二冲程发动机在中小型航空飞行器领域中应用广泛，它具有机械效率高、重量轻、结构简单、比功率大等特点。但由于传统二冲程发动机采用混合气扫气造成的燃油短路损失，二冲程汽油机普遍存在油耗高的致命缺点。近年来，随着航空飞行器的广泛应用，对航空飞行器的要求越来越高，作为动力系统的传统二冲程发动机其高油耗特性成了航空飞行器发展的掣肘。采用缸内直接喷射的供油方式，可以实现纯空气扫气，待换气过程结束后喷油，理论上可以完全消除燃油的短路流失，因此可以极大地改善二冲程发动机的油耗，增加飞机的载荷能力和续航距离。本文对航空二冲程发动机应用缸内直喷技术进行了研究。首先在一原化油器四缸航空汽油发动机的基础上，设计了采用FAI燃油喷射系统实现缸内直喷燃烧的系统及其部件，包括全新的节气门体、汽缸盖、燃烧室、燃油系统、点火系统、电控系统、以及分离供油润滑系统等，重点是专门开发的一套适用于四缸以下多缸二冲程缸内直接喷射燃烧发动机的电控单元（ECU），包括其硬件和软件的设计与开发，以及ECU控制的电感点火系统的设计与开发。加工制作了样机，并搭建了发动机试验台架，样机成功运转，证明所开发设计的系统实现了预期功能，各部件工作正常可靠。最后，通过实验研究了喷油提前角、喷油脉宽以及点火提前角对发动机性能的影响,结果表明，采用FAI系统的二冲程缸内直喷汽油机可以有效的改善发动机性能，降低发动机的燃油消耗率和HC排放水平。