在当前火箭基组合循环发动机、高超声速地面试验设施以及化学激光器等空天领域技术发展背景下,引射器庞大的体积规模已成为亟需突破的技术瓶颈问题。本文提出了一种可以有效减小引射器体积规模并提高引射性能的射流分割法,发明了一种二维构型多支板引射器,通过理论、试验和数值仿真相结合的方法,对多支板引射器的性能特性、流场结构、混合增压机制进行了系统而深入的研究。通过对比分析主/被动气流在引射器流道内的混合加速、减速增压过程中的尺度效应,得出将主/被动气流、混合气流等射流进行精细化分割是解决引射器体积规模庞大的一种有效手段。提出了一种基于二维支板的射流分割法,并发明了一种新型的二维构型多支板引射器,提出了多支板引射器总体参数设计、结构设计、二维支板一体化结构设计等系列方法。开展了以空气、氮气分别为主动流、被动流工质的系列化冷态试验研究,得出四支板引射器的最小抽盲腔压力Ps/Pa为0.016;负载匹配状态下的增压比为5.7～22.8,引射系数为0.154～0.008,验证了多支板引射器优越的性能特性和巨大的工程应用潜力。通过相同等效面积、不同支板数量的引射器性能对比试验,验证了支板数量的增加有助于提高引射器性能特性。在开展扩压器优化性能试验过程中,发现了扩压器前端增加适当长度的等直段有助于提高引射器启动特性;同时发现了伪激波结构的起始位置位于收缩段流道内还保持稳定启动的亚临界状态启动的新模式。发现了多支板引射器在稳定工况条件下的自突变现象,分为临界工况自突变和饱和工况自突变。其中,临界工况自突变现象发生在零负载条件下,当主动流总压接近最小自启动压力,出入口边界条件保持稳定状态,多支板引射器从启动状态突变至不启动状态。临界工况自突变现象的发生机制为当主动流总压接近最小自启动压力时,激波串的起始位置在二次喉道入口位置的临界状态,当激波串产生较大幅度的低频自激振荡时,将激波串的头部结构推入收缩段流道导致引射器流场失稳,造成引射器不启动。饱和工况自突变现象发生在负载匹配条件下,当被动流的流量接近饱和状态时,在出入口边界条件保持稳定时,被动流会从静压较低的稳定状态突跃至静压较高的稳定状态,导致被动流总压升高、引射性能降低。发生饱和工况自突变现象的原因是,当被动流流量接近饱和状态时,被动流在子通道的速度接近0.8Ma,并且由于流动分布不均匀导致局部流动速度更大,此时被动流处于跨声速状态,容易产生非定常压力波动。当主动流气体温度较低时,喷管膨胀气流容易发生冷凝现象造成引射性能下降。两者结合导致被动流流道的跨声速流场发生压力波动放大而失稳,突跃至静压升高、速度降低的低性能稳定状态。通过求解SST k–ω湍流模型的雷诺平均方程对多支板引射器开展数值仿真研究,结果表明,在无负载条件下,多股超声速主流在等截面和收缩段流道内相互作用形成复杂的“菱形波格”矩阵结构;在二次喉道流道内,上游传播的激波结构与反压引起的激波串交汇,形成复杂而新颖的伪激波头部结构;发现多支板引射器在水平对称面流场为规则激波反射,然而在竖直截面内的第一道斜激波交汇位置发生了激波在近壁面位置分叉的马赫反射;随着被动流流量的增加,主动流的膨胀程度受到抑制导致上游激波数量和强度的减少,二次喉道流道内伪激波的头部结构复杂程度降低,逐渐于传统结构相似。通过二支板和四支板引射器的仿真结果对比,主动流的横向特征尺度与水平对称面的等直段和收缩段流道的“菱形区”尺寸基本呈线性关系。但是在竖直截面内,二支板引射器主流在激波阵面和壁面附面层相互作用下形成的分叉激波尺寸上比四支板引射器的2倍还要大,呈现出非线性关系。得到了不同静压比条件下主/被动气流在等截面流道的混合增压机制。通过发明的一种高空间分辨率移动式皮托压力测量耙,实现了膨胀压缩波与混合层相互耦合的复杂真实工作状态下的多支板引射器在等截面混合流道的流场探测。通过试验和数值结果比对验证了流场探测的可行性。提出了基于皮托压力对大总压比条件下的主/被动气流沿程变化规律的几种判别模式,以及混合层主流/次流边界的定义方法。得到无负载条件下多股超声速主流在等截面流道的耦合均化机制,以及不同静压比条件下主/被动气流在等截面流道的混合增压机制。发现静压比较小,主动流与被动流的静压之差较大,受主动流膨胀挤压被动流和混合层边界增长的双重影响,混合层覆盖被动流通道的流向距离越短,被动流的增压过程越迅速;当静压比增大,主动流与被动流的静压差较小时,主动流膨胀程度受到抑制,混合层增长率受到抑制,并且沿程表现出增长率不一致的间歇性,混合层覆盖被动流流道的流向距离变长,被动流的增压过程受到抑制。