超燃冲压发动机(Scramjet)是一种在大气层内实现高超声速飞行的新型吸气式动力装置，是当前推进技术领域的研究前沿，而超声速燃烧技术是其研究的重点。本文提出一种新型的分区双模超燃冲压发动机设计构想，并完成了相应的二元模型的结构设计。运用数值模拟的方法，对二元分区双模超燃燃烧室的燃烧组织开展了一系列研究。主要内容和结论如下：首先，开展了二元、分区双模态Scramjet模型的冷态流场特征研究，并通过改进台阶和分流环对其进行优化。研究发现，当台阶高度48mm、分流环长度150mm时，流场结构比较合理，且当分流环上下通道气流流量比在5：1左右，马赫数分别在2.3和1.2左右，燃烧室内形成合理的回流区、亚燃区和超燃区，且过渡区域形成了合理的速度剪切层。其次，开展二元、分区双模态Scramjet模型的浓度场特征研究，并通过改变喷油方案对浓度场进行优化。研究发现，当喷嘴在隔离段和分流环壁面上沿径向（Z方向）交错布置时燃烧室内浓度场比较合理，此时回流区内局部富油，亚燃区、超燃区以及剪切层内燃油分布均匀合理，这有利于回流区内热自燃，同时加热亚燃区并完成火焰传播，最终实现了燃烧室内稳定高效的燃烧。最后，研究了供油方式、油气比、进气条件对燃烧性能的影响。研究发现当喷嘴直径为0.3mm，个数为10个，沿径向（Z方向）交错布置，供油压力为1.5MPa时，燃烧室内温度分布较为均匀，油气比为0.03时，燃烧效率较高，随着马赫数增加，燃烧室内释热区域后移，释热量增加，燃烧效率略微下降。上述研究结果表明，分区双模燃烧组织是一种合理、高效的超声速燃烧组织方式，有利于提高超声速燃烧的效率及稳定性，对Scramjet方案与结构设计具有指导意义。