作为超燃冲压发动机的重要部件之一,隔离段在发动机工作中发挥重要作用。一方面,对进气道捕获的气流进行进一步的压缩,为下游燃烧室提供适合燃烧的稳定气流,另一方面,阻止燃烧室产生的高压和扰动传到进气道,避免进气道不起动的发生。隔离段的作用主要是通过内部形成的激波串实现的,因此激波串的振荡特性直接影响隔离段的安全稳定工作。上游进气道压缩气流产生的激波会进入隔离段,形成入射激波并导致隔离段内流动非均匀,进而影响激波串的振荡特性。但目前对激波串振荡特性的研究,大都是在均匀来流隔离段中进行的,没有考虑入射激波的影响。而且,发动机实际飞行过程中由于来流条件变化必然会导致隔离段入射激波连续变化,但由于通过实验实现来流条件的变化比较困难,目前还未见到对入射激波连续变化的隔离段进行实验研究的公开报道。基于现有研究的不足之处,本文设计搭建了直连式变马赫数实验系统,实现了隔离段入射激波的连续变化,依托此实验平台,研究了带固定入射激波的隔离段内激波串的振荡特性,以及入射激波连续变化对激波串振荡特性的影响,并研究了通过流动控制抑制激波串振荡。本文开展了以下几方面的研究:首先,对固定入射激波和固定背压下隔离段激波串的振荡开展了研究。根据振荡过程中激波串的非对称结构变化可以将振荡分为三种模式。入射激波引起的隔离段壁面压力梯度影响激波串的振荡强度,且影响与振荡模式无关。通过对壁面压力的相关性分析和相位分析发现,引起激波串振荡的原因是前缘激波后分离区的不稳定。上下壁面激波串前缘处的压力不同导致了激波串的非对称结构,通过计算在整个振荡过程中上下壁面激波串前缘处的压力差即可判断激波串的振荡模式。其次,对固定入射激波的隔离段中,振荡背压作用下激波串的振荡进行了研究。振荡可分为两种类型,其中Ⅱ型振荡引起的激波串振幅远高于Ⅰ型振荡,会对发动机的安全工作边界产生更大的影响。激波串的振荡是由背压变化驱动的。但Ⅰ型振荡主要受背压变化影响,受激波串上游条件影响有限,而Ⅱ型振荡是由于激波串振荡过程中经过上游激波反射点附近的逆压梯度区时产生的,激波串上游条件产生的影响更大,两种振荡过程中均伴随着激波串自身不稳定引起的振荡。背压振幅变化时,会影响两种振荡的发生与否,且对两种振荡的振幅变化产生不同的影响。Ⅰ型振荡可简化为扩张通道内正激波的振荡,进而建立背压变化量与激波串位移之间的关系式。再次,开展了变化入射激波和背压下激波串运动特性和振荡特性的研究。通过改变来流马赫数使入射激波连续变化,入射激波连续变化引起隔离段内背景波系的移动,进而引起激波串的运动。增大和减小来流马赫数以产生相反的入射激波变化过程,激波串的运动存在迟滞,引起迟滞的原因是背景波系产生的逆压梯度区导致隔离段内流场存在双解。改变来流马赫数使入射激波连续变化的同时改变背压,二者耦合作用下,激波串表现出复杂的运动,共有三方面的因素会影响激波串整体的上下游运动趋势,且各因素的影响大小会随来流马赫数和背压压比的变化而改变。改变马赫数使入射激波连续变化的同时,施加线性变化的背压,激波串运动过程中的振荡仍然是由前缘激波后分离区的不稳定引起的,来流马赫数增大会导致振荡增强。改变马赫数使入射激波变化的同时,施加振荡背压,激波串的振荡是由背压变化主导的,激波串振荡振幅变化与来流马赫数变化之间无明显关系。最后,开展了带入射激波隔离段内激波串振荡的抑制研究。通过对多种流动控制手段的对比,结合带入射激波的隔离段激波串的振荡机理,选择分布式抽吸射流装置进行研究。分布式抽吸射流装置可以减弱隔离段壁面逆压梯度并在激波串上下游之间建立负反馈通路,进而有效抑制激波串振荡强度,包括激波串自身不稳定引起的振荡和振荡背压引起的激波串振荡。虽然采用流动控制后,下游的扰动可通过射流影响到激波串上游区域,但其导致的压力振荡弱于激波串振荡引起的压力振荡。通过抑制激波串的振荡,还可以增大超燃冲压发动机的安全裕度。