针对在发动机实验环境中羟基分子标记示踪速度测量技术受到的强振动干扰问题, 通过实验研究分析了标记激光与不同流场作用时产生的辐射光谱特性, 设计了在实验中同时拍摄标记基准图像和移动图像的振动干扰抑制方法。对于一般流场, 在实验中实时拍摄标记激光瑞利散射作为标记基准图像, 而对于含有煤油大分子碳氢燃料的流场甚至是CH4燃烧场, 用标记激光诱导燃料在OH荧光辐射波段的辐射光作为标记基准图像。在超燃发动机的速度测量应用尝试表明, 两种方案均可以达到抑制振动的目的。在相对干净的流场区域, 前者得到的标记激光图像会受到壁面散射等干扰, 基准位置提取不确定度约为0.06 mm。在流场中未燃燃料含量比较丰富的区域, 后者能够得到清晰的标记基准图像, 基准位置提取不确定度可以降至0.03 mm, 与采用平均方法得到的基准位置提取不确定度相当。

为了正确评价超燃发动机试验状态, 采用自发拉曼散射技术在线测量了超燃发动机流场的主要组分。基于发动机试验条件和发动机与光学诊断技术的接口, 建立了用于发动机流场组分测量的自发拉曼散射实验系统; 测量了多车次发动机试验过程中流场主要组分的拉曼光谱; 最后, 通过光谱计算获得了流场主要组分浓度信息并重点分析了来流氧气含量及其变化情况。实验显示: 发动机试验中, 部分车次试验补氧后的来流中氧气的最大含量达到了30%, 最小含量为18%, 说明发动机试验过程中, 对补氧量的控制精确和稳定性还有待提高。结果表明: 采用自发拉曼散射技术可以较好地完成来流主要组分浓度测量工作, 测量结果可用于发动机试验数据的分析及来流补氧控制方式和控制精度的改进。