本文以实验研究为主,结合理论分析对超燃冲压发动机再生冷却通道内近临界压力区的传热特性和热声不稳定特性进行了系统的研究。实验中采用单直圆管内的对流换热过程模拟超燃冲压发动机再生冷却过程,采用电加热方式模拟燃烧室的壁面热流,实验管尺寸、入口流量、加热热流和实验压力等与实际工况尽可能保持一致。研究了再生冷却通道内近临界压力区煤油传热特性。近临界压力区的传热过程可分为入口段传热、一般传热和拟沸腾传热。入口效应在入口段传热起主导作用,与流动状态和拟沸腾传热相互作用共同影响入口段传热。近临界压力区拟沸腾现象与亚临界压力下的沸腾现象类似,会显著增强再生冷却通道内的对流换热过程。拟沸腾传热特性与流动状态密切相关,层流流动中,拟沸腾现象发生时传热显著增强,加热面温度仍高于流体拟临界温度;湍流流动中,拟沸腾现象发生时传热大大强化,加热面温度甚至会低于流体拟临界温度。首次系统研究了超燃冲压发动机再生冷却通道内的热声不稳定现象。实验结果表明亚临界压力和近临界压力区都会发生热声不稳定现象。通过壁面温度分布推断流动状态建立了热声振荡模型,提出了热声不稳定现象的产生机理,即实验管出口处流动状态转变激发正反馈过程,进而发展形成热声不稳定现象。采用实验数据对热声不稳定现象的产生机理进行了验证,并对热声不稳定现象进行了分类,分别为冲击型,冲击-脉动型和脉动型。研究了再生冷却通道热声不稳定度。提出了评估再生冷却通道热声不稳定度的方法,结果表明增大实验压力会抑制热声不稳定现象的发生,而增大入口流速和提高入口温度会促进热声不稳定现象的发生。但入口温度较高时,入口温度的升高导致热声不稳定区域显著减小,当入口温度高于一定值后,热声不稳定现象不再发生。随着实验压力的增大,热声不稳定区域对应的亚拟临界数和跨拟临界数显著增大。提出了预测热声不稳定区域分布的经验公式,预测偏差低于30%,为再生冷却通道热声不稳定度评估提供依据。研究了热声不稳定现象对再生冷却通道内流动压降和传热特性的影响。揭示了热声不稳定现象对再生冷却通道内流动压降和传热特性的影响规律,得到了近临界压力区(2.5 MPa–4.0 MPa)煤油的稳态传热和热声不稳定传热经验公式,预测偏差低于20%,为超燃冲压发动机再生冷却通道设计提供依据。