本发明提供一种高超声速机械传动式调频脉冲喷射装置、喷注方法及设计方法，包括：纵向主体外壳、横向主体外壳、轴心、传动连接杆、高速轴承、从动转盘，传动连接杆带动轴心在横向主体外壳内部作直线往复运动，纵向主体外壳内部设有燃料通道，燃料通道的两端分别为燃料入口和燃料出口，轴心上设有多个横向排布的喷注孔，当轴心左右移动到其上的某个喷注孔的前沿与燃料通道开始重合时燃料通道连通，燃料从燃料入口进入并从燃料出口喷出，直至所述喷住孔后沿完全脱离与燃料通道的重合时，燃料通道被轴心封闭，一个脉冲过程结束，直至下一个喷住孔与燃料通道重合。能有效提高高超声速来流条件下燃料注入时的掺混效果。