本文针对含硼固冲补燃室内部燃烧过程与燃烧组织技术,采用理论分析、数值模拟和地面试验相结合的方法开展了系统深入研究。研究目的在于了解补燃室内燃料燃烧特性和燃烧性能参数影响规律,提高补燃室燃烧效率,指导发动机燃烧组织和结构设计。研究内容可分为硼/碳颗粒点火燃烧过程理论分析,发动机数值模拟方法和地面试验方法研究,颌下进气式固冲补燃室燃烧特性研究,补燃室燃烧组织技术研究四个部分。首先,建立了硼颗粒点火燃烧全过程理论模型,分析了补燃室内硼、碳颗粒点火燃烧过程和参数影响规律。硼颗粒燃烧可分为四个阶段:点火过程、表面燃烧过程、气相燃烧过程、燃烧产物凝结过程,对上述过程和碳燃烧过程分别开展研究。在广泛应用的硼颗粒PSU点火燃烧模型基础上,进行了改进和完善,考虑了点火过程（BO）_n的平衡,燃烧过程液态硼的蒸发与沸腾等,模型物理过程更加全面。模型验证结果显示,改进模型预测精度较高,与试验结果符合较好,燃烧模型预测精度显著提高,明显优于已有硼燃烧模型。分析了燃烧过程控制机制,硼燃烧过程同时受动力学反应速率控制和氧化剂扩散速率控制,在不同工况、颗粒燃烧不同阶段存在主要控制机制的转化。分析了颗粒燃烧过程和参数影响规律,其中压强和环境氧浓度对颗粒燃烧速率影响显著。采用动力学分析软件Chemkin,对硼一次燃烧产物的气相动力学燃烧过程进行了分析,获得了气相反应发生的特征时间及气相反应发生路径。将经典形核理论和核生长理论应用于B₂O₃凝结过程,分析了参数影响规律,发现低温、高压、高凝结组分浓度、高凝结核浓度有助于提高凝结速率。建立了适用于补燃室内的碳颗粒燃烧模型。通过固冲发动机试验数据,对模型相关动力学参数进行了适用性调整。分析了碳颗粒燃烧特性和相关影响规律。其次,建立了高精度数值模拟方法和地面试验方法。固冲发动机试验方法包括地面直连式试验系统和试验数据测量处理方法。基于特征速度法得到了推进剂药柱燃烧截面积变化曲线和实时燃烧效率曲线。建立了补燃室燃烧过程数值方法。通过试验数据对数值模拟方法进行了验证。先后通过超声速喷管中水蒸气的凝结试验数据、乙烯/氧气发动机试验数据和本文贫氧推进剂直连式试验数据对模型和数值模拟方法进行了验证。验证结果显示,本文数值模拟方法精度较高,压强与推力预示误差分别在6%和10%以内。该数值模拟方法可靠,可以用来进行补燃室内燃烧过程分析。再次,综合运用上述研究方法针对颌下进气式固冲补燃室开展燃烧特性研究,设计了旋流掺混器及其改进型,探索了旋流构型的燃烧特性。颌下进气式固冲补燃室燃烧组织困难,基础构型燃烧效率仅52.84%,原因在于硼点火困难,掺混效果差。旋流有助于增强掺混,形成的回流区有利于点火,环形气流同时可提高热防护能力。因此本文设计了一种旋流掺混器（构型I）,通过旋流掺混器形成稳定的卷吸对涡强化掺混,燃烧效率显著提高,从52.84%提高至88.14%,热防护能力也显著提高。由于构型I点火性能较差,改进了旋流掺混器,通过分级进气方式建立头部高温区,加强补燃室点火性能。在原有旋流掺混器两侧壁面开分级孔,使部分空气预先进入补燃室与燃气预先燃烧,有效提高了点火性能,促进了硼颗粒点火燃烧,补燃室燃烧效率提高至98.12%。开展了地面直连式试验研究,探索了发动机燃烧特性。试验结果显示加入旋流掺混器后,发动机燃烧效率增幅可达6.5%,达到94.54%。最后,对不同进气构型开展了燃烧特性分析,总结参数影响规律,提炼了一套燃烧组织方法。对比发现在所研究工况,燃烧性能高低依次为:双下侧进气构型>X型进气构型>双旁侧进气构型。与颌下进气式构型不同,对冲进气方式流场存在头部回流区和主流掺混区,分别用于实现点火功能和燃烧功能,燃烧组织需根据流场结构和功能开展。采用低速多喷口,三种构型均可获得较高燃烧效率（90%及以上）。基于硼颗粒燃烧模型,建立了补燃室特征长度计算方法。