现出与实际航空煤油相似的物化特性。相比于国外JP-8、Jet-A型航空煤油,国内相对缺乏对国产RP-3航空煤油宽温度范围下的替代模型机理研究。因此,针对国产RP-3航空煤油构建替代模型、发展燃烧反应动力学机理,对我国航空动机燃烧室的设计与优化是至关重要的。首先,针对组分含量复杂的RP-3航空煤油,构建了包含60%（摩尔分数）正十二烷、10%正癸烷、20%甲基环己烷、10%1,2,4-三甲基苯的四组分替代模型。分别从分子量、官能团、热物性三个方面对模型进行分析,通过与已有实验数据对比,验证了替代模型的准确性。其次,根据CRECK Modeling实验室所发展的氧化反应综合性机理,构建了本文的四组分替代模型燃烧反应详细机理。利用详细机理计算了点火延迟时间和火焰传播速度,通过与实验数据进行对比,表明详细机理对RP-3航空煤油的宏观燃烧参数具有较好的预测能力。然后,为了验证本文构建的替代模型详细机理对RP-3裂解及燃烧反应过程中微观参数—组分分布情况的预测能力。一方面开展RP-3航空煤油超临界裂解实验,测量并采集了不同出口油温时的沿程油温曲线与裂解产物,通过分析裂解产物得到了气液比、裂解率以及主要组分的分布情况,验证替代模型详细机理对RP-3航空煤油超临界裂解的预测能力。另一方面,开展RP-3航空煤油预混燃烧实验,在不同当量比（0.5、1.0、1.5）,探究燃烧产物的分布情况,验证模型机理对RP-3航空煤油燃烧的预测能力。最后,基于本文构建且已验证的RP-3航空煤油四组分替代模型详细机理,探究了不同反应条件对燃料的点火与燃烧特性的影响,并针对计算得到的现象进行了敏感性分析,得到各基元反应的贡献值。此外,为获得尺寸相对较小的半详细机理,利用基于误差传播的直接关系图法（GDRGEP）对详细机理进行了简化,得到了包含120个组分、1580步基元反应的半详细机理。与详细机理预测的点火延迟时间和层流火焰传播速度进行了验证。同时,针对两种机理进行了反应路径分析,探究燃料反应过程中的演变过程,验证了机理的准确性。