本发明提供一种旋转爆震发动机复合主动冷却结构，包括燃油对流冷却和气膜冷却；燃油对流冷却是利用燃油在燃烧室和喷管壁面的冷却通道内通过对流换热吸热，然后经集油箱收集后统一进入燃烧室参与燃烧，既利用了燃油热沉的吸热实施有效冷却，又提高燃油温度从而有利于组织燃烧，提高燃烧效率。气膜冷却是利用冷却空气通过燃烧室壁面上的倾斜气膜孔进入燃烧室内腔形成气膜，既能阻隔燃烧室壁面与高温燃气的直接接触，又能避免高温燃气倒灌、达到气膜贴壁的效果。本发明能够改善旋转爆震发动机的工作环境，增加燃烧室和喷管的使用寿命，提高发动机整体的运行可靠性。