【簡介：】有。截至2022年11月12日，波音飛機(jī)其上蒙皮通過夾芯得到下蒙皮的支持，有很高的應(yīng)力水平和輕的結(jié)構(gòu)重量，波音飛機(jī)有蒙皮換熱器。蒙皮換熱器在飛行器的飛行運(yùn)行和地面運(yùn)行中運(yùn)行從

有。截至2022年11月12日，波音飛機(jī)其上蒙皮通過夾芯得到下蒙皮的支持，有很高的應(yīng)力水平和輕的結(jié)構(gòu)重量，波音飛機(jī)有蒙皮換熱器。蒙皮換熱器在飛行器的飛行運(yùn)行和地面運(yùn)行中運(yùn)行從載熱流體通道排出載熱流體的熱能。

我國發(fā)射的首個(gè)用作空間站實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)飛行器是什么號? ①神舟8號 ②嫦 ...

2011年9月29日成功升空的“天宮一號”,是我國研制并發(fā)射的首個(gè)目標(biāo)飛行器

智能變形飛行器進(jìn)展及其關(guān)鍵性研究

【嵌牛導(dǎo)讀】： 像鳥兒一樣靈活自由的飛翔，一直是人類夢寐以求的理想。人類很早就認(rèn)識到鳥兒可以根據(jù)飛行狀態(tài)適時(shí)調(diào)整飛行姿態(tài)，以最佳效率完成滑翔、盤旋、攻擊等動(dòng)作。隨著飛行器設(shè)計(jì)對于高機(jī)動(dòng)性、高飛行效率和多任務(wù)適應(yīng)能力等綜合設(shè)計(jì)需求的不斷提高，像鳥兒一樣高效靈活的智能變形飛行器研究逐漸成為學(xué)術(shù)界和工程界的研究熱點(diǎn)。

【嵌牛鼻子】： 智能 ?變形飛行器 ? ?高效靈活

【嵌牛提問】： 智能變形飛行器的研究進(jìn)展如何？其關(guān)鍵性技術(shù)有什么新近突破？

【嵌牛正文】：

北大西洋公約組織對智能變形飛行器做出過如下定義：通過局部或整體改變飛行器的外形形狀，使飛行器能夠?qū)崟r(shí)適應(yīng)多種任務(wù)需求，并在多種飛行環(huán)境保持效率和性能最優(yōu)。由此可見，智能變形飛行器是一種具有飛行自適應(yīng)能力的新概念飛行器，其研究涉及非定常氣動(dòng)力、時(shí)變結(jié)構(gòu)力學(xué)、氣動(dòng)伺服彈性力學(xué)、智能材料與結(jié)構(gòu)力學(xué)、非線性系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)、智能感知與控制科學(xué)等多個(gè)學(xué)科前沿和熱點(diǎn)，代表了未來先進(jìn)飛行器的一種發(fā)展方向。智能變形飛行器具有巨大的應(yīng)用前景，以美國航空航天局設(shè)想的未來智能變形飛機(jī)為例，通過新型智能材料、作動(dòng)器、傳感器和控制系統(tǒng)的綜合運(yùn)用，飛機(jī)可以隨著外界環(huán)境變化，柔順、平滑、自主地不斷改變外形，不僅保持整個(gè)飛行過程中的性能最優(yōu)，更能提高舒適性并降低成本。

正是因?yàn)槠渚薮髢?yōu)勢和應(yīng)用潛能，國內(nèi)外涌現(xiàn)出了多種多樣的智能變形設(shè)計(jì)理念和嘗試，比如自適應(yīng)機(jī)翼、主動(dòng)柔性機(jī)翼、主動(dòng)氣動(dòng)彈性機(jī)翼、智能機(jī)翼、智能旋翼、變體飛行器等。本文按照翼面變形方式對來智能變形飛行器的最新進(jìn)展進(jìn)行了歸類和總結(jié)，詳細(xì)介紹了機(jī)翼智能變形的變展長、變弦長、變厚度、變后掠與變彎度等多種實(shí)現(xiàn)類型，提煉了智能變形機(jī)翼實(shí)現(xiàn)的幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，通過本文介紹可對智能變形飛行器的設(shè)計(jì)思路及關(guān)鍵技術(shù)有更加豐富的認(rèn)識和了解。

