爆震燃烧近似为等容燃烧,理论热循环效率高于等压爆燃燃烧,在超声速推进系统中具有潜在的应用价值。本文采用实验研究与数值模拟手段,对扩张流道中超声速预混气热射流起爆典型过程、起爆特性开展了系统深入的研究。实验研究起爆的典型过程表明:热射流诱导的弓形激波在扩张壁面反射后出现激波分叉现象,高温高压热射流以及弓形激波后诱导燃烧促使了爆震波的形成,边界层的影响使得起爆的爆震波为局部爆震波。通过改变来流条件以及热射流条件进行起爆特性研究,结果表明:当量比较高时起爆的爆震波面极易发生过驱前传,当量比较低时起爆难度加大,在热射流作用下发生二次起爆与熄爆;来流温度的降低使得局部爆震的区域变窄,同时增强了爆震波抑制吹除的能力;热射流位置靠近扩张壁面前方时局部爆震面更宽,熄爆后不易发生二次起爆;热射流直径减小使得起爆时间更长。利用块结构自适应网格加密程序开展数值模拟,分析典型起爆过程表明:在扩张流道中,弓形激波反射形成马赫杆强度增大;弓形激波在扩张面反射形成三波点及分离激波,前移发展的分离激波与马赫杆的相互作用加快了爆震波的形成;形成的爆震波过驱度小,接近为CJ爆震波面。通过改变射流条件和流道的构型研究起爆特性,分析表明:热射流位置靠前不利于稳定爆震波面的获得,热射流位置靠后不利于爆震波面的形成;热射流宽度较小能获得较为稳定的爆震波面,但起爆时间延长;扩张角度对爆震波面的前传影响大,扩张角增大后爆震波前传速度明显减小,获得的爆震波面更接近CJ状态;流道高度增加后,热射流的穿透度有限,在扩张壁面的弓形激波反射强度变弱,不利于爆震波的起爆。