随着电动飞机的蓬勃发展、通用航空市场的不断扩大,水上电动飞机型号应运而生。本文选择双浮筒式布局方式,对双座电动飞机进行改装设计,旨在为后续相关型号的水上电动飞机设计提供借鉴。本文的主要研究内容包括以下几个部分:完成了电动水上飞机的浮筒设计,重点分析了浮筒最大宽度,长宽比,底部斜升角等各个关键参数对水动力性能的影响;确定了浮筒相对机身的位置关系以及前倾角;利用神经网络模型和多岛遗传算法相结合的组合策略,实现了对浮筒前体截面形状的优化设计,显著提高了其水动力性能,有效增强了起飞阶段的纵向稳定性。针对水上飞机起降的主要承力结构,本文提出了一种支撑结构分级优化设计方法。首先在支撑架的包络空间进内进行拓扑优化计算,得到最优传力构型,提取合理的节点位置和杆件连接方式;其次建立基本骨架并对杆件截面参数进行优化计算,得到支撑结构各杆件的最小截面面积,所得新构型减重13.6%;最后增加“翼型”整流罩减小杆件的阻力值,降低结构对飞机气动性能的影响。利用CFD方法对水上电动飞机起飞滑跑阶段进行了仿真计算,主要探究了其起飞过程中的阻力、姿态、升沉变化规律,并与试验结果进行了对比分析。对跨越“阻力峰”所需最大功率进行了验证计算;最后与实际飞行试验进行了对比验证,实现了电动水上飞机的起飞过程的一般性认识。最后针对水上飞机实际试飞过程中所出现的降落距离大、回收困难等问题设计了一种水上飞机上岸滑道,阐述了技术方案和具体实施方式。