高超声速飞行发展的主要关键问题是吸气式推进技术，其核心是超燃冲压发动机。构成该发动机的主要部件是进气道、燃烧室和尾喷管，研究其性能以及部件之间的匹配机理和相互作用规律，能够提高发动机的整体性能。同时还需开展热防护研究，保证轻质（满足飞行重量）发动机在恶劣热环境下长时间正常工作。该研究方向主要研究内容包括三个方面。

(1)  不同物态碳氢燃料组织燃烧与推力特性：根据高超声速推进技术发展的需求，从工程应用的实际出发，深入开展液态、气态、超临界态、裂解态等不同形态下的煤油超燃特性研究；探索不同点火、燃料喷射、增强混合、稳定燃烧方式对超燃冲压发动机燃烧效率、气动阻力、推力性能和比冲性能的影响。另外对地面模型试验发动机开展气动与结构优化设计，突破马赫数为6的碳氢燃料超燃冲压发动机的关键技术问题，达到增加发动机推力、降低阻力的目的。

(2)  气/固/液耦合传热机理与发动机主动热防护：通过燃烧室内通道超燃气流、发动机固体壁面、冷却通道中液态冷却剂之间的传热研究，建立耦合传热模型和发动机冷却结构设计方法，发展以燃料为冷却剂的再生冷却式主动热防护技术，达到延长发动机工作时间、保持发动机完整性的目的。

(3)  发动机轻量化结构设计方法：通过发动机与材料结构热防护一体化和发动机与机身一体化设计研究，探索由实验室研究性发动机向具有工程化应用特点的主动冷却轻量化发动机转换中的气动基础问题和关键技术。