固体火箭冲压发动机是一种新型的、组合型动力装置。它将固体火箭技术和冲压技术有机结合在一起，具有比冲高、速度快、重量轻、射程远、机动性能好和结构简单等诸多优点，最大限度地满足了新一代导弹对其动力装置提出的要求，是超声速导弹动力装置的一个主要发展方向，有着广阔的研究前景。 实现补燃室高效率、稳定、可靠的工作，是固体火箭冲压发动机的关键技术问题。然而补燃室内燃气同空气的掺混燃烧过程十分复杂，影响燃烧效率的设计参数很多。因此，为了组织好二次燃烧，必须从影响二次燃烧的各个环节去寻找改善的具体方法。本文研究的主要目的就是了解固体火箭冲压发动机补燃室内的掺混燃烧过程，探索提高补燃效率的方法和途径，从而为固体火箭冲压发动机补燃室的设计提供理论依据和指导。 本文基于简单反应的旋涡分裂模型，建立了固体火箭冲压发动机补燃室内的湍流燃烧模型，并在该模型下对某实验发动机进行了三维数值模拟，研究了补燃室设计参数包括进气道出口设计参数和燃气发生器喷管设计参数对燃烧效率的影响。通过计算与分析，增进了对补燃室内掺混燃烧过程的理解，为固体火箭冲压发动机补燃室设计提供了一些有意义的结果：1．补燃室内的流动十分复杂，存在三个回流区和一个旋涡区，回流区对掺混燃烧过程有重要影响；2．增大空气入射角度、向前移动进气道出口位置有利于增强头部回流区强度，增强掺混效果，燃烧效率上升；3．两个进气道在补燃室周向成180度布置，有利于增强燃气同空气的掺混；4．在进气道出口增加空气分流挡板，有利于增加进入头部的空气流量，提高燃烧效率；5．增加燃气喷管数量能增强燃气同空气在头部的燃烧效果，为燃烧的进行创造良好的条件；6．燃气以一定角度喷射有利于提高燃烧效率；7．增加燃气喷射速度有利于增强回流区强度，头部燃烧温度上升，但速度太大则会减弱燃气同空气在进气道下游的掺混燃烧，减少燃气在室内停留时间，燃烧效率降低；8．燃气射流与空气流在进气道出口直接撞击不利于燃烧效率的提高；9．在适当范围内增大空燃比能显著提高燃烧效率。 本文还完成了实验小型非壅塞固体火箭冲压发动机设计，并进行了实验研究。