论文摘要：支撑翼民机多学科优化设计

支柱支撑机翼（SBW）是指一种特殊的布局配置，其中支撑梁安装在机翼下方。与传统悬臂翼飞行器相比，支撑翼飞行器由于支撑梁的作用，可以具有更大的展弦比、更薄的机翼厚度和更小的后掠角。因此，可以有效降低飞机的诱导阻力、跨音速阻力和摩擦阻力，对于提高飞机升阻比设计具有很高的实用价值。并且支撑梁可以有效降低机翼气动载荷引起的弯矩，减轻机翼根部的载荷，有助于减轻机翼结构重量。近年来，支撑翼构型的概念被引入大型干线民机设计领域。在本文中，对具有支撑翼配置的民用飞机进行了多学科优化设计。以与航空公司直接采购成本和间接运营成本密切相关的起飞毛重作为优化目标函数，以描述飞机外形的几何变量作为设计变量。考虑到升阻比、航程、最大升力系数和燃油量的约束，对常规悬臂翼和支撑翼构型从气动、结构和性能等方面进行分析计算。对结果进行了比较和分析。悬臂翼构型分析通过波音737-100的实验值校核，弗吉尼亚理工学院多学科分析与设计中心（MAD）计算实例（VPI）支撑翼构型分析程序的验证完成，验证了计算方法的正确性。在设计分析中考虑到概念设计的效率，采用快速涡流网格法和工程经验估算法来抵消采用双板翼箱结构，分析了反射弯矩重量对结构自重的影响。遗传算法被用作全局搜索的优化器。研究结果表明，支撑翼构型的大型民机与传统悬臂翼飞机相比具有明显优势，证明了将支撑翼构型概念应用于大型民机设计领域的可行性。该方案可为民机新概念构型设计提供有效参考。

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