航空煤油是当前航空动力装置的常规燃料。但煤油的组成异常复杂，主要涵盖链烷烃、环烷烃及芳香烃等多种碳氢化合物，加之因类型、产地、年限造成的差异，导致对其燃烧性质的实验研究与数值模拟变得极为困难。因此，试图发展包含所有组分的煤油化学反应动力学机理模型是不切实际的。目前多数研究者均采用接近实际煤油理化性质的替代燃料开展研究。在国产RP-3煤油成分分析和大量文献数据的基础上，本文提出了一个摩尔比为40%的正癸烷、42%的正十二烷、13%的乙基环己烷、5%的对二甲苯的煤油替代燃料模型。分析发现，该替代模型与RP-3煤油具有相似或相近的碳原子数、氢原子数、碳氢比、分子量、热值、粘度和密度。设计并搭建了适于测量大碳氢液体燃料层流火焰传播速度的对冲火焰实验系统。利用该实验系统测得了1个大气压下不同初始温度的单组分燃料（正癸烷、正十二烷、乙基环己烷、对二甲苯、甲苯）、四组分混合燃料以及RP-3煤油等多种燃料与空气预混气的火焰传播速度。实验结果分析发现，四组分替代燃料与RP-3煤油具有相近的火焰传播速度，表明该替代燃料模型与煤油在化学反应特性上具有相似性，从而进一步验证了替代燃料模型的合理性。以本文实验测量的层流火焰传播速度和文献中提供的大量实验数据为依据，分别发展了替代模型中四种燃料的单组分反应动力学机理。计算结果与实验数据的比较表明，四个单组分机理均能较好地再现燃料的火焰传播速度、着火延迟时间以及化学反应中间组分分布等燃烧特性。在四个单组分燃料化学反应机理的基础上，本文进一步构建了一个以RP-3煤油为目标的四组分混合燃料化学反应机理。该机理包含168种组分和1089个基元反应。通过计算替代燃料的火焰传播速度并与实验测得的RP-3煤油的火焰传播速度的对比，发现四组分替代燃料混合机理具有良好的模拟计算性能。本文还研究了替代燃料组分数量和配比不同、燃料结构的差异对火焰传播速度的影响，并就煤油着火特性和火焰传播特性进行了进一步的动力学分析。