为保证某些宽马赫数工作要求的冲压发动机在工作范围内正常高效工作,要求进气道在低马赫数下内收缩比小、易起动,高马赫数下内收缩比大、总压恢复系数高,这对进气道设计提出了较高的要求。本文通过程序设计、数值仿真分析了不同宽马赫数工作下的变几何进气道,并计算和分析了采用变几何进气道的冲压发动机工作特性。首先编制了进气道0维性能计算程序,经过粘性修正后与数值仿真结果对比证实其在计算进气道流量系数及总压恢复系数、喉道马赫数等性能参数时有一定的精度,可以用来对后续变几何设计方案进行快速性能验证。随后针对一个来流马赫数为2.5~4.5的二元三波系超声速进气道提出了调节第二级压缩面楔角来保持在整个工作马赫数范围内第二道斜激波封口的变几何方案。并对其气动性能展开了仿真研究。与定几何方案对比表明:采用变几何方案可以大幅提高进气道在高马赫数时的性能;随着来流马赫数的升高,增大进气道压缩面楔角和内收缩比,可以降低进气道的喉道马赫数并使进气道临界总压恢复系数得到提高;来流马赫数为4.5时变几何进气道的临界总压恢复系数比定几何进气道提高近一倍。针对一种来流马赫数为2.0~4.0的三波系二元超声速进气道,研究了三种不同的变几何楔面调节方案,分别是只调节第一级楔面压缩角、只调节第二级楔面压缩角、以及一、二级楔面压缩角同时调节。对四种定/变几何进气道气动性能展开数值仿真研究,与定几何方案对比表明:采用变几何方案在整个飞行包线内均可以获得较高的气动性能,总压恢复、流量捕获最大可分别提升53.7%和22.3%。然后在进气道性能计算程序的基础上添加了燃烧室和喷管性能计算模型,编制了冲压发动机整体性能计算程序,对发动机的调节特性和速度特性进行了计算。在之前变几何进气道的基础上设计了冲压发动机整体模型,利用数值仿真方法对其燃烧工作状态流场进行了研究,所得结果与程序计算结果比较验证了程序的可信度。最后针对定几何喷管在高马赫数、低余气系数时无法使气流完全膨胀,不能达到最大推力的情况,通过程序计算调节喷管扩张比。仿真结果显示通过改变喷管扩张比可以提高发动机的推力性能,并且带变几何进气道的冲压发动机其喷管需要更大的调节范围。