在喷气发动机的发展过程中,通过增大级负荷来减少压气机的级数,提高整个发动机的推重比(功重比)是一个重要的发展方向,而提高动叶周向速度是提高压气机级压比的重要手段。随着高负荷压气机的叶尖来流相对马赫数进一步提高,利用复杂激波波系来实现增压效应的超音速压气机成为高性能压气机的研究热点。本论文在对比分析超音进气道、Rampressor和传统超音速压气机的基础上,将超音进气道的设计原理引入冲压叶栅的设计当中,提出了将冲压面布置于S1流面的旋转冲压压气机转子方案,创造性的提出了内压式冲压叶栅的概念及相应的设计方法。并利用实验和数值模拟方法对内压式冲压叶栅内的流场激波波系组织、激波与边界层干涉、边界层控制等流动机理性问题进行详细研究。在利用激波管风洞对冲压叶栅二维的设计方法进行成功实验验证的基础上,开展了冲压叶轮三维流场模拟分析工作,并提出了对转冲压压气机的结构及设计方案。数值模拟的结果表明,当叶尖速度达540m/s时,冲压叶轮的静压升可以超过5.0,总压升可达4.2,叶轮的效率则为85%,仅仅采用两级对转(低压风扇与高压转子旋转方向相反)动叶的对转压气机总压比则达到了10以上,静压升则达到了8.0。本论文的研究结果表明,内压式冲压叶轮在理论、技术上可行。采用内压式冲压叶轮的对转冲压压气机具有结构简单、造价低廉、高效高性能的特点。作为对转冲压压气机关键技术的内压式冲压叶轮研究将为我国未来高效、高推比航空发动机的研究、发展提供有效的理论支撑及技术积累。