本文基于超燃冲压发动机燃烧室内液态碳氢燃料的喷注方式与喷注环境,研究了一种带有气体伴随射流的横向射流喷注方案,采用试验和仿真相结合的方法对该方案进行了系统的研究。论文主要对马赫数2.85超声速来流条件下气体伴随射流对液体横向射流穿透深度、粒径和速度分布以及流场总压恢复系数等特性的影响进行了研究,通过改变工况参数和结构参数,研究不同气体射流参数对液体射流流场的影响,为气体射流喷注参数优化奠定基础。首先,通过试验和仿真的方法对带有气体伴随射流的液体射流穿透深度进行了研究。通过分析,发现气体射流通过以下两个方面对液体射流穿透深度进行提升:一是当地液气动量通量比;二是气体射流诱导产生的流向涡结构。以此为基础,对气体喷注压降、气体喷孔直径、气体喷孔形状以及气液喷注间距等因素进行研究,得到这些参数对液体射流穿透深度的影响规律,并拟合得到来流Ma2.85条件下液体平板射流和带有气体伴随射流的液体横向射流穿透深度曲线经验关系式。对带有气体伴随射流的液体横向射流的粒径和速度特性的研究发现:气体伴随射流的加入使得D₁₀在y方向的分布由C型变为S型,并且随着流向的发展,粒径分布范围逐渐缩小,雾化混合更加均匀。对于相同的气体喷注压降,沿流向的发展,SMD在y方向的分布呈现出由S型向C型变化的趋势,并且随着气体喷注压降的增大,这种变化趋势越来越明显;对于同一个流向位置,随着气体喷注压降的增大,SMD的分布范围逐渐变大,同时在射流核心区位置,气体喷注压降越大,所测得的SMD也越大。随着气体喷注压降的增大,速度沿y方向的分布由斜I型向C型分布转变。对带有气体伴随射流的液体横向射流流场总压恢复情况的研究发现:加入气体射流后,流场总压损失情况主要取决于气体射流对来流的阻碍而形成的弓形激波的强度。随着气体喷注压降和喷孔直径的增大,射流后流场总压损失增大。对于不同气体喷孔形状,总压恢复系数:圆形孔>菱形孔>矩形孔;对不同迎风面的矩形孔的研究发现,总压恢复系数随迎风面宽度的减小先增大后减小,变化趋势较平缓。随着气液喷注间距的增大,液体射流后流场总压损失出现先减小后增大的趋势,气体射流在液体射流上游8倍气体孔径位置处液体射流后流场总压损失相对较小。