为了解塞式喷管工作特性,发展适合应用的塞式喷管,该文采用实验和数值模拟手段,对塞式喷管的一些重点和难点问题进行了研究,主要包括如下几方面: (1)设计方法:为了设计优化的塞式喷管型面,该文提出了塞式喷管型面设计的全程优化方法.该方法的本质是对塞式喷管进行飞行工作过程的模拟,以总冲最大为优化目标进行参数化优化设计.这种方法在实际的应用中可以进行改进.该文给出了典型优化过程,以及优化的塞式喷管高度特性,并与Rao喷管和钟型喷管进行了比较. (2)喷管构型:为了寻求更高性能和易于工程应用的塞式喷管,该文提出了一种内喷管为轴对称喷管、塞锥为凹面的瓦状塞式喷管.然后进行了热试研究、冷试研究和数值模拟研究. (3)实验研究:该文进行了三阶段实验研究.首先,针对单元塞式喷管,利用固体推进剂进行高低空模拟实验;其次,采用气氧/酒精为推进剂,对瓦状塞式喷管进行了高低空模拟实验;最后,采用空气作为介质,对瓦状塞式喷管进行了冷流实验研究.(4)数值模拟:该文发展了三套适合塞式喷管研究的数值模拟软件.