● 摘要
太阳能无人机是以太阳辐射能为能量来源的飞行器，因其特别适用于高空长航时任务而受到了广泛关注。作为一种新概念飞行器，可作参考的历史数据较少，而且设计过程中气动、结构、能量三个学科相互紧密耦合，采用多学科设计优化方法可以兼顾气动、结构、能量学科要求，有效提高太阳能无人机的总体设计水平。
机翼作为太阳能无人机的重要组成部分，同时影响气动、结构性能和能量供应，因此其设计显得尤为重要。机翼是产生升力的主要部件，对全机气动性能有重要影响，机翼优化设计在追求气动性能的同时必须要考虑到结构的强度、刚度等要求。太阳能电池主要铺设在机翼上，机翼面积间接影响全机可用功率，也会对重量产生直接影响，重量改变反过来又会影响机体结构。因此，本文主要对机翼的参数优化设计进行研究，主要研究内容如下：
1）为给气动、结构分析提供统一的模型，应用CATIA 二次开发技术编制模型生成工具，实现机翼参数化建模的自动化；
2）综合利用CAD/CFD/FEA 技术，自动化生成具有较高精度的气动、结构分析模型，实现气动/结构分析的参数化、自动化、模块化；
3）只考虑气动、结构学科，提出基于代理模型的机翼气动/结构优化框架，采用自适应抽样方法生成试验设计样本点，用代理模型优化得到的最优点更新试验设计样本。优化结果表明该MDO 流程可行，可用于解决机翼气动/结构一体化初步设计问题；
4）综合考虑气动、结构、能量三个学科，以续航时间为优化目标，应用基于代理模型的优化技术，对太阳能无人机的总体参数优化设计进行了研究。
总之，论文研究以提高飞行器设计水平为目的，应用基于代理模型的优化技术，提出了太阳能无人机设计的新思路，对太阳能无人机的设计具有一定的参考价值。