變形機(jī)翼的分類與進(jìn)展

機(jī)翼平面形狀合理改變可改善飛行器的氣動(dòng)性能。下表列出了機(jī)翼參數(shù)變化對氣動(dòng)性能的影響，可以看出，通過合理改變機(jī)翼形狀參數(shù)，可以改善飛行器的氣動(dòng)特性和操縱性能，帶來增大升力、減小阻力、增大航程與航時(shí)等好處，可使飛行器能夠高效地完成多種飛行任務(wù)。由于機(jī)翼形狀參數(shù)帶來的影響多樣，機(jī)翼變形的設(shè)計(jì)方式也多種多樣。本文針對研究最多的變展長、變弦長、變厚度、變后掠和變彎度等變形形式，分別展開介紹。

1.變展長

展長伸縮是最簡單直接的機(jī)翼變形方式。展長變化有如下的優(yōu)點(diǎn)：增大變形飛行器的機(jī)翼展長，相當(dāng)于增大其翼面積和展弦比，可以帶來升阻比提高，航程和航時(shí)增大的目的；機(jī)翼在停放時(shí)收縮，可顯著減小飛行器的占用面積；當(dāng)兩側(cè)機(jī)翼展長不同時(shí)，左右升力不對稱造成的滾轉(zhuǎn)力矩，可便于飛行器的橫航向操縱。

早在1929年，美國設(shè)計(jì)師Vinent就首次提出了變展長機(jī)翼的設(shè)計(jì)思想，并成功制作試飛了GX-3驗(yàn)證機(jī)。1931年，俄國科學(xué)家Makhonine設(shè)計(jì)制作了MAK-10飛機(jī)，其展長可從13米增大到21米，改變量超過60%。1947年出現(xiàn)的MAK-123飛機(jī)和1972年出現(xiàn)的FS-29飛機(jī)均屬于變展長飛機(jī)，但由于早期的變形機(jī)構(gòu)均過于笨重和龐大而未能得到推廣。

“伸縮翼”是近年來新提出的變展長設(shè)計(jì)理念。2003年美國國防預(yù)防研究計(jì)劃局實(shí)施的變形飛機(jī)結(jié)構(gòu)項(xiàng)目(MAS)中，伸縮翼就是三種主變形方案之一（其余為折疊機(jī)翼與滑動(dòng)蒙皮機(jī)翼，后文詳述），該設(shè)計(jì)以“戰(zhàn)斧”巡航導(dǎo)彈為對象，巡航飛行時(shí)機(jī)翼展開獲取最大升力、高速俯沖時(shí)翼面收縮提高機(jī)動(dòng)性，但由于翼載荷太大、機(jī)翼太薄，伸縮機(jī)構(gòu)無法安置，計(jì)劃未能推廣。西北工業(yè)大學(xué)的王江華等人對伸縮翼巡航導(dǎo)彈的氣動(dòng)外形進(jìn)行了優(yōu)化研究，研究表明，伸縮翼設(shè)計(jì)可使導(dǎo)彈燃料消耗減少12％，明顯提升導(dǎo)彈性能。2007年，馬里蘭大學(xué)的Julie等人以充氣伸縮粱當(dāng)作驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過機(jī)翼伸縮改變升力和控制滾轉(zhuǎn)，并進(jìn)行了風(fēng)洞試驗(yàn)，經(jīng)試驗(yàn)其展弦比可最大變化230%，升阻比最大可到16，但蒙皮偏軟產(chǎn)生的寄生阻力使氣動(dòng)性能受一定影響。

總體看來，變展長機(jī)翼仍需解決伸縮機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)減重設(shè)計(jì)、適應(yīng)高速飛行的機(jī)翼降厚度設(shè)計(jì)、彈性蒙皮的連續(xù)密封性設(shè)計(jì)等一系列問題，距離工程應(yīng)用仍有一定距離。

2.變弦長

與變展長機(jī)翼的控制效果類似，變弦長機(jī)翼也是通過機(jī)翼變形引起展弦比和翼面積的合理變化，達(dá)到優(yōu)化飛機(jī)升阻比、飛行速度和機(jī)動(dòng)性的目的。

變弦長理念的最典型應(yīng)用就是傳統(tǒng)飛機(jī)的襟副翼設(shè)計(jì)，通過絲桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)襟副翼弦向變形可以顯著改善飛機(jī)的起降性能及滾轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)性。對于飛機(jī)翼面本身，由于存在梁架、油箱等設(shè)備干擾或翼型較小、空間不足等問題，變弦長設(shè)計(jì)的難度很大，國內(nèi)外相關(guān)研究也相對較少。早在1937年，俄國科學(xué)家Bakashaev就設(shè)計(jì)并制作了第一架變弦長飛機(jī)RK-1，飛機(jī)通過6個(gè)弦向可伸縮的相互疊加的機(jī)身實(shí)現(xiàn)弦長改變，其初代飛機(jī)翼面積變化為44%、改進(jìn)型變化高達(dá)135%，驗(yàn)證了通過伸縮機(jī)構(gòu)改變弦長的可行性。

