倾转旋翼机创造性地结合了直升机和固定翼飞机两种类型飞行器的优良性能,是未来航空运输的发展方向之一。但其悬停状态的强烈的旋翼/机翼气动干扰制约了载重能力,国外的研究中明确提出了倾转翼(tiltwing)概念。针对目前的倾转旋翼机常见的气动布局,为进一步探究采用倾转翼构型的降载效果及旋翼对机翼气动的性能影响,开展了两种构型悬停和过渡状态旋翼对机翼气动干扰特性以及机翼受力的对比研究。机翼作为飞行器的核心部件,其设计很大程度上决定了飞行器的性能。开展对倾转旋翼飞行器机翼的气动优化设计,对于提高倾转旋翼飞行器飞行性能具有重要意义。本文的工作主要分为两个方面:一部分是旋翼/机翼间的气动干扰分析,另一部分是机翼的优化。基于嵌套网格和动量源方法,对倾转旋翼机的倾转旋翼构型、倾转翼构型悬停和过渡状态干扰流场进行了数值模拟,并对两种构型的干扰流场和机翼气动力进行了对比,分析了不同状态下旋翼对机翼干扰特性。计算结果表明:采用倾转翼构型,悬停状态机翼所受的向下载荷约为旋翼拉力的1%,且降低了旋翼对机翼的气动干扰,干扰气流不足以在对称面形成“喷泉效应”。过渡状态时,倾转旋翼构型受旋翼下洗流的影响机翼会产生向下的载荷;采用倾转翼构型,机翼升力大于倾转旋翼构型,提高了机翼的升力性能,但阻力也较大。为提高倾转旋翼飞行器前飞状态机翼升阻比,根据机翼展向位置来流速度的不同对翼型优化。以NACA2412为原始翼型,首先,采用Hicks-Henne方法进行翼型参数化,并确定设计变量;采用Isight集成翼型生成、网格划分、流场求解等软件,建立翼型自动优化平台。然后,为提高优化效率,采用基于最优拉丁超立方设计(Opt LHD)和径向基函数(RBF)的代理模型,并用多岛遗传算法(MIGA)进行优化。最后,将优化后的翼型生成三维机翼,进行气动特性计算。为说明本文所用优化方法的有效性,对比了两种边界条件的优化结果。为减少计算量,使用动量源方法用作用盘来代替旋翼。计算结果表明:根据机翼展向来流速度分布进行翼型优化,在前飞状态下优化后机翼升阻比提高了66.03%。