高性能飞行器在我国国防领域扮演着重要角色,它的设计理论十分复杂。通常将所受气动多维力作为飞行器的重要设计依据,而其准确测量离不开测力方法的选取。本文针对大尺寸、大长径比飞行器模型在进行风洞试验时存在的支撑系统设计、测力方法选择等诸多难题,以压电传感器作为核心测试元件,采用一种结合张线支撑和尾部支撑的组合支撑方法,建立了基于组合支撑的气动多维力测试系统。首先,针对大尺寸、大长径比飞行器模型在风洞试验中存在的测力方法选择问题,提出了使用组合式支撑的气动多维力测量方法;建立了张线空间角与两个平面角之间的关系,并在此基础上,根据静力学平衡原理,建立了基于组合支撑的气动多维力测量方法的力学模型;在先验试验和有限元分析的基础上,对已有的基于组合支撑的测试系统结构进行了改进,为后续实验验证提供了理论支撑和设备保证。其次,完成传感器设计后,为保证各传感器的输入输出比值相同,对测试系统中所使用的压电传感器进行标定,得到传感器的静态性能指标;为提高解算效率,利用MATLAB编写了基于组合支撑的气动多维力测量数据处理软件;为探究测试系统的相关性能指标,利用砝码加载的方式完成了测试系统的静态标定实验;针对标定实验中出现的各维度输出的耦合现象,分析了产生此类问题的主要原因并采用最小二乘法对实验结果进行数据处理,提高了系统的测量精度;在测试系统X、Y、Z三方向开展锤击实验,得到了各方向的幅频特性曲线。最后,为评价所得到测量结果质量的高低,对测试系统的不确定度进行了研究;对测试系统中各种不确定度按照评定方法进行分类,并按照相应的计算方法得到其不确定度;对测试过程中不确定度的传递进行计算研究,得到了各维度的标准及扩展不确定度;对最终得到的不确定度进行分析,重点研究了影响不确定度的主要因素。通过以上研究,针对被测对象为高马赫风洞中的大尺寸、大长径比的飞行器模型,提出了基于组合支撑的气动多维力测量方法,进行了测试系统的标定,并利用相关精度指标对测量结果进行了评价,验证了该方法的可行性,为该方法在风洞试验中的应用打下基础。相关理论工作在提高飞行器气动多维力测试技术水平、促进传感器与模型融合制造方面具有重要的科学研究意义。