● 摘要
本文就某特种飞行器的结构优化设计方案进行了探讨。首先，根据结构设计准则和任务需求，确定了各部件的结构形式与设计，进行了材料的选择并对质量进行了估算。研究了各部分承载结构、部位安排设计，以及质量的分布情况。通过对NASA高超声速巡航导弹防热结构设计分析，提出了适合该飞行器的热防护系统设计方案并论证了其可行性。分别介绍了遗传算法和粒子群优化算法的原理和实现方法,特别分析了粒子群优化算法的主要参数对搜索方向的影响。将粒子群优化算法与遗传算法在优化过程和搜索技术方面进行了对比。利用粒子群优化算法与遗传算法分别对测试函数和桁架结构优化设计问题进行求解,将两种算法的计算结果进行了对比。计算结果表明在满足相同的计算精度的前提下,粒子群优化算法的效率更高,利用粒子群优化算法可求解机翼结构优化设计问题。最后，专门针对机翼平面外形参数优化设计问题进行了详细的论述。在高超声速配平和低速水平着陆性能等约束条件下,利用混合遗传算法和粒子群优化算法来选择最优机翼外形参数,使机翼重量最小化。在已知的不同质心位置下求得相应的最小重量机翼外形。整个优化过程在Matlab 集成环境下完成。