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摘要
宽速域飞行器是下一代飞行器的重点发展方向。不同速域下气动特性的协调兼顾、长时间严酷加热环境下的热安全问题，是该类飞行器设计需解决的瓶颈问题。以高速飞机作为宽域飞行器的典型代表，选取其关键部件——机翼开展了考虑力/热特性综合匹配的快速设计优化探索研究。对高速飞机机翼的高低速力/热匹配设计需求及特点进行了分析，在此基础上完成了机翼构型的参数化，明确了关键的优化设计变量及优化设计目标，建立了多点气动力及气动热设计目标下的优化模型，提出了可快速完成匹配设计的优化流程；对优化过程中涉及的快速气动力/热评估工具进行了介绍。通过仿真，对比分析了机翼优化前后的气动力/热性能，验证了所提出优化模型和优化方法的有效性。从仿真结果可以看出，快速评估工具的采用可以在保证优化效果的基础上快速获取匹配设计结果；设计目标中，高速升阻比与低速升力、高速升阻比和高速气动热间都是矛盾的需求，最终优化构型在低速升力系数上的提升空间较小，但高速升阻比的提升较明显，优化后机翼的平均热流密度有所改善，但驻点热流密度升高，由于前缘半径约束的限制，优化后的构型满足工程需求。
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