固体火箭冲压发动机长时间工作过程中补燃室内热环境恶劣,存在高温复杂非对称流动、涡流、颗粒冲刷、机械剥蚀、热化学烧蚀等现象,丁腈橡胶基绝热材料具有耐烧蚀性能好、粘接性能优良以及力学性能、抗老化性能、工艺性能好等优点,广泛应用于各类型号的导弹武器中。本文以固体火箭冲压发动机补燃室绝热层为研究背景,针对复杂热载荷条件下绝热层的热解烧蚀特性展开研究,深入分析了补燃室内两相流动特性,进行了绝热材料的热解烧蚀实验研究,建立绝热材料烧蚀计算模型,开发了相应的传热烧蚀计算程序,深入研究了长时间工作下固冲发动机补燃室内绝热材料烧蚀特性,对固冲发动机的热防护设计提供重要参考价值。（1）针对二元进气道的固冲压发动机补燃室工作时的两相流流场进行了数值模拟,得到了流场流动特性参数和绝热层工作热载荷参数。结果表明,一次燃气射流由于空气气流的冲击向下侧偏转,流场区域沿轴向分为上侧低温富氧区和下侧高温贫氧区。空燃比的提高会使低温富氧区向流场中心扩大,高温贫氧区逐渐向补燃室头部靠近。（2）利用激光烧蚀炭化实验、热失重分析和电镜扫描等对丁腈橡胶基绝热材料的烧蚀过程、烧蚀结构和热分解特性进行了研究。研究表明,该绝热材料的烧蚀结构分为三层,分别为结构致密的原始层,开始热分解反应的热解层,以及疏松多孔的炭化层,且烧蚀表面附有Si O2形成的灰白色表层。由热失重分析得到了绝热材料的热分解动力学参数。（3）针对该橡胶基绝热材料的烧蚀过程,提出了一种材料密度、比热容、导热系数和孔隙率等物性参数随时间和温度变化的烧蚀模型,并考虑了热化学烧蚀作用,采用Fortran语言开发了变热物性烧蚀计算程序。通过两个热传导算例,及与经典烧蚀实验结果对比,验证了该变热物性烧蚀计算程序的可靠性和准确性,为模拟补燃室内绝热层的烧蚀过程提供了求解平台和理论依据。（4）根据模拟得到的补燃室内两相流流场特性参数及热载荷参数,使用变热物性烧蚀计算程序,研究了不同计算模型下绝热层的烧蚀过程,分析了热载荷参数对绝热层烧蚀过程的影响,以及不同空燃比下补燃室内绝热层的烧蚀情况。研究结果表明,使用变热物性模型的绝热层隔热性能优于使用常物性模型的绝热层,热化学烧蚀加快了热量在绝热层内的扩散速度。热流密度对绝热层烧蚀的影响最大,热流密度越高烧蚀量越大,O2浓度在低温区影响很小,在高温区影响很大,O2浓度增加会提高绝热层的烧蚀量,CO2、H2O浓度和燃气压强的影响很小。补燃室内低温富氧区的烧蚀量低于高温贫氧区,烧蚀量较高的区域为进气道前段高温区及补燃室后段高温区。进气道前段高温区的烧蚀量随空燃比的增大而增大,而补燃室后段高温区的烧蚀量随空燃比的增大而减小。