本文从实验、理论两个方面研究了FAE形成、作用机制及武器化应用等课题，其中，实验研究是本文的重要手段。 结合FAE及其武器的发展历程，剖析了FAE的作用原理、特征，阐述了FAE武器的功能和局限，并对其发展提出了建议。 借助于高速运动分析系统，记录了燃料的爆炸抛撒及云雾成长过程，在分析实时记录的基础上，将爆炸抛撒过程划分为三个阶段：喷出阶段、过渡阶段和膨胀阶段；提出了云雾空洞的概念，进而确定了二次引爆装置的最佳位置；通过分析云雾临爆前的状态变化，确定了二次引爆延迟时间；对不同装置的云雾成长过程分析可得到，云雾参数与装填燃料量的立方根关系。系统实验研究了装置参数(壳体材质、比药量、长径比、刻槽条数)对云雾状态的影响，为优化FAE装置结构提供了依据。 对整体两次引爆型FAE战斗部进行了原理设计，两发模拟装置的静爆实验表明：设计结构合理、作用可靠，具有较好的爆炸威力性能，为研究大圆径、整体型战斗部提供了基础数据。开发了一类以氧化剂、可燃剂、功能添加剂为主体的威力增强型云爆药剂，研制结果表明，该类药剂原材料来源广泛，生产工艺安全、易于操作，爆炸威力高，适宜于装填大型战斗部，是具有较好应用前景的一类新型药剂。 本文在FAE爆炸场威力评价课题研究方面，提出了现场标定TNT超压的评价方法，并由此建立了一套评价程序，该方法结合了FAE类武器的爆炸场参数特征，其结果更符合实际。