本文提出了一种针对并联两级入轨飞行器（Two Stage to Orbit, TSTO）的纵向级间分离方法，并在高超声速激波风洞中开展了马赫7条件下纵向级间分离动态验证试验。设计了一种高速气动弹射试验装置及其方法确保了纵向级间分离动态试验能够在短有效试验时间的激波风洞中能够成功开展。采用了一种基于纹影录像的轨迹识别捕获方法获得TSTO动态分离过程中轨道级模型的运动轨迹、姿态角、速度以及气动力信息。研究了不同攻角下TSTO纵向分离过程中流场波系结构、随时间变化的壁面压力分布、轨道级分离运动以及气动特性。结果表明TSTO纵向分离过程中，低壁面压力抬升幅值、I与VI型激波干扰以及短时间的弱激波反射说明了两级间简单且强度弱的气动干扰特性。纵向分离动态试验中轨道级安全成功的与助推级完成了分离。不仅在高超声速复现飞行条件下试验验证了纵向分离应用于并联式TSTO飞行器的可行性和优点，并且发展了应用于短试验时间激波风洞中的多体分离动态试验技术。