自20世纪50年代以来,高速飞行器在航空航天领域受到了广泛关注。高速飞行器是一个典型的多学科强耦合的复杂系统,现有的一体化设计方法未考虑子系统的耦合效应,无法得到系统的全局最优解,从而降低高速飞行器的总体性能。本文以高速飞行器为研究对象,在系统层级上协调各学科性能之间的耦合关系,建立高速飞行器多学科分析优化平台,有效实现高速飞行器的总体设计。本文首先建立了高速飞行器的参数化模型及各学科分析模型,并编制了相应的分析程序。其次,以高速飞行器的几何构型参数为设计变量,选取了高速飞行器各学科的性能参数作为评价指标,采用代理模型技术及多目标优化技术对高速飞行器进行单学科和多学科优化设计。然后,考虑飞行器机翼气动与内部结构的耦合性,运用多学科分析优化的方法,采用低保真和高保真算法对其进行了详细优化设计。最后,建立了高速飞行器概念设计分析平台,实现了方便快捷的高速飞行器整体优化设计。本文揭示了高速飞行器各学科间的相互影响规律,构建了一套简单可靠的高速飞行器概念设计阶段分析优化方法,可以辅助设计人员进行高速飞行器的概念设计,从而缩短设计周期。