为了满足在宽来流马赫数范围内进行高性能飞行工作的要求，双模态超燃冲压发动机需要在不同的来流马赫数下采用不同的模态进行工作，因此双模态冲压发动机的燃烧模态选择对其在宽马赫数下高性能工作有重要影响。中心支板燃烧室相比于其他构型燃烧室有其独特的燃烧组织方式，燃烧释热区存在于燃烧室通道中心，这导致在模态转换过程中会产生独特的流场特性，针对中心支板燃烧室所带来的独特的燃烧模态转换特性进行研究是必要的。因此，本文为了研究中心支板燃烧室模态转换过程，开展了如下几方面的研究工作：
　　针对双模态超燃冲压发动机燃烧室中流动燃烧耦合作用会产生复杂的动态流场这一问题，开展了在燃烧释热和来流马赫数变化条件下隔离段激波串演化过程研究。研究表明，与隔离段背压线性增加条件相比，燃烧释热作用下的隔离段激波串运动特性有较大不同；在燃烧释热逐渐增加的过程中，流动与燃烧相互作用会导致壁面火焰向来流上游前传的现象，这种燃烧火焰沿壁面前传并熄灭的现象与燃烧区上游壁面回流区作用有关；根据燃烧流动作用下隔离段激波串的运动过程，可以将激波串的发展演化过程分为三个阶段，这三个阶段对应着不同的模态过程；通过考虑燃烧释热与来流马赫数引起的激波串运动路径变化，发现了隔离段激波模式对两者的影响作用，且会导致激波串的迟滞现象，来流马赫数通过改变激波模式，对激波串运动过程中的迟滞现象影响更大。
　　对于在超声速燃烧流动耦合作用下燃烧室模态转换过程中发生的流场特性，开展了基于地面超声速燃烧实验的模态转换过程分析研究。研究表明，随着燃烧释热的增加，在模态转换过程中燃烧室壁面的压力发生了折转突变现象，这种压力折转现象会导致燃烧室中推力的变化；在相似条件的数值模拟计算中，同样获得了相同的压力折转变化现象，通过流场结构分析及热力学推导可以证明压力折转现象与隔离段中激波串发展过程中流量壅塞有关，由边界层变化形成的热力喉道及边界层对燃烧室中芯流的作用会使压力发生折转变化。根据数值模拟获得的流场结构，提出了基于隔离段流动壅塞的气动模型，并通过模型对燃烧实验压升折转突变现象的发生进行了预测。
　　针对可以影响燃烧模态发生变化的因素，开展了来流马赫数与燃烧室扩张比这两种因素对燃烧模态转换的影响研究。根据超声速地面实验与数值模拟获得的结果表明，隔离段入口来流马赫数与燃烧室面积比变化对燃烧室模态转换有重要影响，来流马赫数减小会导致燃烧释热更加集中，超声速区逐渐减小，通过减小来流速度，减小了当地马赫数，从而促使燃烧室从超燃模态转换到亚燃模态；燃烧室扩张比减小导致燃烧的释热空间减小，同样会导致燃烧释热集中，且会使当地静温更高，从而通过提高当地声速，导致燃烧室从超燃模态转换到亚燃模态。
　　基于对中心支板燃烧室模态转换流场结构及流场特性研究，在燃烧壅塞和气动壅塞两种工作模式下，给出了中心支板燃烧室构型燃烧模态的定义及划分方法，通过对燃烧模态转换因素进行分析，提出了基于动量比、当量比和面积比三种无量纲量确定燃烧室工作状态的方法，并根据地面实验数据获得了变量空间中的工作状态，给出了燃烧模态的边界及燃烧模态边界的度量方法。对不同影响因素下燃烧模态边界的作用进行了分析和对比，结果指出燃烧室面积变化可以实现更宽范围的燃烧模态边界变化。