如今,飞机的初步设计阶段变得非常具有挑战性,因为需要满足涉及不同应用领域的更苛刻的要求。从这个角度来看,无论是在飞机行业还是在学术研究团体中,都需要简单的设计工具来执行快速可靠的多学科分析和优化。本文全面概述了 JPAD(飞机设计程序的 Java 工具链),这是一个基于 Java 的开源库,被认为是一种快速高效的工具,可用于支持飞机的初步设计阶段及其优化过程。该库已在那不勒斯“费德里科二世”大学工业工程系完全实现,目前仍在开发中。该库的主要目标是对参数定义的飞机模型进行快速多学科分析并搜索优化配置。在该工具的开发过程中,遵循的所有飞机初步设计和分析的基本原理和方法都已在一些飞机设计教科书中进行了详细描述。[1] [2] [3] [4] [5] [6] [7]。JPAD 的主要特点之一在于对飞机参数模型(被认为是一组相互连接和参数化的组件)和可用分析的智能管理。开发该库的目的是简化用户输入文件的组成,并以令人满意的精度进行快速分析 [8] [9]。第 2 节将展示库架构及其主要优势。另一个关键点是可以轻松地将 JPAD 与其他外部工具连接起来,以实现更高的精度。如 [10] 所述,JPAD 库是大量类似软件工具(包括免费软件和商业软件)的替代品。这些工具中的大多数都有重要的历史,其中许多已经使用了几十年。其中一些软件的设计标准很差,文本输入很死板,没有可视化功能。这就是为什么 JPAD 在开发时非常注重简单性和灵活性的主要原因。此外,它被认为是一种开源工具,与目前最流行的飞机设计程序(如 Advance Aircraft Analysis [11]、RDS [12] 或 Piano [13])不同。JPAD 是一个通用计算库,包含多个模块,其中重要的是突出空气动力学和稳定性模块。这些是基于那不勒斯费德里科二世大学 DAF 研究小组开发的几种预测方法,例如用于机身 [14] [15] 或垂直尾翼 [16] [17] 分析的方法。开发此类方法的能力源自该小组在区域涡轮螺旋桨飞机和通用航空飞机应用领域多年活动期间通过数值分析和风洞测试获得的经验,如 [18] [19] [20] 所述。