气液同轴离心式喷嘴在低温无毒双组元液体火箭发动机中得到了广泛应用，但对其雾化机理和燃烧特性的认识还非常欠缺。这种喷嘴在一定的结构和工况参数下会出现自激振荡现象，自激振荡会激发不稳定燃烧。本文采用理论和试验相结合的方法对气液同轴离心式喷嘴的雾化机理、雾化特性、自激振荡特性、自激振荡机理和喷嘴燃烧特性进行了研究。　　首先，对同轴环缝气体作用下锥形液膜进行了线性稳定性分析。建立同轴气体作用下锥形液膜的雾化模型并推导得到液膜表面波发展的色散方程。结合无粘理论与液膜厚度的经验公式，建立了离心式喷嘴喷雾参数的预估模型。通过对色散方程的数值求解分析锥形液膜和同轴气体作用下锥形液膜的失稳破碎过程。针对离心式喷嘴，分析了喷注压降、反压、喷嘴等直段长度和喷嘴直径对表面波发展的影响。针对气液同轴离心式喷嘴，分析了环缝气体对表面波发展的影响。发现工况不同，液膜的主导表面波模式也不同。液膜可以由正弦模式表面波主导，也可以由正弦模式和曲张模式共同主导。正弦模式表面波波速略小于液膜运动速度，而曲张模式表面波波速等于液膜运动速度。反压会促进表面波发展，而喷嘴等直段会抑制表面波发展。液膜表面波的发展主要与气液相对运动速度有关。　　第二，对气液同轴离心式喷嘴自激振荡的产生机理进行了研究。研究了喷嘴缩进、气核尺寸以及工况参数对喷嘴内部流动、喷雾形态和自激振荡频率和强度的影响。总结提出了自激振荡的产生机理，并用反压对自激振荡的影响规律进行了验证。结果表明：喷嘴缩进室内部的流动分为了三种模态：外混流动、临界流动和内混流动。一旦流动处于临界流动，自激振荡就会发生。当流动模态逐渐偏离临界流动时，自激振荡得到抑制，当流动模态逐渐靠近临界流动时，自激振荡得到增强。当自激振荡发生时，气核尺寸较大的喷雾呈“圣诞树”形分布，气核尺寸较小的喷雾呈“串”形分布。K-H不稳定是激发自激振荡的必要条件，当K-H涡强度足够克服液体惯性时，自激振荡就会发生。缩进使喷嘴内部流动处于临界状态可能会增强K-H涡。　　第三，研究了气液同轴离心式喷嘴非定常雾化特性。分析了离心式喷嘴和气液同轴离心式喷嘴的稳态雾化特性，在此基础上分析了喷嘴自激振荡和喷嘴缩进对雾化特性的影响。结果表明：从喷雾空间分布的角度看，自激振荡对雾化是有利的，因为它能增加喷雾锥角并使喷雾的质量流率分布变得更加均匀。但是从雾化性能的角度看，自激振荡对雾化是不利的，因为当自激振荡发生时，沿径向所有位置SMD均呈增加趋势。喷嘴缩进主要通过诱发自激振荡来影响气液比较低时的雾化过程，造成喷雾GSMD随缩进长度增加而增加。当气液比较大时，自激振荡得到抑制，缩进没有显著影响。　　最后，研究了喷嘴缩进对气液同轴离心式喷嘴燃烧特性的影响。研究了喷嘴有缩进和无缩进的燃气发生器在工况大范围变化时的燃烧特性，分析了缩进对燃气发生器燃烧性能和燃烧稳定性的影响。结果表明：随着气液比的增加，燃气发生器逐渐从稳定燃烧发展为低频不稳定燃烧。低频不稳定燃烧是由三岔火焰在两个喷嘴之间的回流区内前后振荡引起的。喷嘴缩进能够显著提高燃气发生器的燃烧效率，对燃气发生器有利，但是喷嘴缩进对燃气发生器的燃烧稳定性不利。因为虽然喷嘴缩进抑制了低频不稳定燃烧，但是同时也诱发了中频不稳定燃烧。低频不稳定燃烧不全是由供应系统与燃烧过程耦合产生的，燃烧过程本身也可以产生低频不稳定。当气体供应流量较大时，供应系统的中频振荡也会对燃烧过程由显著影响，形成中频不稳定燃烧。