超燃冲压发动机燃烧室内的高温热环境要求采用主动冷却技术。了解与分析燃烧室内高温热环境及其与冷却结构的耦合传热特性,是超燃冲压发动机主动冷却热防护结构设计的前提依据,对高超声速飞行器的发展具有重要意义。本文通过理论分析与数值模拟,对超然冲压发动机燃烧室内的复杂热环境及其与主动冷却结构的耦合传热特性进行了研究。首先,通过分析燃烧室内超声速燃烧、气动对流与辐射换热的耦合换热以及主动冷却通道的对流换热机理,建立了耦合换热模型。在此基础上,利用Fluent软件对燃烧室内的热流分布特征及冷却通道的换热特性进行了模拟研究。采用非预混合燃烧模型对超声速燃烧室内的热环境进行模拟预测。计算分析了超声速燃烧中的辐射换热作用;比较了绝热壁面、等温壁面及非均匀冷却壁面几种热边界条件下燃烧室壁面热流的分布特性。根据对超声速燃烧室内热环境及其影响因素的研究认识,初步提出了以非均匀冷却温度为壁面控制约束的主动冷却结构设计方案。通过对冷却通道内层流、湍流两种不同流态的对流换热能力模拟分析,验证了该主动冷却设计方案的可行性。通过本文的研究,为超燃冲压发动机燃烧室内复杂耦合传热的进一步研究与主动冷却技术发展提供了有价值的参考。