高超声速飞行器的飞速发展,对整个飞行器的冷却问题提出了越来越苛刻的要求。主动再生冷却方式以其独有的优势受到了高超声速飞行器的青睐。这种冷却方式提高了能量的利用率,不会带来额外的质量惩罚,而且不会降低飞行器的总体性能。液氢燃料由于其固有的缺点,不能作为高超声速飞行器的冷却剂。使用既有物理热沉,又有化学热沉的吸热型碳氢燃料作为冷却剂是提高高超声速飞行器性能的有效手段,但是碳氢燃料在冷却通道内的焦炭沉积又是制约高超声速飞行器发展的关键问题。可见,研究碳氢燃料在冷却通道内的焦炭沉积问题对高超声速飞行器的发展具有重要意义。本文对超临界条件下超燃冲压发动机单个冷却通道内碳氢燃料的焦炭沉积情况进行了实验研究和数值模拟,重点分析了不同条件下冷却通道内焦炭沉积的厚度和焦炭沿冷却通道长度方向的分布情况,并且对冷却通道内特定位置的焦炭沉积进行了数值模拟,为碳氢燃料在冷却通道内焦炭沉积的研究提供一定的数据支持和经验基础。首先,建立了超临界条件下碳氢燃料在圆管内的焦炭沉积实验台,并对实验台进行了不断的改造与完善,实验精度得到极大提高;为了对焦炭沉积进行定量分析,建立了焦炭沉积测评实验台。其次,对不同条件下超燃冲压发动机单个冷却通道内的焦炭沉积情况进行了实验研究。根据实际情况,对圆管内碳氢燃料冷态流速为1.7m/s和1.28m/s两种情况进行了对比实验研究,得到了不同流速下焦炭在圆管内的沉积情况;对不同燃料在圆管内的焦炭沉积情况进行了对比实验研究,得到了两种燃料在圆管内的焦炭沉积以及分布情况;对碳氢燃料在不同材料的圆管内的焦炭沉积进行了对比实验研究,得到了不同材料圆管内焦炭的沉积及分布情况。最后,对超燃冲压发动机单个冷却通道内特定位置处的焦炭沉积情况进行了数值模拟。在特定位置处研究了冷却通道不同直径、不同焦炭颗粒直径、不同焦炭颗粒速度条件下焦炭在冷却通道内的沉积情况。