高超声速飞机平台具有更快的飞行速度和更强的全球实时侦察、精确远程打击能力，可用于民用航空运输、军事侦察打击和太空资源开发等多个领域，在未来的国防安全和国家战略中占有重要地位。目前研究的高超声速飞机概念方案多采用无尾布局，这种布局形式虽然能够使飞机获得很好的高速性能，但是难于兼顾飞机的起降性能要求。本文针对这一问题，通过开发和集成相关学科的分析程序，分析无尾布局飞机的起飞性能影响因素，并研究兼顾起飞性能和巡航性能的多目标优化设计方法。论文主要工作包括：
　　1） 在建立了飞机外形参数化方法的基础上，基于UG软件的二次开发技术，开发了高超声速飞机的参数化建模程序。示例表明本文建模方法和工具能快速生成多种布局形式的飞机三维外形。
　　2） 应用面元法程序PanAir分析飞机起飞阶段的亚声速气动特性，并采用基于附面层理论的粘性修正方法和基于“吸力比拟”理论的涡升力修正方法对计算结果进行修正；应用工程方法分析飞机的高超声速气动特性。
　　3） 采用半经验方法开发了重量重心计算模块；应用飞行力学方法建立了起飞性能计算模型并完成了相关模块的开发。
　　4） 应用iSIGHT软件集成上述各学科模块，建立了总体参数综合分析与优化的计算框架。应用该计算框架，分析了无尾布局高超声速飞机起飞性能的影响因素；建立了兼顾巡航升阻比（高速情况）和起飞性能（低速情况）的多目标优化模型，并应用多目标优化算法完成了飞机外形优化设计。
　　优化结果表明，优化后的外形方案具有更低的起飞离地速度和更高的巡航升阻比，能够更好的兼顾高、低速性能，证明了本文方法的有效性和可行性，为无尾布局高超声速飞机的总体设计提供了方法借鉴。