研究聚焦电动航空器的规划与优化技术，针对现有电动力系统功率与能量密度受限所致的航时不足、里程焦虑等问题，充分考虑适航要求，开展了多物理性能预示、超实时路径规划、机动可达性与运行可行性分析等研究：

1. 针对电动航空器应用新构型、新动力而涌现的力-电-热时变耦合特性，提出了多物理耦合性能预示方法：应用快慢动力学分析、拟平衡降阶和分区集总参数原理，完成了锂电动力系统增广的飞行动力学降阶与保真建模，实现了锂电池组、永磁同步电机、螺旋桨等核心动力部件性能预示偏差小于2.5%，该预示方法已应用于民机预研某翼身融合电动飞机，以及复合翼、倾转翼等多种构型电动垂直起降航空器（eVTOL），支撑了研制阶段的概念设计、仿真分析等环节。

2. 针对电动航空器的城市空中交通运行高实时、高可靠规划需求，提出了电量离散自适应精度快速轨迹规划方法：通过对性能表征模型的降维、松弛与无损凸化，构造基于锂电极化特性密度函数的离散稀疏二阶圆锥优化问题，突破了网格规模大、非凸特性强对电动航空器规划时效性的制约，实现了满足多物理复杂动力学约束的能量管理，应用于典型城市空中交通场景路径规划，实现单次轨迹更新周期小于200ms，最大航程提升48%以上。

3. 考虑电动航空器近地面低速机动阶段安全性分析需求，提出了基于四维时空机动可达域的瞬时性能分析方法：应用最优控制的运动原语方法，构造了最速近地机动的闭式解，实现了电动航空器悬停和过渡阶段动力失效模式机动性定量分析。进一步考虑设计优化需求，提出了一种基于机动可达域的隐式嵌入双层优化方法，实现了面向城市空中交通任务需求的任务–构型联合优化。该方法应用于某复合翼布局电动垂直起降航空器，在满足飞行安全性要求的前提下，使其低速机动性提升23.1%，有力支撑了原理验证机的详细设计优化和飞行试验。

4. 考虑城市空域微气候引起的电动航空器运行不确定性分析需求，提出了基于非侵入式代理模型的运行可行性分析技术：通过子集缩样仿真与马尔科夫蒙特卡洛高效采样方法改进混沌多项式展开模型，实现不确定性量化分析时间降低90%以上，且相对误差小于0.1%，应用于挪威Widerøe公司固定翼电动飞机的立项论证与产品研发阶段，有力支撑了系统选型与运行决策。