论文选取多凹腔超燃冲压发动机燃烧室为研究对象,以试验研究和数值模拟为手段,对燃烧室型面扩张角和凹腔以及喷注位置布置方案对燃烧室性能的影响进行了较为深入的研究。在燃烧状态下,对基于常温液体煤油燃料的多凹腔燃烧室的性能进行了试验研究,比较了不同型面扩张角和不同凹腔及喷注位置的布置方案。研究表明:相同凹腔、喷注位置布置时,燃烧室面积扩张比的大小决定燃烧室内的热壅塞程度;总扩张比相同的条件下,采用隔离段为等截面,燃烧室逐渐扩张的型面,燃烧室推力增益最大;推力性能由燃烧室压力和型面扩张角同时决定,压力与推力不成正比;凹腔和喷注位置对燃烧室性能的影响是与型面扩张角相互耦合的,适当布置周向喷注有助于提高燃烧室性能;利用所建立的数学物理模型,对四个不同型面扩张角上下壁面凹腔燃烧室和全侧壁凹腔燃烧室进行了全尺寸三维数值仿真,仿真结果与相同条件下的试验结果较为一致。研究表明:面积扩张比和凹腔、喷注位置布置是决定燃烧室流场的重要因素;燃烧室流场可分为强热壅塞和弱热壅塞两类,这两种流场最大区别在于弱热壅塞时整个燃烧室主流道内为超声速、隔离段内无预燃激波串;凹腔内部流场受型面扩张角影响很大,凹腔与型面扩张比共同影响燃烧室性能;燃烧室的推力性能和燃烧效率、出口总压恢复系数之间没有简单的规律可循,没有燃烧室能在所有性能方面同时达到最优,因此评价燃烧室性能时应采取折衷的方法。