磨料气体射流的破岩情况决定于磨料加速效果，而气体流场的时空特征是决定磨料分布和加速的最重要因素。又根据膨胀比PR（射流压力和环境压力的比值）会影响气体流场空间结构及脉动频率。因此，本文基于膨胀比PR研究了超音速气体射流流场的时空演化规律。为研究气体射流流场时空特征，采用纹影实验获取了不同膨胀比下气体流场的灰度照片，并通过建立灰度值与密度值转换模型，计算了流场密度，得到了流场空间结构。又通过对纹影照片进行时域与频域转换，获取了流场频谱，得到了流场的脉动频率。结果表明：膨胀比PR可显著的影响超音速气体射流流场的空间结构及脉动强度。当膨胀比PR=1时，气体射流处于完全膨胀状态，流场核心段没有明显的波节结构，气流密度变化平缓，脉动频率集中于100Hz；随着膨胀比PR增加至1.12时，超音速气流出现轻微的膨胀-压缩，气流密度沿射流轴向变化加剧，流场核心段出现明显波节结构，等速核长度较长，此时，流场脉动强，同时存在多个脉动主频率；继续增加膨胀比PR至2时，气流密度沿射流轴向表现为剧增，剧降，等速核长度快速衰减，但此时，流场的脉动受到抑制，脉动频率迅速减小。再继续增加膨胀比PR，气流出喷嘴后，密度会迅速衰减为环境密度值，流场振荡性减弱，脉动频率再次稳定于100Hz。