航天飞机在再入大气过程中经历了巨大的速度与环境变化,其机翼应该兼顾各种复杂的性能要求。自适应机翼的概念能很好地解决这一问题。本文只设计具有自适应前缘的翼型,而并不对其结构与控制系统加以研究,以期得到能够降低热流密度的高超声速翼型前缘与提高升阻比的亚声速翼型前缘。首先,本文采用解析函数线性扰动法进行翼型参数化,用改进的Hicks-Henne型函数修改翼型前缘形状。基于有限体积法对基准翼型在典型再入轨道的流场进行分析,确定高超声速翼型的优化工况与亚声速着陆时翼型的优化工况。针对两种优化工况,本文采用Latin Hypercube法设计试验点各生成150个样本翼型,运用CFD-Fastran软件求解样本翼型的驻点热流(高超声速工况)与升阻比(亚声速工况)作为响应值,分别构建热流密度与气动特性的4阶响应面近似模型。然后采用多岛遗传算法在两类优化工况下,分别以驻点热流密度与升阻比作为优化目标,以参数化翼型的线性扰动项的系数作为设计变量,求解最优翼型。最后,给出高超声速优化翼型的热流密度与飞行速度曲线,亚声速优化翼型在着陆时的升阻系数与表面压强分布曲线。