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总体设计是吸气式高超声速巡航飞行器的关键技术之一。为提高高超声速飞行器的设计水平，获得一个总体性能较优的布局构型，对乘波布局的高超声速飞行器进行了总体优化设计研究。采用多目标遗传算法，以飞行器外形参数作为设计变量，考虑了巡航状态下的气动力、热、雷达散射截面、机体／推进一体化、机身容积、配平特性、静稳定性和机动性等指标。优化设计得到了Pareto最优前沿面，获得了很多总体性能优于基本构型的最优个体。根据设计指标，给出了一个推荐方案作为进一步研究的参考构型，并对它的气动特性进行了风洞实验验证，证明了本文优化设