近年来,临近空间飞行器的研究已经成为航空领域的热点。高超声速临近空间飞行器飞行过程中须在一定高度和马赫数下进行动力转换,此过程相对容易发生事故,由此带来临近空间载人飞行器高空大马赫数下的救生问题。超声速弹射救生一般采用密闭式救生系统,本文采用数值模拟方法对密闭式弹射座椅的气动特性进行了研究,主要内容包括以下几个方面:(1)讨论了超声速流场数值计算方法,对典型钝头体模型圆柱外绕流进行数值模拟,验证了数值方法的正确性;(2)将验证过的数值方法运用到密闭式弹射救生系统的研究中,选取30km高空,Ma=4的计算工况,数值模拟了迎角为0°,侧滑角为0°时不同外形参数下座椅流场分布情况,确定了合适的座椅外形;在选定外形的基础上,进一步计算了迎角为-90°~90°,侧滑角为0°~50°范围内座椅气动特性变化规律,静稳定性分析表明无稳定装置的密闭式弹射座椅极易发生旋转;(3)设计了稳定板和稳定杆两种硬式稳定减速装置,对其稳态流场计算结果对比分析可得,稳定杆相较于稳定板能在大范围姿态角内改善座椅的气动特性,并使座椅在迎角为0°时处于静稳定状态,适合作为密闭式弹射座椅的稳定装置;(4)建立了人椅系统空中六自由度运动方程,采用了基于静态网格的准定常方法和基于动态网格的非定常方法,分别利用UDF耦合求解了六自由度方程和N-S方程,得到了座椅的动态稳定性能。结果表明,两种方法计算结果在俯仰方向吻合较好,均可用来进行座椅的动态计算,且本文所设计的稳定杆系统对座椅的俯仰稳定性和偏航稳定性均有良好的改善作用。