重量估算在空天飞机总体设计阶段是非常关键的内容。重量显著影响飞机的起降性能、运载能力、飞行性能、油耗水平,并作为气动和结构强度刚度分析、飞行性能与操稳特性分析的参考数据。主流的重量估算方法包括基于统计公式的经验方法和基于有限元的理论方法。本文针对空天飞机的重量估算问题,研究了基于经验公式和结构有限元的估算方法,主要工作如下:1)搜集了空天飞机及类似飞行器的重量统计经验公式,按照部件类型进行整理并说明其来源和适用范围。编写了各部件的重量估算程序,根据已知数据验证了估算程序的有效性,说明基于经验公式的估算方法具有使用简单、计算速度快的优点,但准确度过于依赖设计人员的经验和公式适用范围。通过Isight软件进行试验分析,研究了重量对各项参数的敏感度。2)研究了空天飞机机翼的参数化方法,综合利用CATIA和Patran的二次开发技术,编写了机翼CAD和有限元建模程序,建立基于有限元的机翼结构重量估算流程,实现了机翼的参数化自动建模,降低了有限元方法计算重量的复杂程度,提高了效率。3)针对空天飞机的机翼,设计了两种结构方案。使用机翼CAD、有限元建模程序快速生成其有限元模型,分析多个工况下的受力特性并计算其结构重量,验证了基于有限元的重量计算流程的可行性,结果表明该流程的准确度有保证,且比传统方法更高效。对比受力特性及重量,分析了两种方案的优劣。在相对更合理的方案基础上,对机翼各区域结构厚度进行优化,为空天飞机机翼结构设计提供了参考。