气膜冷却作为一种高效的冷却技术,目前已广泛地应用于燃气轮机燃烧室的热防护当中。本文中建立了基于压力敏感漆（PSP）技术的平板气膜冷却实验平台,并成功测得姊妹孔的绝热气膜冷却效率;为了研究气膜冷却机理,数值研究以分析姊妹孔的流动特性。对比分析主孔与侧孔射流角度对姊妹孔气膜冷却效率的影响。相比于单圆孔的面平均气膜冷却效率,侧孔顺流且展向角β₁=15°的逆流姊妹孔CASE6在中吹风比（BR=1）时可提高407%,侧孔顺流的逆流姊妹孔CASE4在高吹风比（BR=1.5,2）时可提高575%、736%。姊妹孔的侧孔射流的肾形涡对（CRVP）可抑制主孔射流CRVP。中、高吹风比下,CASE4与CASE6的主孔逆流所形成的气膜将侧孔射流覆盖在下方,冷却射流更容易附着在壁面上,气膜冷却效果更佳。分别研究了两类侧孔展向角β₁=15°的逆流姊妹孔在3种孔间距下的气膜冷却效果。研究发现逆流姊妹孔在低吹风比（BR=0.5）下的气膜冷却效率随孔间距的增加而降低,但侧孔顺流的逆流姊妹孔随孔间距的增加可在高吹风下获得更好的气膜冷却效果。高吹风比下,姊妹孔的涡核心随孔间距的增加而降低,冷却射流贴壁性更佳,气膜冷却效果更好。对比四种无展向角度的姊妹孔在孔径比（AR）为1、2时的气膜冷却效果,研究发现AR=2的标准顺流姊妹孔在低吹风比下的气膜冷却效果最佳;但中、高吹风比下,侧孔顺流且AR=1的逆流姊妹孔CASE14气膜冷却效果最佳,冷却效率相比圆孔最高可提高11.31倍。AR=1时,侧孔射流CRVP在高吹风比下对主孔射流CRVP的抑制效果更佳,涡核心更接近壁面,气膜冷却效果更佳。