随着现代计算机技术和计算流体力学的发展，飞机外形设计在飞机方案设计阶段的综合一体化程度越来越高。首先，当飞机多个部件组合在一起时，必然会产生气动干扰，需建立全机总体参数化外形进行综合分析优化；其次，建立的飞机外形需反映工艺制造等信息，更好地将设计意图贯彻到后续过程，便于组织生产；最后，在飞机外形设计过程中必然设计大量的各类知识，需建立相应的知识模板和知识库，实现设计过程中的知识推送和引导以支持设计。因此，本文的研究工作主要包括以下几个方面：1）系统地研究了建立在特征造型方法和参数化设计基础上的更适合计算机集成制造的特征参数化设计方法，并探讨了这种方法在飞机外形设计上的应用研究。同时针对飞机各部件外形特点和对曲面的要求，结合特征参数化的特点，探究相适应的几何建模方法。2）根据飞机外形特征参数化设计过程中涉及的大量显性知识和隐性知识进行了系统的分类并探讨研究采用不同的方式和工具对这些知识进行表达和描述。3）通过对民用客机外形进行特征解构分析，同时对飞机外形的数学模型用二次曲线、样条曲线和基于形状函数/分类函数变换等几何建模方法和物理意义明确的特征参数在CATIA平台上建立一套结构层次清晰的飞机总体外形特征参数化设计模型，实现了参数驱动快速生成方案设计阶段所需的高质量飞机外形曲面。4）运用CATIA知识工程中面向对象的高级编程语言将各类设计知识封装在模型中，随时提供设计知识引导和人机对话协作支持设计；同时，开发设计表和配置表，集成飞机外形设计模板，开展多层次和系列化设计。通过本文建立的飞机总体外形特征参数化模型，可快速生成民用客机的高质量的三维外形CAD模型，为飞机的多层次优化设计提供了一个基础模型，同时也为飞机外形的一体化设计提供了一种科学的方法。