针对某高氯酸铵/端羟基聚丁二烯(AP/HTPB)推进剂固体火箭发动机，采用两步总包反应描述AP/HTPB的烤燃过程，建立了考虑发动机空腔自然对流的二维轴对称烤燃模型，对加热速率分别为3.6、7.2和10.8 K/h时火箭发动机的慢速烤燃行为进行了数值预测，研究了该火箭发动机的热安全性问题。结果表明，固体火箭发动机空腔内的自然对流对AP/HTPB推进剂的着火温度、着火延迟期和着火位置有一定影响，在热安全性精确分析中不可忽略。3种加热速率下，AP/HTPB推进剂的最初着火位置均出现在药柱肩部的环形区域内，3种加热速率对应的着火延迟期、着火温度及着火时壳体温度分别为30.71、20.06、18.68 h，526.52、528.10、530.64 K，和479.56、496.82、508.77 K。随着加热速率的增大，烤燃响应区域向推进剂与绝热层交界处移动，着火位置的二维截面由椭圆形变为半椭圆形。