张海瑞，秦 梦，周国峰，王 浩

(中国运载火箭技术研究院，北京 100076)

新型高超声速飞行器具有飞行速度快、突防能力强、机动范围大等优势，是世界主要军事大国的研究热点之一。外形优化设计是影响这一类新型飞行器总体性能的关键技术之一，旨在寻找一定参数约束条件下飞行器总体性能最优的气动外形，由于其本身的基础性和全局性，在总体设计中占有重要地位[1]。结合新型飞行器大空域、宽速域特点，有必要考虑飞行剖面的影响，开展飞行器气动-弹道一体化外形优化设计。

传统飞行器外形优化设计方法通常针对典型工况开展气动外形设计，给出该工况条件下的外形设计方案，在工程中有着广泛的应用。马洋[2]基于类型函数/形状函数转换(Class/Shape function Transformation,CST)技术，以升阻比、容积率和压心位置为目标函数，开展了气动外形的多目标优化设计；Deng等[3]基于二次曲线参数化模型，以升阻比为目标函数，并以其他总体性能参数为约束条件，开展了总体气动布局优化设计。然而，随着新型飞行器总体性能的不断提升，传统方法难以综合考虑大空域、宽速域飞行剖面特征对气动外形适应性的影响，严重制约了飞行器综合性能的有效提升。针对此问题，在传统气动外形优化模型基础上，进一步耦合了弹道的影响。

本文以新型飞行器为研究对象，以外形参数为设计变量，以最大纵程为优化目标，综合利用CST参数化方法、气动工程估算方法和Radau伪谱法，建立了飞行器气动-弹道一体化模型。……