作为先进超音速组合式发动机(ASCE)核心部件之一的旋转冲压转子是一种基于空气动力学设计提出的独特超音速高压比压缩转子,它在具有高转速、激波压缩效率高、体积小、重量轻、生产和维护成本低等优点的同时也给其研究带来了许多关键性的技术难题,比如旋转冲压转子结构设计、进气道流动损失、起动问题、进气道与转子的流激耦合振动以及旋转冲压转子系统稳定性等。本文以旋转冲压转子系统为研究对象,建立了旋转冲压转子进气道流动模型、旋转冲压转子-轴承系统动力学模型,研究了旋转冲压转子进气道的超音速流动特性及激励特性,进而利用提出的流体-结构耦合方法,分析了进气道超音速流动与旋转冲压转子的耦合振动规律以及稳定性,并通过旋转冲压转子系统的试验进行了相应的验证,这对指导旋转冲压转子进气道及轴系结构设计,以及旋转冲压转子系统的减振降噪具有重要的意义。针对旋转冲压转子进气道设计中存在的激波压缩损失问题,提出了三种二元超音速内压式进气道的气动设计方案,对比分析了三个方案的进气道设计及其性能的优劣,进而完成了旋转冲压转子进气道的设计,建立了考虑高速旋转科氏力影响的旋转冲压转子进气道流动模型,并通过理想无粘条件下旋转冲压转子进气道的流动分析,验证了旋转冲压转子进气道设计的可行性。所建立的旋转冲压转子进气道流动模型为旋转冲压转子进气道流动及激励特性研究提供了基础。建立了考虑流动粘性与旋转科氏力影响、带抽吸系统的旋转冲压转子进气道超音速流动模型,开展了包括边界层抽吸等在内的旋转冲压转子进气道流动控制研究,并进一步分析了转子涡动对进气道起动及性能的影响规律,以及进气道背压脉动激励作用下旋转冲压转子进气道流场的激励特性。研究发现选择合理的抽吸方案或控制旋转冲压转子的涡动幅值与进气道背压脉动频率、脉动幅值的大小均能保证进气道具有良好的流动性能和稳定性。针对旋转冲压转子涡动与进气道流动相互耦合这一流体力学与转子动力学的耦合问题,提出了一种基于流体Navier-Stokes方程与结构Timoshenko梁单元模型的旋转冲压转子流激耦合算法,并利用该算法分析了不同时间尺度、耦合数据交换方式对转子-轴承系统耦合振动特性的影响规律,以及不同激励作用下旋转冲压转子流激耦合振动特性的变化规律。同时,基于提出的旋转冲压转子流激耦合算法,构建了旋转冲压转子流激耦合振动分析平台。所提出的旋转冲压转子流激耦合算法与构建的流激耦合振动分析平台可用于旋转冲压转子系统的设计、振动和稳定性分析。在旋转冲压转子流激耦合振动特性研究的基础上,采用提出的流激耦合算法,分析了气流激励力、气体轴承结构参数、燃烧室压力脉动对气体轴承-旋转冲压转子系统振动特性和稳定性的影响规律。研究表明旋转冲压转子在采用气体轴承支承的情况下,通过提高气体轴承的供气压力或减小气体轴承间隙以及控制燃烧室压力脉动幅值大小均可实现对旋转冲压转子-轴承系统振动的有效控制,并提高系统的稳定性。基于旋转冲压转子进气道结构设计方法与旋转冲压转子-轴承系统建模研究,最终提出了旋转冲压转子系统动力学特性及性能的试验方法,建立了旋转冲压转子进气道压缩型线可调、导叶可调、顶隙可控的旋转冲压转子压缩系统试验台,对旋转冲压转子的固有频率、转子-轴承系统的临界转速和旋转冲压转子系统的性能进行了试验验证,为后续旋转冲压转子系统的性能、轴系以及整机设计优化等提供了试验依据。