燃料热值是制约新型飞行器性能的重要因素。通过将纳米铝颗粒加入液体燃料中,制成含铝纳米流体型燃料,能有效提高所得两相燃料的体积能量密度。为深化对该类新型含铝纳米流体型燃料制备方法及能量释放特性的认识,本文采用实验与理论分析相结合的方法,对Al/JP-10纳米流体型燃料的制备及两相耦合燃烧特性进行研究,以期对该类燃料的实际工程应用提供理论参考和技术支撑。对Al/JP-10纳米流体型燃料的流变性及稳定性进行测试分析,探究表面活性剂类型及制备方式对该类燃料分散特性的影响规律,筛选出油酸作为最佳添加剂。为明确油酸对纳米铝的改性效果与作用机制,采用SEM、FTIR等多种现代化分析测试手段与ReaxFF分子动力学模拟方法相结合的方式,对油酸在纳米铝颗粒表面的吸附层特性及吸附机理进行研究。发现油酸分子能通过其羧基端与纳米铝颗粒表面进行化学反应形成稳定吸附层。当油酸浓度较低时,油酸产生单层化学吸附层,厚度约为1.55nm左右;当油酸浓度较高时,油酸分子会在化学吸附层外形成物理吸附层,产生化学-物理双层吸附结构。采用CO₂激光点火试验台对Al/JP-10纳米流体型燃料液滴的点火燃烧特性及团块演变机制进行研究,发现其燃烧过程存在明显的阶段性分布特征,液相燃料的蒸发燃烧发生在前期,而固相铝颗粒则主要在后期以团块燃烧的形式释放能量。随着碳氢燃料的蒸发燃烧,铝颗粒会发生团聚形成壳层结构,阻碍氧气向内扩散,从而导致内部铝颗粒燃烧不完全问题,且随着固含量的提高,该问题愈加严重。通过调整环境氧分压能有效改善燃料的燃烧不完全问题。提高环境氧分压能有效提高液相燃料及纳米铝颗粒的燃烧效率,且对固相铝颗粒的促燃效果更为明显。在高氧浓度下,固相铝团块的燃烧强度明显加强,团块燃烧过程出现铝团块的熔融及爆燃现象,使得燃烧产物表现为光滑的氧化铝致密结构。引入氧化剂AP作为纳米铝颗粒的表面包覆材料,为液滴提供局部供氧,从而提高整体燃烧效率。研究发现,采用重结晶法制备的包覆效率为60%左右。随着AP包覆量的提高,液滴中铝颗粒和碳氢燃料的燃烧效率提高。AP在燃烧过程中会发生低温和高温分解,为碳氢燃料和铝团块燃烧进行局部供氧,并产生大量气体产物冲破团块结构,从而促进铝颗粒的氧化燃烧。在实验研究的基础上,结合碳氢燃料蒸发燃烧及铝颗粒燃烧机制,建立非稳态两相耦合点火燃烧模型,并利用Matlab进行数值计算,获得不同加热温度、固含量、液滴直径下,该类燃料液滴的点火燃烧参数,所得计算结果与实验结果吻合度较好,能对Al/JP-10燃料的点火燃烧特性进行有效预测。