飞行器机翼气动外形的稳健设计是飞行器总体设计中的关键问题之一。一个稳健的机翼外形不仅能保证飞行器的安全,还能带来巨大的经济价值,实现飞行器高速高航程的设计目标。在飞行器机翼气动外形的设计中,为克服飞行器机翼受环境中不确定因素的影响而产生气动性能恶化问题,需要对飞行器机翼的气动外形进行相应的稳健性设计。然而,在飞行器机翼的三维稳健设计中却存在着CFD计算量大、试验周期长,气动性能难以求解等问题亟待解决。因此,本文提出了基于替代模型的飞行器稳健设计方法,该方法通过将试验设计、CFD技术与替代模型以及进化优化算法结合来进行气动外形的稳健设计。通过替代模型对飞行器气动性能进行预测,减少了优化求解中气动性能CFD的计算量,显著缩短了试验的周期,且能满足一定的求解精度需求。本文中对AGM-129隐身巡航导弹的三维主弹翼,进行了气动外形的稳健设计,详细阐述了稳健设计的整体流程。稳健设计结果表明,基于替代模型的稳健设计方法所获得的稳健弹翼,较基准弹翼外形具有更好的气动性能,验证了本文方法的正确性与有效性。此外,为实现飞行器气动外形稳健设计系统国产化的目标,本文参照Isight软件系统,建立了与本文方法相对应的web可视化飞行器稳健设计系统。该系统是对本文稳健设计方法的实际工程化应用,本文系统与Isight软件相比,其架构设计更加轻量化,虽然在设计自由度和应用的领域上有所缩小,但其稳健设计优化的功能足以满足当前飞行器气动外形稳健设计中的实际需求,且在经济性和满足特定需求上的优势更为明显。本文还完成了对该系统的功能性测试,系统的测试结果表明,系统交互友好,各功能模块运行稳定,能满足研究人员的使用需求。综上所述,对飞行器气动外形的稳健性研究,可显著提升飞行器性能的稳定性与可靠性,更易于获得安全可靠且高性能的飞行器设计方案。而飞行器稳健设计Web可视化系统的建立能极大提升飞行器气动外形稳健设计的工作效率,降低研究人员的工作强度。基于替代模型的飞行器稳健设计方法及其实现系统平台还可进一步推广应用于国防和社会的其它领域,将带来一定的经济收益和社会效益。因此,基于替代模型的飞行器稳健设计的软件研究与开发工作,有着重要的意义。