固液混合推进是将不同相态的燃料和氧化剂分开储存的推进系统，其综合了液体推进技术和固体推进技术的特点，具有高安全性，高可靠性，低成本，绿色环保，以及推力容易调节，可以实现关机和重新启动等优点，在低成本发射和天地往返航天器的动力推进领域应用前景十分广泛。目前用于混合推进的固体燃料主要有石蜡基燃料和HTPB基燃料两种类型，但是石蜡基燃料耐受温度环境和力学环境的能力差、HTPB基燃料的退移速率低，严重制约了混合推进技术的工程应用。针对这一问题，可以通过在石蜡和HTPB中添加纳米高热值金属材料和具有高导热、高辐射吸收材料来提高燃料的燃烧退移速率，但是退移速率的改善程度尚达不到工程的需求，高退移速率提升成为混合推进技术工程化的关键。由南京理工大学提出的燃料局部结构自解体新概念是一种通过结构改善燃料退移速率的技术途径，但是结构自解体原理和理论尚未建立起来，燃料的燃烧规律尚未系统掌握，因此本文以石蜡和燃料颗粒复合而成的燃料为验证燃料，开展了石蜡基复合燃料的燃烧特性、规律和机理研究，实验验证了结构自解体概念的正确性和有效性，获得了添加颗粒对石蜡基结构复合燃料燃烧性能的影响规律，建立了可燃颗粒-石蜡基复合燃料结构自解体模型，并且对石蜡基燃料的力学性能进行改性。研究工作取得在以下几个方面成果:
　　(1)设计和完善了实验系统和分析方法，解决了清晰观察燃料径向和轴向的燃烧火焰结构和精确测量燃料退移速率的难题，燃烧室压力和氧化剂流量控制精度分别达到3％和1％左右，燃烧室压力适用范围为0.1MPa～2.5MPa。
　　(2)研究了54＃、58＃、62＃和66＃4种牌号的粗晶石蜡和58＃、60＃、70＃和90＃4种牌号的微晶石蜡的燃烧性能和力学性能。研究结果表明:石蜡燃料的退移速率随着其熔点的增高而降低，力学性能随着熔点的增高而增大，58＃粗晶石蜡综合性能最好。
　　(3)研究了石蜡燃料的改性方法以及改性石蜡基燃料的力学性能和退移速率。研究结果表明:纳米级纤维提高燃料力学性能的效果明显好于微米级纤维，使石蜡晶体明显减小的高分子添加剂可以显著提高石蜡基燃料的力学性能;燃料配方的熔化液体粘度与退移速率之间满足幂函数关系，通过对燃料熔化液体粘度的测量和调配可以预测和控制燃料配方的退移速率，简化研究过程，为制备力学性能和燃烧性能双优的石蜡基燃料提供依据。
　　(4)设计了添加不同质量分数和粒径的聚乙烯、双基药和镁粉颗粒的可燃颗粒.石蜡基复合燃料配方，获得了复合燃料在不同氧化剂质量密流和1MPa下的退移速率和燃烧规律。研究结果表明:添加颗粒质量分数高，粒径小的可燃颗粒-石蜡基复合燃料的结构自解体现象更加明显，其退移速率和质量消耗率更高。添加质量分数10％聚乙烯颗粒的燃料配方退移速率相对于纯石蜡提高了23.0％，添加质量分数20％柱状药和球扁药颗粒的燃料配方退移速率相对于纯石蜡分别提高了49.8％和61.6％，添加质量分数15％20μm镁粉颗粒的燃料配方相对于纯石蜡退移速率提高了59.0％。
　　(5)开展了不同氧化剂流量和燃烧室压力下的可燃颗粒-石蜡基复合燃料平板燃烧实验，研究结果表明:较大的氧化剂流量有助于形成更大的湍流混合效果，促进燃料的结构自解体效果;高的燃烧室压力使燃烧火焰面与燃料表面贴合更紧密，增加燃烧火焰面向燃料表面的热反馈，有利于可燃颗粒-石蜡基燃料形成结构自解体现象。根据可燃颗粒-石蜡基复合燃料的燃烧特点，建立了适用的结构自解体燃烧模型，得到的计算结果与实验结果变化趋势基本一致。利用NASA-CEA计算程序分析了石蜡基体燃料和可燃颗粒-石蜡基复合燃料配方的化学推进性能。