随着推进技术的发展和环保意识的加强,无毒、无污染、高性能和低成本的绿色推进剂已是21世纪液体推进剂发展的重要方向。N₂O因具有无毒、自增压、相容性好等优良特性被作为未来极具发展潜力的新一代氧化剂,可与烷烃、氨等燃料复合制备绿色推进剂。本文基于能量与安全性能指标的考量,选取相对安定的可燃气体Q与N₂O进行匹配,并加入能量较高的烷烃制成不同系列的复合燃料,对系列配方的燃烧爆炸安全特性进行研究。基于C-J理论对N₂O基复合燃料系列配方的爆轰参数进行了理论计算;设计实验装置对复合燃料的燃烧爆炸特性开展了研究,并与理论计算结果进行了对比。结果表明,N₂O基复合燃料系列配方理论计算爆速为2503m/s²539m/s,爆压为3.8MPa³.91MPa,其中烷烃含量为1.9%时爆速和爆压最大。N₂O基复合燃料在配有螺旋加速环的管道中更容易发生燃烧转爆轰,火焰阵面呈对称的Tulip结构;火焰锋面稳定速度为2243m/s²508m/s,爆炸压力为3.5MPa⁶MPa,爆速为2000m/s²500m/s,其中烷烃含量为1.9%的复合燃料的火焰锋面速度、冲击波速度和超压最大,理论计算和实验结果基本一致。采用两种燃烧爆炸能量测量装置,对N₂O基复合燃料的燃爆能量进行研究。结果表明,燃爆能量随烷烃含量增加先增加后减小,其中烷烃含量为3.8%的复合燃料燃爆能量达到最大,为5692.32J/g,加入烷烃有利于促进复合燃料的能量释放,提高燃烧效率。通过实验对N₂O基复合燃料爆轰传播的临界直径进行研究。结果表明,烷烃含量为0、1.9%、3.8%、5.6%的复合燃料的临界直径范围为1.2mm²mm,烷烃含量为7.5%的复合燃料临界直径大于2mm,在实验范围内,烷烃含量对N₂O基复合燃料的临界直径的影响较小。