近年来,战斗机作战效能问题的越来越被广泛重视。战效评估在战斗机的战术技术评价、性能指标,在确定老机型升级和新型机的研制方案中,作战仿真以及军事军备力量分析等方面都起着重要作用。武器装备的性能指标总体设计和优化则是武器装备总体设计人员最关注的问题,目前武器装备作战效能的优化方法可分为基于数学解析优化和基于计算机作战仿真的探索性分析优化两类。两类方法都有各自的局限性。本文首先对战斗机的作战任务和相关武器装备进行了分析,讨论了各武器装备在战斗机任务中所起的所用和各武器装备在战斗机作战任务中的工作特点。分析了战斗机在执行各任务时的一般过程和决策方法。然后,将仿真想定作为战斗机多任务效能评估的基本单位提出了战斗机多任务作战效能仿真评估指标体系。并在战斗机多任务作战效能仿真评估指标体系基础上提出了战斗机多任务作战效能优化方法。该方法更好的支持武器装备总体设计人员运用仿真解决武器装备总体设计的问题。其中还运用了仿真元建模技术,并针对仿真元建模实验设计存在的维度爆炸问题提出了序贯近邻探索实验设计方法。该方法可以显著减少试验次数并提取系统的有效信息。最后,应用一个算例演示了战斗机多任务效能评估指标体系的建立过程,验证了战斗机多任务效能优化方法的可行性。论文主要在以下三方面工作中有创新:提出了武器装备多任务作战效能仿真评估指标体系并以战斗机为例具体实现了指标体系构建;提出了武器装备多任务作战效能的优化方法;提出了序贯近邻探索实验设计方法解决了仿真实验设计中维度爆炸的问题。