直升机密闭座舱空间狭小、乘员密集、热载荷大、需要引入新鲜空气,且飞行包线下外部工作环境条件复杂。为保证座舱内合适的空气参数条件,实现制冷、加温和通风换气标需求,优化设计座舱空气分配系统,满足多乘员热舒适性指标要求,具有十分重要的意义。本文首先基于某型直升机座舱布局,开展了座舱空气分配管路系统设计及仿真研究。通过需求分析,计算供气量,明确设计技术指标。详细设计了座舱空气分配管路系统布局方案,并确定了供气口及供气管路的流量和尺寸参数。基于Flowmaster软件平台,建立了管路系统仿真模型,利用流量配平仿真计算,实现了管路系统的流量分配。通过与试验数据对比,供气口流量分配误差满足工程要求,验证了仿真结果的可靠性和系统方案的可行性。针对直升机全飞行包线范围内管网风阻和供气口流量的变化,对技术指标进行了仿真计算校核。其次,结合座舱情况定义了乘员周围温度、温度偏离、乘员周围速度、PMV和空气龄作为热舒适性评估指标。建立了舱室和乘员三维仿真模型,从空气分配系统布局和供气口位置参数两个层面开展了仿真优化研究。其一,设计并计算了三种不同空气分配系统供排气口布局方案,通过对热舒适性评估指标的综合比较分析,选定最优布局方案。其二,在空气分配系统布局优化结果的基础上,采用多目标遗传算法,以供气口主要位置参数作为优化变量,以PMV和空气龄为基础定义两个目标函数,结合对应约束条件,对供气口位置参数开展仿真优化计算。通过分析结果数据和帕累托前沿,确定最优供气口位置参数。最后对该设计方案进行最终校核,完成座舱空气分配系统最终设计。结果表明,所设计座舱空气分配系统方案合理可行,满足设计指标要求。论文研究对直升机座舱空气分配系统设计及热舒适性评估具有一定指导意义。