近年來，以美國CRG公司為代表的科技公司，通過使用復(fù)合材料及智能材料重新開展變弦長機(jī)翼研究。2004年，CRG公司的Perkins等人將壓縮比高達(dá)400%的形狀記憶合金材料用于變弦長設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)表明材料經(jīng)過加熱可以達(dá)到預(yù)期變形量，但由于形狀記憶合金不穩(wěn)定，冷卻后無法恢復(fù)至原始形態(tài)。2005年，CRG公司的Reed等人設(shè)計(jì)了一種翼肋相互穿插的變弦長機(jī)翼，在直流電機(jī)和導(dǎo)桿的驅(qū)動(dòng)下，機(jī)翼面積可以增大將近80%，但是該設(shè)計(jì)同樣存在機(jī)構(gòu)復(fù)雜、表皮材料恢復(fù)力太低難以回到變形初始狀態(tài)的問題。2011年，賓夕法尼亞州立大學(xué)的Barbarino等人將可壓縮的蜂窩細(xì)胞結(jié)構(gòu)應(yīng)用在直升機(jī)葉片的弦向變形設(shè)計(jì)中，變形蜂窩結(jié)構(gòu)可經(jīng)受循環(huán)驅(qū)動(dòng)、其弦向變形可增大30%左右，此外，值得一提的是設(shè)計(jì)者通過對柔性蒙皮預(yù)拉伸保證了機(jī)翼表面的連續(xù)光滑性。

在形狀記憶合金和復(fù)合材料蜂窩結(jié)構(gòu)等新材料新技術(shù)的推動(dòng)下，近年來涌現(xiàn)出了較多的變弦長機(jī)翼概念，但面向工程應(yīng)用，這些新材料的性能穩(wěn)定性仍有待提升。

3.變厚度

變厚度設(shè)計(jì)是指在不引起機(jī)翼形狀明顯變化的前提下調(diào)整機(jī)翼的輪廓線，是一種微幅變形設(shè)計(jì)。機(jī)翼厚度改變可以改善翼型的高低速氣動(dòng)性能，具有避免或延遲附面層分離、控制轉(zhuǎn)捩位置、控制激波從而降低波阻和抑制抖振等優(yōu)點(diǎn)。

早在1992年，美國的Austin等人就設(shè)計(jì)了一種基于桁架結(jié)構(gòu)的變厚度機(jī)翼，設(shè)計(jì)者在桁架上布置線位移驅(qū)動(dòng)器，通過激勵(lì)驅(qū)動(dòng)器，可以調(diào)節(jié)桁架上各條支桿的長度，從而達(dá)到調(diào)整翼型厚度、優(yōu)化氣動(dòng)效率的目的。近年來，加拿大國家研究中心進(jìn)行了一系列變厚度機(jī)翼的理論研究及試驗(yàn)驗(yàn)證工作。2007年，該中心的Coutu等人設(shè)計(jì)了一種自適應(yīng)變厚度機(jī)翼，機(jī)翼由剛體部分、柔性蒙皮和安裝在機(jī)翼內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成，機(jī)翼蒙皮采用碳纖維復(fù)合材料制作，具有良好的柔性和足夠的支撐剛度，在驅(qū)動(dòng)器的激勵(lì)下機(jī)翼厚度產(chǎn)生變化，并有效提高了機(jī)翼的層流效應(yīng)。2008年，該中心的Andrei等人在機(jī)翼上表面厚度方向設(shè)計(jì)激勵(lì)裝置，通過對17種不同翼型外形進(jìn)行數(shù)值仿真，均得到轉(zhuǎn)捩位置向后延遲的結(jié)論，證明周期性驅(qū)動(dòng)激勵(lì)可應(yīng)用于轉(zhuǎn)捩控制中。2009年，在Andrei的研究基礎(chǔ)上Grigorie設(shè)計(jì)了一個(gè)用于變形控制的自適應(yīng)神經(jīng)模糊控制器，控制器根據(jù)壓力傳感器采集的翼型表面壓力，計(jì)算參考翼型與優(yōu)化翼型之間的壓力變化，首次實(shí)現(xiàn)了壓力變化和轉(zhuǎn)捩位置的直接關(guān)聯(lián)。此外，2009年，英國布里斯托爾大學(xué)的Stephen等人采用壓電材料作為驅(qū)動(dòng)器，安裝在機(jī)翼蒙皮上表面，通電后驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生固定頻率振動(dòng)，從而改變蒙皮表面的邊界層流動(dòng)，風(fēng)洞試驗(yàn)表明該驅(qū)動(dòng)方法可使機(jī)翼阻力降低、升力提高。

