级设计变量最优解再次进行系统分析和贡献分析以及更新响应面的过程,随着这个优化迭代 循环不断进行,响应面越来越精确,最终收敛到一个最优解。 614某通用航空飞机总体参数优化 本节用并行子空间优化方法解决某通用航空飞机概念设计阶段的总体参数优化问题 1,飞机总体参数优化问题,以飞机总重最小为目标,要求满足航程和失速速度的约束要求, 即:航程必须大于允许的最小航程;失速速度不得超过允许的最大失速速度,以便获得较好 的失速特性。该问题的设计变量如表6.1所示: 表6.1设计变量表 设计变量(符号)(单位 展弦比(A) 机翼面积(S)(m2) 9.29 2787 机身长度(lr)(m) 9.144 机身直径(d)(m) 12192 1.524 巡航高度空气密度()(kg/m3) 0.9792 1.1854 巡航速度(V)(m/s) 9144 燃油重量(W)(kg) 45.36 1814 该问题中的固定参数如表62所示: 固定参数表 机组人数 发动机效率 0.85 发动机耗油率(l/m) 745×10 有效载荷(kg) 180.5328 最大过载 发动机数量 发动机重量(kg) 893592 最大升力系数 最小航程(Mm) 90123 最大失速速度(m/s) required 21.336 2,在飞机设计过程中,一般将气动、结构和性能等列为单独的学科进行分析和计算。这里 的飞机概念阶段设计问题将重量单独列为一个学科,其主要原因是:重量学科所采用的数学 模型较为复杂,模型内部存在W与W的耦合关系,很难用一个简单的二次曲线(二次响 应面)拟和出状态变量W、W与各设计变量在整个定义域内的精确函数关系。单独建立 重量学科并在学科内部进行精确分析将加快系统优化的收敛速度。从该学科运算结果与系统 级优化结果的比较也可以看出,重量学科优化计算结果较接近最终优化结果,对整个系统分 析起了较大的作用。 3,该设计问题涉及到三个学科:气动分析学科、重量分析学科和性能分析学科。各学科的 信息交流如图63所示: 198198 级设计变量最优解再次进行系统分析和贡献分析以及更新响应面的过程，随着这个优化迭代 循环不断进行，响应面越来越精确，最终收敛到一个最优解。 6.1.4 某通用航空飞机总体参数优化 本节用并行子空间优化方法解决某通用航空飞机概念设计阶段的总体参数优化问题。 1, 飞机总体参数优化问题，以飞机总重最小为目标，要求满足航程和失速速度的约束要求， 即：航程必须大于允许的最小航程；失速速度不得超过允许的最大失速速度，以便获得较好 的失速特性。该问题的设计变量如表 6.1 所示： 表 6.1 设计变量表 设计变量（符号）（单位） 下限 上限 展弦比（A） 5 9 机翼面积（ Sw ）（ 2 m ） 9.29 27.87 机身长度（ f l ）（ m ） 6.096 9.144 机身直径（ f d ）（ m ） 1.2192 1.524 巡航高度空气密度（ ρ c ）（ 3 kg m ） 0.9792 1.1854 巡航速度（Vc ）（ m s ） 60.96 91.44 燃油重量（Wfw ）（ kg ） 45.36 181.44 该问题中的固定参数如表 6.2 所示： 表 6.2 固定参数表 机组人数 N p 2 发动机效率 η 0.85 发动机耗油率（l m ） c 7 7.45 10− × 有效载荷（ kg ） Wpayload 180.5328 最大过载 Nz 5.7 发动机数量 Nen 1 发动机重量（ kg ） Wen 89.3592 最大升力系数 CL max 1.7 最小航程（ km ） Rrequired 901.23 最大失速速度（ m s ） Vsrequired 21.336 2, 在飞机设计过程中，一般将气动、结构和性能等列为单独的学科进行分析和计算。这里 的飞机概念阶段设计问题将重量单独列为一个学科，其主要原因是：重量学科所采用的数学 模型较为复杂，模型内部存在Wdg 与WE 的耦合关系，很难用一个简单的二次曲线（二次响 应面）拟和出状态变量Wdg 、WE 与各设计变量在整个定义域内的精确函数关系。单独建立 重量学科并在学科内部进行精确分析将加快系统优化的收敛速度。从该学科运算结果与系统 级优化结果的比较也可以看出，重量学科优化计算结果较接近最终优化结果，对整个系统分 析起了较大的作用。 3, 该设计问题涉及到三个学科：气动分析学科、重量分析学科和性能分析学科。各学科的 信息交流如图 6.3 所示：