面向组合式新概念飞行器领域的发展需要，提出了一种固定销式单体机翼的组合式飞行器设计方案，采用尺寸参数优化和稳健性拓扑优化方法，研究了在外载荷作用位置非确定条件下，单体机翼承力结构的最优构型设计。首先，建立单体机翼结构有限元模型，基于Navier-Stokes方程和尺寸参数优化方法，分析了气动载荷下连接固定销的最优布局，固定销最大局部应力降低了6.30%；其次，采用变密度法对单体机翼进行稳健性拓扑优化，对优化结果进行参数化模型重构；最后，通过二次尺寸优化，完善了单体机翼最优承力结构设计，与初始机翼模型质量相比，优化后质量降低了89.13%。结果表明：相较于静力下的拓扑优化，所提方法更加贴合实际工况；研究结果为组合式飞行器机翼结构设计与优化提供了技术支持。