运行在大气层中的高速飞行器,如再入航天器、临近空间高超声速飞行器和火星探测器等,由于与大气层的剧烈摩擦作用,表面会产生一层致密的等离子体包覆,通常被称为等离子体鞘套,它会影响电磁波的传播,导致通信“黑障”现象。为了精准控制和跟踪飞行器,确保飞行安全,缓解/消除通信“黑障”具有重大意义。采用磁场调控等离子体鞘套缓解“黑障”是一种具有创新性和应用前景的方法。然而,要使磁场发挥作用,需要较大尺度特斯拉量级的磁场,使用稳态磁场需要的储能很高,导致系统的重量大、有效载荷率低。为了降低系统的重量,本文提出使用脉冲强磁场调控等离子体鞘套缓解/消除通信“黑障”的方法。本文将通过开展脉冲强磁场调控等离子体鞘套的实验研究,揭示脉冲强磁场对等离子体鞘套的调控规律,给出等离子体鞘套与磁场之间的匹配关系,探索脉冲强磁场调控等离子体鞘套缓解/消除通信“黑障”的应用技术。在总结等离子体鞘套物理特性和特征参数的基础上,通过分析等离子体鞘套地面模拟的定标率,给出了模拟等离子体鞘套电磁特性的关键参数,并使用多通道级联电弧等离子体源产生的高密度、强碰撞、大尺寸等离子体射流模拟了等离子体鞘套。为了使脉冲强磁场发挥调控作用,基于磁流体力学原理提出了磁场需求:在调控区磁场的幅值＞2 T、顶宽＞10 ms,磁力线与射流保持垂直。设计了脉冲磁体,并对脉冲磁体进行了多物理场耦合分析,确保了磁体稳定、可靠地工作。测量结果表明脉冲磁体可在实验区产生所需的脉冲强磁场。为脉冲磁体研制了平顶脉冲电流源。为了解决电容器组、脉冲成形网络的能量利用效率低与顺序触发脉冲成形网络（SFPFN,Sequentially Fired Pulse Forming Network）在重电感负载条件下开关器件击穿风险高的问题,提出了改进SFPFN的技术方案。研究了实现该方案的关键技术,包括脉冲大电流条件下晶闸管的可靠运行技术、重复开关模式下续流二极管的可靠运行技术以及过电流保护策略。实验验证了这些关键技术,改进的SFPFN在脉冲磁体上产生了峰值30 k A、平顶宽度12 ms的脉冲大电流。为了研究脉冲强磁场对等离子体鞘套的调控规律,设计和搭建了等离子体的光学诊断平台。基于Hβ谱线的斯塔克展宽法给出了初始状态的等离子体密度,采用高速相机采集的等离子体光强演化表征了等离子体密度分布的演化,使用回归分析建立了等离子体光强与密度之间的关系。在此基础上,研究了脉冲强磁场作用下等离子体鞘套的演化过程及其动力学机制,并对脉冲强磁场调控等离子体鞘套的效果进行了分析。在脉冲强磁场的作用下,等离子体主要被约束在磁场作用区域的上游,下游的局域等离子体密度显著降低。当初始等离子体密度为1×1019 m-3时,磁场作用后1 ms～13 ms内,局域等离子体密度下降了50%以上,验证了脉冲强磁场调控等离子体鞘套缓解通信“黑障”的有效性。基于相邻帧间差分法与二维傅里叶分析研究了脉冲强磁场作用下等离子体鞘套中的漂移波和输运,并研究了磁场与初始等离子体参数对调控等离子体鞘套的影响规律。发现随着峰值磁场的增强,磁场对等离子体的约束更强,等离子体的密度下降得更多、下降区域更大,但是当磁场增强到一定程度后,磁场的作用出现饱和。当初始等离子体的密度为1.8×1019 m-3时,饱和磁感应强度为1.5 T。发现等离子体中波和输运的速度与磁感应强度成反比。同时,为了增强脉冲磁场调控等离子体鞘套的效果,需要提高等离子体的密度、降低等离子体的碰撞频率,并抑制等离子体中的漂移波和输运。通过增强磁场、降低脉冲的纹波能够抑制等离子体的输运。本文的研究为脉冲强磁场调控等离子体鞘套缓解/消除通信“黑障”奠定了较好的理论和技术应用基础。