针对可全速域飞行的高速飞行器新气动布局型式,在总体设计阶段需要一种新的气动分析方法来满足总体设计的需求,这种方法需要对气动布局型式没有限制,能满足总体设计阶段的快速响应要求,计算时间尽可能地少,另外还能满足总体设计阶段的精度要求,并达到一定程度的自动化。由于目前国内没有单一方法能完成全速域的气动分析,所以本文针对不同速域,采用“最有效的”气动分析方法。所谓“最有效”是指适用于该飞行速度范围,计算时间最短且能满足上述需求。本文主要完成了以下工作:(1)介绍了目前主流的几种飞行器参数化建模方法及其比较,采用飞行器主要部件的CAD参数化几何建模方法,对翼面类部件、机身类部件和其它设备部件参数化建模过程进行了详细阐述,并基于上述建模方法给出了设计实例;(2)亚声速阶段采用了计算网格生成工具Pointwise并通过Glyph脚本语言实现了构型网格自动化生成;引入了亚声速快速气动计算方法—面元法及其理论,采用Panair作为求解器,根据问题求解流程,编写了一套集前后处理为一体的亚声速快速气动计算程序。最后通过算例验证了方法的可行性与可靠性;(3)介绍了超声速面元法,详细叙述了基于当地表面斜度法的超声速气动力特性计算方法以及粘性阻力修正方法,建立了地球大气模型,开发了一套集前后处理为一体的超声速快速气动计算程序。通过算例验证了方法的可行性与可靠性;(4)集成了参数化几何建模模块和快速气动分析模块,应用该程序,结合试验设计方法、Kriging代理模型和遗传优化算法,便可对飞行器进行气动外形快速优化设计。最后以类X-43A高速飞行器为研究对象,以升阻比作为优化目标进行快速气动外形优化,从而得到最优解,其结果对飞行器在总体设计阶段有很大的参考价值。