为解决环保和碳减排等问题，目前我国正在研发民用航空发动机新型贫油低NO_X洁净燃烧技术和替代燃料燃烧技术，军用飞机正在寻求飞行高度新的突破，这些都加剧高空低温低压极端环境燃烧室再点火难度。与地面环境相比，高空环境低温、低压、空气稀薄，导致燃料雾化和混合变差，造成燃料蒸发和化学反应速率降低，使得高空点火困难。因此，为了深入研究高空环境对燃烧室点火过程的影响机制，探索新的有效可行的点火方式，本文采用数值模拟计算的方法，研究航空发动机高空熄火后，燃烧室进气特性、煤油雾化特性和单液滴着火特性，并研究了利用航天级过氧化氢分解产生的高温富氧射流的点火方式。

本文根据标准大气模型和航空发动机结构特征，建立了航空发动机高空熄火后，燃烧室进口参数的计算模型。结果表明，航空发动机高空熄火后燃烧室进气温度、压力和进气量骤降；飞行高度7 km，飞行马赫数0.7时，燃烧室进口温度降为266 K，压力下降到标准大气压的0.48倍，进气量下降到巡航状态的1/10。航空发动机空中熄火后，可以采取俯冲策略，将飞机的重力势能转化为飞机的动能，降低飞行高度的同时提高飞行马赫数，从而改善高空再点火环境。

本文以CFM56-7发动机单头燃烧室为研究对象，采用数值模拟计算的方法，建立了压力旋流雾化模型，开展了航空发动机燃烧室高空熄火后煤油雾化特性研究，分析了飞行高度和飞行马赫数对煤油雾化的影响。研究结果表明，煤油雾化在喷嘴下游11倍喷嘴直径的距离之内完成；在飞行马赫数为0.7时，随着飞行高度增大，煤油雾化粒径增大的幅度更加明显，煤油雾化恶化加剧，增大了航空发动机高空再点火的难度；在飞行高度为7 km下，当飞行马赫数大于0.7时，煤油雾化粒径较小，且马赫数变化对煤油雾化粒径影响较小，当飞行马赫数小于0.7时，马赫数的变化对煤油雾化粒径影响显著；降低飞行高度使得煤油雾化粒径分布指数增大，煤油雾化粒径分布均匀。

本文采用数值模拟计算的方法，建立了静止环境煤油单液滴着火计算模型，开展了高空环境煤油单液滴着火特性研究。研究结果表明，在相对较低的高温环境下，化学动力学控制液滴着火；在相对较高的高温环境下，传热传质控制液滴着火。研究了环境温度、氧气质量分数、环境压力和液滴初温对煤油单液滴的着火特性的影响。研究结果表明，提高环境氧气质量分数、增加液滴初始温度可以降低液滴着火延迟时间；提高环境氧气质量分数和环境压力可以拓宽液滴着火直径范围。

本文采用数值模拟计算的方法，开展了利用航天级过氧化氢分解产生的高温富氧射流进行高空再点火。高温富氧射流不仅可以提供点火能量，而且可以提供富氧环境，有利于低温低压极端环境的高空再点火。该点火过程可以分为三个阶段：局部高温区初步建立、煤油蒸汽快速积累和火焰快速传播。点火过程包括两条火焰传播路径：当点火射流动压较大时，煤油蒸汽在火焰筒内侧积累，火焰从火焰筒内侧发展；当点火射流动压较小时，煤油蒸汽在火焰筒外侧积累，火焰从火焰筒外侧发展。研究结果表明，在温度为288K，压力为7.4 × 10⁴ Pa的高空条件下，利用98%过氧化氢分解的高温富氧射流进行高空点火，当空燃比为13.4且射流与气膜冷却空气的动压比大于0.374，或者空燃比为17.4且射流与气膜冷却空气的动压比大于0.281时，高空再点火成功；在可以成功点火的空燃比下，存在点火成功的动压比下极限，动压比小于此极限的富氧射流点火失败，空燃比越低，此极限越低。