水反应金属燃料冲压发动机是利用水下推进器外部的海水作为氧化剂,与发动机自身携带的金属燃料发生反应的一种新型的水下动力装置。水反应金属燃料具有很高的能量特性,能明显提高发动机的承载燃料能力,是水下超高速推进系统的最佳能源选择。本文首先阐述了水反应金属燃料体系,金属燃料的反应机理和金属燃烧的基本理论,提出适合水冲压发动机的热力计算和性能计算模型;其次,利用自编的水冲压发动机能量性能计算程序,对不同配方的水反应金属燃料进行能量特性计算,分析配方材料对燃料能量性能的影响,分析两相流影响条件下的水反应金属燃料的比冲性能;然后,通过对程序计算结果的分析,得出发动机比冲、推力系数等性能参数的速度特性、深度特性及调节特性。本文还针对多种不同配方的水反应金属燃料根据不同的设计条件,设计成理想的水冲压发动机,分析比较各个发动机的综合性能,并与同设计条件下的传统固体火箭发动机的性能进行对比,充分证明水反应金属冲压发动机的性能优势。本文的研究方法及结果可以为水反应金属燃料冲压发动机的研究与设计提供一定的理论指导。