超声速引射器是一种利用高能量主流体抽引低能量次流体的设备，超声速引射器在高超声速吸气推进地面试验系统、火箭发动机高空试车台真空系统和化学激光器压力恢复系统等领域具有广阔的应用前景。论文提出了一种对超声速引射器型面进行优化设计的方法，并通过理论分析、数值仿真和试验研究对优化的超声速引射器展开研究，内容涉及超声引射器流场分析介绍、优化设计方法、数值仿真和试验研究验证型面优化的超声速引射器增压性能的提高等几个方面。研究结果表明超声速引射器要实现高增压比、高效率的设计方案，应该采用低引射系数、高一次流马赫数和合适的二次流马赫数的型面优化的超声速引射器构型。在相同一、二次流输入参数下，型面优化设计模型的引射性能要优于传统等截面混合和等压混合模型引射器，其所要求的启动压强更低，引射增压比更高。而在两种传统的超声速引射器模型中，等压混合模型的增压性能要好于等截面混合模型，而型面优化后的超声速引射器模型的增压性能又要好于等压混合模型超声速引射器，而且引射系数越小，一次流马赫数越高，它们的性能差别越大。本文得到了一些结论，对于超声速引射器设计理论和机理研究都具有一定的参考价值。