變厚度機(jī)翼設(shè)計(jì)，通過對翼型進(jìn)行微小改變，就可實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)流場流動(dòng)、改善氣動(dòng)性能等目的，伴隨著壓電陶瓷等新型智能材料的發(fā)展，必將在未來工程應(yīng)用中產(chǎn)生更多的應(yīng)用嘗試和更大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

4.變后掠

低速飛行時(shí)小后掠角有助于提升機(jī)翼的效率，高速飛行時(shí)大后掠角有助于降低波阻，不同飛行狀態(tài)后掠角自主變化，成為兼顧高低速不同氣動(dòng)性能的最有效手段。正因?yàn)榇?，變后掠技術(shù)也成為最早成熟應(yīng)用于型號的改變機(jī)翼形狀技術(shù)。

自上世紀(jì)40年代至70年代，變后掠技術(shù)已成功應(yīng)用于多種戰(zhàn)斗機(jī)和轟炸機(jī)，如：米格-23、F-14、狂風(fēng)、B-1B轟炸機(jī)等。但早期的變后掠技術(shù)因機(jī)構(gòu)及操縱復(fù)雜、故障率高、維護(hù)困難，且限制了飛機(jī)載荷、外型、隱身等性能的提高，逐漸被雙三角設(shè)計(jì)、鴨翼、大邊條設(shè)計(jì)、翼身融合技術(shù)所取代。

進(jìn)入21世紀(jì)，隨著新材料新技術(shù)的發(fā)展與運(yùn)用，變后掠飛行器性能也得到發(fā)展和提高。2004年，弗吉尼亞理工大學(xué)的Neal等人設(shè)計(jì)了一種可自適應(yīng)變形的無人機(jī)模型，除了機(jī)翼展長能改變17%、機(jī)身尾部能壓縮12%、機(jī)翼能夠扭轉(zhuǎn)20°以外，該無人機(jī)的后掠角能夠從0°變化到40°，風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了無人機(jī)模型在多種變形形式下的有效性。2006年，佛羅里達(dá)大學(xué)的Grant等人通過研究海鷗的飛行姿態(tài)，設(shè)計(jì)了一種多節(jié)點(diǎn)變后掠微小型飛行器，飛行器機(jī)翼的內(nèi)外翼兩部分具有獨(dú)立的變后掠機(jī)構(gòu)，仿真顯示其具有很好的轉(zhuǎn)向能力和抗側(cè)風(fēng)能力。2013年中國航天空氣動(dòng)力技術(shù)研究院的陳錢等人對飛機(jī)外翼段大尺度剪切式變后掠方式進(jìn)行了設(shè)計(jì)與分析，并通過風(fēng)洞試驗(yàn)驗(yàn)證變后掠機(jī)翼在蒙皮、結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)、控制等方面滿足氣動(dòng)特性研究需求，準(zhǔn)定常氣動(dòng)特性曲線顯示出變后掠機(jī)翼的較大氣動(dòng)效益。

最值得一提的是美國NextGen公司針對MAS項(xiàng)目設(shè)計(jì)的滑動(dòng)蒙皮變后掠飛機(jī)MFX-1，與傳統(tǒng)的機(jī)翼埋入機(jī)身的變后掠方式不同，該飛機(jī)的弦長增減可獨(dú)立于后掠角而改變。2006年MFX-1首飛成功，在185~220km/h的速度下成功將翼展改變30%、翼面積改變40%、后掠角從15°改變到35°，且整個(gè)過程不超過15s，試驗(yàn)結(jié)果成功證實(shí)了飛行器在飛行過程中大面積改變機(jī)翼形狀的可行性，在變形飛行器的工程應(yīng)用上具有很強(qiáng)的指導(dǎo)意義。

5.變彎度

機(jī)翼產(chǎn)生升力的最基礎(chǔ)要素是彎度，改變彎度可以有效地控制機(jī)翼表面的氣流分離情況，可顯著提高飛行器的飛行機(jī)動(dòng)性能，尤其是對于通常處于低雷諾數(shù)飛行條件下、性能主要取決于層流邊界層流動(dòng)的低速飛行器。

