飞行器再入过程中，再入体前端气体受到压缩和摩擦而将动能转化为热能，前端气体出现较高温度梯度，飞行器表面巨大热流可能会烧毁飞行器。为降低飞行器表面热流，必须在其前段加入热防护系统。目前烧蚀热防护仍然是最有效的防热方式，且碳基烧蚀材料在热防护系统占有越来越重的地位。　　本文首先以碳基烧蚀材料为研究对象，对碳基碳化材料烧蚀过程进行了建模。考虑材料热解动力学及固体内部热质传输得到烧蚀固体相应能量和质量控制方程，以B查表法并结合表面能量平衡得到求解表面温度和无量纲烧蚀量的控制方程;用控制体积法对控制方程进行离散并结合脱落网格技术发展了碳基碳化材料一维烧蚀计算程序CVTNM(Control Volume Translating Nodes Method)。采用七个不同算例，对程序的传热、热解、B查表法和烧蚀分别进行了验证。程序计算所得温度场、烧蚀量、热解气体量及热解深度和参考文献符合较好。其次，采用CEA数据库，在定温T、定压P情况下，以吉布斯自由能最小化结合拉格朗日乘子法及牛顿迭代法求解气态平衡组分。该方法目前己发展成表面化学平衡烧蚀求解程序SAE(Surface AblationEquilibrium)。该方法不仅适用于碳基防热材料的烧蚀求解，同时也可求解气态组分化学平衡。目前对该程序进行了气态化学平衡、石墨B方法及碳化材料B方法验证，计算所得气态化学平衡焓值、石墨的B曲线及碳化材料的B曲线都和文献符合良好。将SAE和固体烧蚀程序CVTNM进行了结合，并对其进行了验证。最后，对实验室已有高超声速二维计算程序Axis数学模型和数值方法做了介绍，并用两个算例分别对该程序气动热和流场结构计算结果进行了验证。计算的对流传热、激波位置和驻点区组分都和参考文献差别不大。同时将Axis计算程序和SAE程序进行了结合，研究了相同来流条件下不同壁温对石墨材料表面热流、烧蚀量及烧蚀组分的影响。将己发展固体计算程序CVTNM和表面烧蚀程序SAE及CFD计算程序Axis结合。考虑单个的火星再入高度51km飞行轨迹、壁面温度为1500K，对半圆形结构进行碳化材料烧蚀解耦计算;也将解耦计算烧蚀平衡壁面温度返还流场进行一次耦合的烧蚀计算。将二者流场计算结果比较可知两种工况下压力、边界层位置、恢复焓值几乎无明显变化，但一次耦合方法计算所得表面对流传热热流、斯坦顿数较低，特别是驻点区二者差别最大。分析固体烧蚀计算结果可知两者烧蚀计算结果在壁面温度、烧蚀质量流量、热解质量流量及组分质量流量相近，但一次耦合方法计算结果较低。分析烧蚀组分可以看出，远离驻点区主要烧蚀组分减少，但H2烧蚀量无明显变化。