王若冰，谷良贤

(西北工业大学 航天学院，陕西 西安710072)

0 引言

传统飞行器气动布局设计时，只是通过容积率约束来保证内部布局的可行性，对飞行器内部设备布局问题考虑较少。对于舱内空间形状复杂、容积利用率低的飞行器，将会出现内部容积利用率低、空间浪费严重的问题。

随着高超声速飞行器研究工作的广泛开展，提出了大量的乘波构形与发动机一体化设计方案［1-2］。目前，高超声速飞行器的一体化设计主要是机体与发动机的一体化设计［3］，也出现了高超声速飞行器多学科优化方面的研究，但还没有将内部布局问题纳入到一体化设计当中。在内部布局方面，文献［4］研究了一类带性能约束的卫星舱内组件的布局设计问题，文献［5］研究了一类卫星舱布局设计问题。这些研究对象的特点是布局空间形状固定，且不需要考虑气动外形的约束。

乘波体构形的飞行器机身容积利用率低、外形尺寸沿轴向变化大，舱内仪器设备数目大、约束条件多，在布局设计中表现为气动外形与内部布局、质量特性等学科之间交叉耦合。因此，开展气动外形与内部布局的一体化设计就显得非常必要。本文采用一体化设计方法，将精确的外形几何参数传递给内部布局设计模型，在综合考虑飞行器外形、内部设备尺寸和机身容积等多种因素的条件下，对飞行器内部仪器设备、有效载荷等统一布局，并对外形参数和内部布局进行综合优化，使飞行器在具有优良气动性能的同时，具有更高的空间利用效率、更好的质量特性和静稳定性。……