与传统武器外挂模式相比，采用内埋式武器装载后，不仅使飞机的飞行阻力大大减小，同时还会降低其雷达反射面积，因此，武器内埋式装载已成为新一代飞行器武器装载的发展趋势。但武器内埋式装载同样带来许多新的空气动力学/气动声学问题：如舱门开启或武器投放瞬间可能产生较大的动态冲击载荷，从而影响飞行器飞行性能；对于某些几何布局的弹舱，其流场不利于武器安全分离，存在机/弹相互碰撞的危险；当武器舱暴露于高速气流中时，由流动引发的压力、密度以及速度的脉动，将在武器舱内部及周围产生强烈的气动噪声，从而引发结构振动并造成结构疲劳；处于复杂流场且快速运动的武器舱舱门可能发生振动及变形，严重时甚至存在舱门被撕裂或吹飞的危险。因此开展内埋武器舱系统气动特性研究具有重要意义。本文以静态压力测量、脉动压力测量以及网格测力等手段，在高速风洞中对内埋武器舱系统气动特性进行了较全面、深入的研究，研究内容分内埋弹舱流场稳态特性、内埋弹舱气动声学特性、内埋武器出舱段气动特性以及舱门开闭动态特性等四方面。本文研究了内埋弹舱流场稳态压力分布特性以及气动声学特性随各种参数的变化规律，并对弹舱流场演化机理以及气动噪声机制进行研究；采用了几种不同的流动控制措施对内埋弹舱流场进行控制，目的是降低弹舱流场压力梯度、抑制弹舱流场引发的强气动噪声；通过网格测力试验，得到了内埋武器出舱段的基本气动特性，在此基础上，研究了几种控制方法对内埋武器分离特性的改善效果。通过动态试验，获取了舱门开闭过程中的动态载荷，研究了舱门运动对舱内流场的影响，同时对舱门分布载荷以及集中载荷特性进行了研究。本文研究结果表明：弹舱长深比L/D、来流Ma数以及弹舱前缘边界层厚度与弹舱深度比δ/D等参数对舱内稳态压力分布影响明显，是决定弹舱流场类型的主要参数；随Ma数或δ/D增大，弹舱流场类型有向开式流动转变的趋势，而随L/D增大，弹舱流场类型逐渐演化成闭式流动。笔者认为：当L/D足够大时，弹舱前、后壁附近各有一个分离尾迹区，随L/D减小，弹舱前分离区在舱内逐渐占主导地位，而弹舱后分离区逐渐萎缩，直至被前分离区吞并，正是弹舱前、后分离尾迹区的变化导致了舱内压力分布的变化，进而使弹舱流场类型发生转变。弹舱基准流场类型不同时，采用弹舱后缘修型进行流动控制对弹舱流场稳态压力分布产生影响也不同；弹舱底部安装泄压管对平衡舱内压力梯度有一定作用；采用前缘立齿或前缘射流进行流动控制时，舱内稳态压力梯度降低，弹舱流场类型有向开式流动方向转变的趋势。本文针对弹舱流场气动声学特性方面的研究结果表明：与闭式弹舱流场相比，开式弹舱流场气动声学环境较恶劣，弹舱流场主噪声源附近总声压级可达170dB以上，声压频谱曲线上存在多个不同模态的单调声，单调声以及声压能量主要集中在St＜2.5范围内。笔者认为，弹舱前缘的剪切层在形成初期包含有多种扰动因子，在声辐射激励作用下，对应弹舱自然频率fn的扰动被放大，并形成K-H涡，弹舱后壁可看成是噪声放大器，气流在该处撞击形成强烈的压力脉动，诱发产生强气动噪声的同时并产生声辐射，声辐射传播到弹舱前缘时将对剪切层产生激励，在该激励作用下，对应弹舱自然频率的扰动因子被放大，从而再次产生K-H涡，形成弹舱流场自持振荡回路。采用边界层扰动法以及气流撞击削弱法进行流动控制后，舱内主噪声源附近总声压级强度均显著降低，声压频谱曲线上主模态单调声强度大幅削弱，弹舱流场气动声学环境明显改善；采用剪切层扰动法进行流动控制对弹舱流场气动声学特性的影响与马赫数关系密切，亚声速条件下，流动控制可导致弹舱流场气动声学环境更加恶劣，跨声速时，流动控制使弹舱流场气动声学环境明显改善；采用声传播回路阻碍法进行流动控制对弹舱流场气动声学环境改善效果不明显。本文针对舱内武器分离特性及其控制的研究结果表明：内埋武器出舱段气动特性主要受弹舱流场影响，与外挂武器相比，内埋武器分离过程中的气动力特性更为复杂，武器分离初期容易出现气动力波动，存在机/弹分离安全隐患；弹舱长深比L/D变化对内埋武器气动力特性影响明显，随L/D增大，武器模型将产生较大的抬头力矩，其横航向气动力波动加剧；弹舱后缘修型对武器模型气动力特性影响较小，弹舱底部安装泄压管可使武器出舱段气动力特性得到一定程度的改善；弹舱前缘主/被动流动控制均对武器气动力特性影响明显，武器模型纵向气动力特性均有较大程度改善，有利于机/弹分离安全。本文针对舱门开闭动态特性方面的研究结果表明：静态试验获得的舱内稳态压力数据与动态试验处理得到的压力直流量整体变化趋势一致，StD数变化对舱内压力直流量整体分布规律基本无影响。舱门关闭过程中舱内测点频谱曲线上出现能量尖峰的概率较大，StD数变化对舱内测点的脉动压力系数分布影响较明显，频谱曲线则表明随StD数增大，能量尖峰有减弱的趋势。舱门表面不同位置测点动态载荷变化规律可能存在较大差异，StD变化对舱门测点动态载荷特性影响明显，舱门关闭过程StD数对舱门测点动态载荷影响更为复杂。舱门法向力系数与铰链力矩系数变化规律一致，舱门运动可能对上述集中载荷产生明显影响，舱门开启过程可能引发较大的负向附加气动载荷，而舱门关闭过程则可能引发较强正向附加气动载荷；随Ma数增大，StD数对舱门集中载荷特性影响作用降低；超声速条件下，舱门法向力以及俯仰力矩曲线存在显著波动，舱门以较快速度运动时有利于降低该波动。