现代高超声速飞行器的设计为了提高飞行器在未来战场的生存能力，常需要兼顾气动性能和隐身性能。针对高超音速飞行器设计的特性及网格计算优化实例的不足，以乘波飞行器为研究对象，以乘波飞行器概念设计的研究工作为基础，对乘波飞行器的优化设计方法进行研究。乘波构型是由Nonweiler教授于1959年提出的。乘波构型在设计的飞行条件下，激波能很好地附着在其前缘上，整个构型就像是乘在激波上，因此得名“乘波”。乘波构形作为高超声速飞行器设计的候选构型，在设计点下具有比传统构形更高的升阻比更好的气动性能，并且下表面流动是均匀的，是一体化设计的理想构型。 本文首先进行了乘波飞行器的参数化建模工作，根据锥导乘波构形及吻切锥乘波构形的生成方法，确定完备的乘波飞行器参数体系并主要通过双曲外推的方法生成乘波飞行器的计算网格。进而基于网格计算，运用遗传优化算法进行乘波飞行器气动性能及隐身性能的多学科综合优化设计。其中，通过求解以三维Navier-Stokes方程为控制方程，使用Jameson格式进行离散，通过数值计算乘波飞行器高超声速情况下的气动性能指标；并通过计算电磁学中RCS值的计算来评价乘波飞行器的隐身性能。在整个遗传优化过程中，运用了模糊决策理论，对多目标优化结果进行筛选。并在此基础上，为兼顾乘波飞行器设计点和非设计点的性能，对乘波飞行器外形分别进行高超声速、超声速气动流场的计算，从而得到优化的乘波飞行器外形。 本文还对传统的飞行器优化流程进行了改造，打破了原来设计程序紧耦合的情况，将原有紧耦合优化设计程序按功能模块化，进而使用脚本语言将各个模块进行粘连。使得设计者可以根据需要自行选择优化方法、格生成方式以及解算器，根据特定设计工作，自行定制工作流程，从而实现交互式的飞行器优化设计。在此基础上，基于网格计算异构整合的环境特性，运用TCL/TK构建了可以在任何操作系统上进行可视化设计的的飞行器优化设计平台。