对于超燃冲压发动机的地面模拟实验，超音速燃烧室出口的尾气成分是非常重要的，可直接反映燃料燃烧的程度。本论文在参考了国内外的相关文献和资料后，设计了针对高焓超音速流场的探针取样—色谱成分分析系统。对取样过程中探针内部的流场进行了理论分析和简单的数值模拟，证实了超音速燃烧室出口尾气中的化学反应被成功冻结，取样是可靠的。对取样系统做了气密性校核，结果说明整套系统的密封性能良好。 利用所设计的取样探针对高焓超音速气体进行了取样，样品气在气相色谱仪上进行了成分分析，实验结果和数值模拟的结果进行了比较，两者符合得较好。同时对实验结果进行了误差分析。此外，利用分析获得的超音速燃烧室出口尾气的成分，推算了燃烧室内的燃烧效率。在国内，这是首次利用探针取样的方法对超燃冲压发动机燃烧室出口的气体组分进行分析。