航天发动机作为航天运载和战术导弹推进系统的动力装置，其可靠性直接决定了航天系统的可靠性和安全性。随着我国航天事业的飞速发展，现有的生产工艺难以保证航天发动机更高的可靠性要求，因多余物问题造成航天事故多次发生，因此开展航天发动机的多余物检测工作至关重要。本文借鉴传统PIND方法，对航天发动机多余物检测系统展开了深入研究。针对航天发动机重量大、体积大、内部结构复杂，采用传统目视和耳听检测方法效率和准确率低的问题，本文研究声发射技术和颗粒碰撞噪声检测原理，研制航天发动机多余物检测装置。设计电机转台和伺服驱动系统，提供多余物检测所需的力学试验条件；研制微弱信号调理电路和高速数据采集电路，实现试验过程的数据采集；系统软件采用VC++编程，实现多余物的自动检测和识别功能。针对PIND试验信号组成复杂，固有机械信号、电磁干扰信号等干扰脉冲导致多余物识别过程的误判漏判现象，本文提出基于能量门限的脉冲提取算法，准确获取信号的脉冲起始时刻。应用时、频域特征提取方法对PIND试验信号脉冲进行评价，实现多余物的有无判别。在此基础上，结合多余物信号随传播距离的衰减特性，提出基于多传感器同步脉冲的能量和幅值特征的空间定位方法。针对多余物信号的非线性和混沌特性，传统时、频域信号处理方法造成信息损失的问题，本文提出了基于混沌理论的粒径识别方法。为全面地描述多余物的粒径信息，选取关联维数、Lyapunov指数和K熵三种混沌特征量。应用聚类分析算法，对四种典型粒径多余物信号的混沌特征进行分类。通过实验验证了多余物有无判别算法、位置和粒径识别算法的准确性，多余物有无判别准确度大于90%，定位和粒径识别正确率大于80%，满足系统的技术指标要求。本文研究的航天发动机多余物检测技术，为多余物清理和产品筛选工作提供了理论依据，所取得的成果同样适用于航天器、导弹舱体等大型航天产品的多余物检测领域。