多年以来,对超声速冲击射流流场的研究一直就是研究的热点。它无论在基础研究中还是在实际应用中都具有很重要的价值。最典型的如新一代短距起飞垂直降落(STOVL, Short Take-off Vertical Land)超声速军用战斗机。这种STOVL飞机在靠近地面盘旋时产生的超声速冲击射流会影响机体的压力分布而出现升力损失。并且产生较强的声负荷和对地面的侵蚀。同时,高焓的壁面射流可能被吸入发动机的进气道进而影响发动机的性能。所以研究超声速的冲击射流变得很有意义。本文利用新一代的先进流场测量技术,粒子图像速度仪(PIV,Particle Image Velocimetry),对轴对称的超声速冲击射流流场进行了详细测量。利用两个拉瓦尔喷管研究了三种超声速马赫数(Ma1=1.754、Ma2=1.831、Ma3=2.982)和六种冲击高度(Z/D=1.5、2、2.5、3、4、5)的不同工况下的过膨胀喷管状态的冲击射流结构。首先通过实验验证了超声速冲击射流流动的非定常性,实验得出射流出口马赫数和冲击高度对流场的结构有很大的影响。研究得出流场中表征滞止区范围的平板激波位置随马赫数的增大和冲击高度的增加而靠近冲击平板。第一道马赫盘的位置与冲击高度无关,马赫数对它的影响较大。最后还发现了过膨胀状态下第一个斜激波系对平板激波的生成有较大影响。