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Multipoint optimization on fuel efficiency in conceptual design of wide-body aircraft

Chinese Journal of Aeronautics 2018年第1期31卷 99-106页

作者： Xiao CHAI Xiongqing YU Yu WANG College of Aerospace Engineering Nanjing University of Aeronautics and Astronautics

Aircraft conceptual design optimizations that maximize the performance at a design condition （single-point） may result in designs with unsatisfying off-design performance. To further improve aircraft efficiency under actual flight operations, there is a need to consider multiple flight conditions （multipoint） in aircraft conceptual design and optimization. A new strategy for multipoint optimizations in aircraft conceptual design is proposed in this paper. A wide-body aircraft is taken as an example for both single-point and multipoint optimizations with the objective of maximizing the specific hourly productivity. Boeing 787-8 flight data was used in the multipoint opti- mization to reflect the true objective function. The results show that the optimal design from the multipoint optimization has a 7.72% total specific hourly productivity increase of entire flight missions compared with that of the baseline aircraft, while the increase in the total specific hourly productivity from the single-point optimal design is only 5.73%. The differences between the results of single-point and multipoint optimizations indicate that there is a good option to further improve aircraft efficiency by considering actual flight conditions in aircraft conceptual design and optimization.

关键词： Aircraft conceptual design Fuel efficiency multiple missions Optimization Wide-body aircraft

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