王凯剑 张睿 李岩

摘要：PRSEUS壁板结构为翼身融合布局客机的非圆截面机身结构提供了一种创新的解决方案。本文对PRSEUS壁板进行了不同载荷条件下的参数识别研究，提取了关键设计参数，并以此为基础进行了优化设计。首先，提取了PRSEUS壁板的设计参数，在考虑各组件叠放顺序的基础上进行参数化建模。其次，基于ISIGHT平台，采用试验设计（DOE）方法，对PRSEUS壁板在承受机翼展向弯曲载荷、机身轴向弯曲载荷与客舱增压载荷三种工况下的受力情况进行了分析，提取关键参数。最后，采用组合优化方案，对PRSEUS壁板结构在单一载荷与组合载荷下进行优化设计，提高了优化效率。优化后的PRSEUS壁板结构承载效率大幅提升，较初始方案减重11.696%，为翼身融合布局客机结构设计提供了参考。

关键词：PRSEUS壁板；翼身融合客机；参数化建模；关键参数识别；优化设计

中图分类号：V22文献标识码：ADOI：10.19452/j.issn1007-5453.2021.05.007

美国国家航空航天局（NASA）提出的环境友好航空项目（ERA）旨在通过探索新型的客机结构概念，开发先进的飞机结构，从而在满足载荷条件的情况下提高燃油效率[1-2]。对传统的“圆截面机身-机翼”结构的改进已不足以实现预期目标，翼身融合（blended-wing-body，BWB）布局客机结合了飞翼布局与传统运输机的特点，在气动、油耗、噪声和载客量等性能方面相较传统客机有显著提升。早期，对翼身融合客机的研究侧重于空气动力学、稳定性与控制方面。近年来，能满足BWB客机特点承载要求的新型结构性能越来越受到关注[3-8]。

传统的圆形截面机身承受增压载荷时蒙皮会产生周向张力，然而BWB客机的壁板结构会承受机身轴向与机翼展向的弯曲载荷、面内载荷与客舱增压载荷。……