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针对飞机总体优化设计中存在目标函数与变量之间没有显式关系式等问题，在建立包含推进、气动、性能及重量四个学科的飞机总体设计模型的基础上，采用遗传算法、模式搜索法和Powell法结合的多方法协作优化策略实现了飞机总体参数的优化；并对优化方案进行参数灵敏度分析。优化后飞机正常起飞总重较优化前降低11．6％，优化效果显著。分析结果表明了基于多方法协作优化算法的飞机总体优化设计的有效性。