凝胶燃料兼具液体燃料和固体燃料的优势，在新型推进技术中具备广泛的应用前景。其中有机低分子胶凝剂相比于传统胶凝剂用量少，且制备的凝胶性能优异而备受关注。因此本文以有机低分子胶凝剂LMWG，以高密度燃料HD-01、HD-03和QC，航煤RP-3为基础燃料制备了多种凝胶燃料。为了提高燃料的能量和密度，选取热值高而成本低的纳米铝颗粒为含能添加剂，制备了含有高能纳米铝颗粒的高密度凝胶燃料，系统研究了其基本物理化学性能和流变性能。
　　胶凝剂LMWG在四种碳氢燃料中的最低凝胶浓度都低于1%，显示出优异的胶凝性能。扫描电子显微镜研究表明LMWG在燃料中自组装成纤维结构，并通过纤维的堆积缠绕形成了三维网络结构。研究了LMWG的加入对燃料基本物理和化学性能的影响。发现由LMWG制得的凝胶燃料具备热可逆性。随着胶凝剂浓度的增大，凝胶体系的相转变温度、密度和物理稳定性也逐渐增大。LMWG/QC和LMWG/HD-03物理稳定性最好。流变学测试表明四种凝胶燃料均表现出明显的剪切变稀特性，且黏度随着胶凝剂浓度的增大而增加。LMWG/QC凝胶燃料的黏度最大，其次是LMWG/HD-03。应变扫描和频率扫描发现LMWG/QC的机械强度最高，这与物理稳定性测试及黏度曲线测试的结果一致，具有更高强度的凝胶燃料由于内部结构更稳定，抗变形能力更强，因此具有更高的黏度和更好的物理稳定性。研究证实了LMWG作为燃料胶凝剂的可行性。
　　添加纳米金属颗粒是提高液体燃料能量的有效方式，但是面临纳米颗粒无法稳定分散的问题。本文制备了含有纳米铝颗粒的LMWG/HD-01凝胶燃料，研究了胶凝剂含量和铝粉含量对燃料基本物理化学性质和流变性能的影响。结果表明，纳米铝颗粒在LMWG/HD-01凝胶燃料中稳定分散，可以在施加剪切力或加热的条件下实现凝胶态与液态的相互转变。铝颗粒的加入显著提高了燃料的密度、体积热值和黏度。同时也显著增强凝胶体系的机械强度和结构稳定性，但燃料依旧保持良好的剪切变稀特性，并且无法恢复至受剪切作用前的状态。