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为了在火箭弹概念设计阶段就可综合考虑质量、气动、动力及弹道等诸多学科的影响和耦合作用，引入了多学科优化设计方法。对该方法应用中的问题定义、基本流程、总体方案作了详细说明，对涉及的一些难点和关键点进行了分析，并给出了可行的解决方案。通过算例验证了该方法的可行性和有效性，与原型弹相比，单级推力方案的有效载荷比更高、最大马赫数更小、发动机工作时间更短；在射程基本不变的情况下，双级推力方案比单级推力方案的最大马赫数更小、火箭弹总的飞行时间更短，有效载荷比大幅降低。最后，讨论了包括密集度问题在内的进一步研究方向。