涡轮冲压组合发动机以其兼具远程作战能力和良好的经济性能而备受关注。多模态冲压燃烧室是涡轮冲压组合发动机的关键部件,需兼顾涡轮模态和冲压模态苛刻来流条件组织高效燃烧。本文提出了集混合扩压、供油、稳定和冷却于一体的火焰稳定和高效燃烧组织技术,采用试验及数值模拟相结合的方法,开展了多组件一体化设计稳定器的性能研究。主要研究成果包括:1.分析了一体化设计多模态冲压燃烧室的燃烧组织技术难点,搭建了能够模拟多模态冲压燃烧室宽范围变化气、热来流条件的试验平台,建立了试验测试系统,提出了有效的图像处理方法,建立高精度、低消耗的数值模拟方法。2.开展了中心扩压与值班点火一体化设计,提出了中心截锥与中心台阶两种值班点火方案,匹配离心式与直射式两种喷嘴结构,进行了两种值班点火方案的流动特性、点火和熄火特性、点火过程及火焰扩张研究,获得了中心截锥和中心台阶值班稳定器点火性能随速度、温度、含氧量和突扩高度的变化规律。研究结果表明,在50～200m/s、600～900K来流条件下,80mm截锥高度下的流动损失最小;30mm台阶高度下的点、熄火边界最宽。3.开展了喷油、稳定和冷却一体化径向稳定器的燃烧特性研究。利用预混来流条件开展了不同气动、结构参数对V型稳定器火焰扩张的影响研究;采用高速摄影及增强型梯度法火焰图像处理技术,开展近距离耦合喷油的一体化稳定器燃烧特性测试,研究了气动参数及喷油方案对稳定器下游燃油分布和火焰结构影响的规律;提出一种带有新型复合式冷却结构的火焰稳定器,分析了冷却气量对稳定器下游流场特性、火焰结构和壁温分布的影响。4.为加强高温、高速来流中火焰的周向和径向传播,提出一种带有楔形凸台扰流结构和一种带有三角型凸台扰流结构的一体化径向稳定器,对带凸台扰流稳定器的流动和燃烧特性研究表明,在不明显增加燃烧室流动阻力的前提下,相对于无凸台结构,楔形凸台扰流结构可以使火焰扩张比增大5.2%-29.4%,而三角型凸台扰流结构可以在相同进口条件下,将燃烧室出口温度提高40K以上。5.在50～200m/s、600～900K的来流条件下,开展了中心值班稳定器与径向稳定器的匹配研究,对不同槽宽、倾角径向稳定器与中心值班稳定器匹配下燃烧室流动、点火和熄火及火焰传播特性的研究表明,30mm槽宽和30°后倾角的径向稳定器与中心值班稳定器的匹配方案具有低流阻、宽点熄火范围及火焰传播快速的优势。本文研究成果为多模态冲压燃烧室高效低阻的组织燃烧提供技术支撑。