为掌握反应器结构参数和放电参数对大气压非平衡等离子体射流(N-APPJ)的射流长度的定量影响, 设计了多结构的针-环式电极氩气等离子体射流装置, 分别研究了放电电压、 电极间隙、 高压电极放电末端与接地电极的距离及氩气体积流量对射流长度的影响, 并采用发生光谱法对该反应器产生的等离子体电子激发温度进行了计算。 结果表明: 等离子体射流的最大长度可达80 mm; 高压电极放电末端与接地电极之间的距离越大, 射流长度越长但不是线性增长; 射流长度随电极间隙的增加呈现先增大后减小的趋势且在电极间隙为4.5 mm时该射流达到最大长度; 随着氩气体积流量的增加, 等离子体射流长度也呈现出先增大后减小的趋势且减小的幅度较低; 电子激发温度在高压电极和接地电极处较高, 两电极之间部分次之, 在石英管出口处会有比较明显的下降。

为了研究大气压低温等离子体多路射流阵列的放电特性, 设计一个实现7路低温等离子体射流的放电装置, 采用单电极放电结构, 在开放的大气环境下通入氦气。采用高压窄脉冲重复频率电源激励驱动该放电装置, 电源脉冲宽度约230 ns, 脉冲上升沿约为120 ns。在重复频率为500 Hz的条件下, 通过高速摄影初步发现放电电流脉宽约为110 ns, 且无反向放电。试验结果表明: 平均射流长度随电压幅值增加而增加, 在一定电压幅值时射流长度有达到饱和的趋势, 这是由于射流通道尾部有空气进入, 电压幅值已不再是主要原因; 只有在合适的气体流量值时, 才能够获得较长的平均射流长度, 这是由于气体流量过大或过小时射流均不足以维持形成的放电通道; 此外, 中心电极放电射流长度受气体流量影响较大, 气体流量在一定值时可以观察到中心电极有较长的射流, 射流放电强度较弱, 气体流量过大或过小时中心电极几乎无放电, 这是由于四周电极更易形成放电射流, 削弱了中心电极放电。

采用自行研制的直流非转移型等离子体发生器，对其产生的层流等离子体射流特性进行了实验研究。实验结果表明: 该等离子体发生器在以纯氮气为工作气体时，呈现出高电压低电流的等离子体射流特性，该特性有助于提高等离子体发生器的电极寿命;在弧电流和工作气流量由小向大变化过程中，等离子体射流长度均呈现出先由短变长、再由长变短的变化规律;在等离子体射流长度由长变短的过程中，射流的形貌从相对集中、轴对称和稳定的状态向分散、非轴对称和不稳定的状态变化，即等离子体射流由层流形态向湍流形态转变，并且在此过程中射流产生的噪音逐渐增强。

采用单针式电极，使用单极性重复频率脉冲电源，在常压氦气、氩气、氮气和空气中得到等离子体射流，并改变电压、流量和气体种类，分别观察不同的实验条件对等离子体射流的影响。实验结果表明：射流长度随施加电压的增加而增长；随着流量的连续变化，射流长度先逐渐变长，达到峰值后由于湍流影响，长度又逐渐缩短，达到一定流量后趋于饱和。此外，不同工作气体中的等离子体射流呈现截然不同的外观，氦气和氩气中射流呈针状模式，长度可达7 cm以上；而在氮气和空气中，射流呈现为长度不超过2 cm的刷状模式。

使用自行设计的等离子体点火装置， 对极间电流随进口氩气压力的变化规律以及不同进口氩气压力和工作电流条件下等离子体点火器出口射流特性进行了实验研究。 利用四通道CCD光谱仪测量了点火器出口处的发射光谱特征， 并计算了等离子体的电子温度。 结果表明， 极间电流随进口氩气压力的增大而逐渐减小， 等离子体点火器的射流长度随进口氩气流量的增大先增大后减小， 随工作电流的增大而增大， 等离子体点火器的工作电流随进口氩气流量的增大而减小， 随电源输出电流增大而增大， 等离子体射流的电子温度随氩气流量的增大而降低， 随工作电流的增大而升高。 所得结果对等离子体点火系统在航空发动机的实际应用具有一定的指导意义和参考价值。