气体射流冲击作为航天喷射技术中常见的现象越来越受到重视,而气动超声速射流冲击试验台作为安全检测设备,是保证喷射过程中的承载件的安全性和稳定性重要途径。本课题的目标是研究一种气体射流冲击的试验台,其能够通过气动实现快速击发,可以在短时间内建立实验所需射流冲击推力,且在其出口处气流需实现超声速射流,其推力范围可在一定范围内进行调节。本文主要进行了以下几个方面的工作:首先,本文介绍了气动超声速射流冲击试验台的特点及国内外发展现状。根据试验台的工作特点与性能要求确定了试验台的总体方案,并对试验台总体结构进行了设计。分析了拉瓦尔喷管工作时喷管内气流的管流特性,对喷管出口处流速、质量流量和试验推力等参数进行了计算,并在此基础上对试验台所需的拉瓦尔喷管进行了设计。其次,对拉瓦尔喷管的喷射性能进行了研究。基于CFD技术和数值模拟方法,对不同入口压力下的喷管内流场进行了数值模拟,对喷管内流道进行了优化并进行仿真验证,仿真结果表明:通过对内流场模型进行的优化处理能够达到提高喷管射流性能的效果。然后,对气动超声速射流冲击试验台击发装置的击发过程进行了动力学研究。对其击发过程中的运动部件以及管道内的射流气体进行分析,建立喷管出口实验推力变化过程动力学模型,利用MATLAB软件进行仿真,仿真结果表明:击发装置能够满足试验台快速击发的要求,同时能够建立试验所需推力。最后,对试验台关键部件进行仿真分析。利用有限元分析软件ANSYS对试验台系统进行了静力学校核、模态分析和显示动力学仿真,仿真结果表明了试验台强度能够满足使用要求,且不存在共振现象,同时击发装置能够满足试验台快速击发的要求,且击发过程安全可靠。