國內(nèi)外對變彎度機(jī)翼已經(jīng)開展了許多研究，如1981年任務(wù)自適應(yīng)機(jī)翼(MAW)項(xiàng)目中的機(jī)械鉸鏈?zhǔn)阶儚澏葯C(jī)翼、1992年P(guān)owers等人在F-111戰(zhàn)斗機(jī)上安裝的機(jī)械式變彎曲機(jī)翼和2004年馬里蘭大學(xué)的Poonsong等人設(shè)計(jì)的機(jī)械式多關(guān)節(jié)變彎度機(jī)翼。由于機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜和質(zhì)量笨重，大多數(shù)的變彎度機(jī)翼都沒有得到推廣。

近年來，智能材料和先進(jìn)制造工藝的發(fā)展為變彎度機(jī)翼提供了良好的材料和技術(shù)基礎(chǔ)。2003年，弗吉尼亞大學(xué)的Elzey等人設(shè)計(jì)了一種形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)的鏈環(huán)式變彎度機(jī)翼，在機(jī)翼截面內(nèi)產(chǎn)生很大的彎曲變形。2009年，德州農(nóng)工大學(xué)的Peel等人自制了通過對中央翼盒內(nèi)的氣袋加壓驅(qū)動(dòng)機(jī)翼前后緣變形的機(jī)構(gòu)，經(jīng)測試在氣袋所能承受的最大壓力下，翼型頭部最大變形14°、尾部最大變形13°、且變形后蒙皮仍能保持光滑連續(xù)。2011年，瑞士結(jié)構(gòu)科技中心的Hasse等人提出了“帶肋結(jié)構(gòu)”的概念，并應(yīng)用于變形機(jī)翼設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)者通過采用分布式柔性帶肋結(jié)構(gòu)代替了傳統(tǒng)的鉸鏈結(jié)構(gòu)，具有幾何變形大、承載能力高和重量輕等優(yōu)點(diǎn)，地面試驗(yàn)表明，帶肋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)翼型從NACA0012到NACA2412之間自主變化。2015年，美國空軍實(shí)驗(yàn)室的James等人設(shè)計(jì)了基于“順從機(jī)構(gòu)”的保形翼面，順從機(jī)構(gòu)可將智能材料的作動(dòng)位移放大并傳遞給前后緣，使翼面操控需要的能量更低，去掉操縱面還使機(jī)翼的重量減輕、成本也更低，其試驗(yàn)?zāi)Ｐ驼归L為1.8米，在氣動(dòng)載荷作用下彎度變化超過6%、最大升阻比變化約1倍左右。2015年，意大利的Alessandro等人設(shè)計(jì)了基于“非對稱結(jié)構(gòu)”的保形機(jī)翼，其設(shè)計(jì)思路與“順從機(jī)構(gòu)”相似，也是設(shè)計(jì)巧妙的傳力機(jī)構(gòu)，將作動(dòng)位移放大傳遞至前后緣，該設(shè)計(jì)可有效避免變形產(chǎn)生的局部應(yīng)力，設(shè)計(jì)者通過地面試驗(yàn)證明了非對稱蜂窩結(jié)構(gòu)自主變形的先進(jìn)性，并分析了結(jié)構(gòu)的典型失效形式及大變形引起的強(qiáng)非線性響應(yīng)問題。2015年，英國斯旺西大學(xué)的Benjimin等人在生物學(xué)的啟發(fā)下提出了“魚骨主動(dòng)彎曲變形”的概念，利用魚骨結(jié)構(gòu)減小翼型的弦向剛度，實(shí)現(xiàn)翼型變彎度控制，風(fēng)洞試驗(yàn)表明，相同試驗(yàn)條件下，變形翼相對傳統(tǒng)機(jī)翼的升阻比可提升20%~25%，該概念可應(yīng)用于固定翼、直升機(jī)、風(fēng)力機(jī)以及潮汐泵的葉片設(shè)計(jì)。2016年，瑞士復(fù)合材料及自適應(yīng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室的Francesco等人設(shè)計(jì)了可代替副翼的“增強(qiáng)褶皺蒙皮”機(jī)翼，在電流作用下后緣的褶皺蒙皮可伸縮變形并推動(dòng)尾部上下彎曲，風(fēng)洞試驗(yàn)表明該設(shè)計(jì)可提供高頻滾轉(zhuǎn)控制力有效替代副翼功能，此外，由于機(jī)翼的形狀連續(xù)該設(shè)計(jì)可顯著減小零升阻力。

目前，國外對變彎度機(jī)翼的研究相當(dāng)重視，伴隨著智能材料的發(fā)展涌現(xiàn)出了多種多樣的設(shè)計(jì)理念?；谧儚澏鹊谋Ｐ我砻嬖O(shè)計(jì)，既可以通過翼面的彎度改變控制氣流的分離、提高飛行器的氣動(dòng)性能，又可以通過對不同弦截面設(shè)置不同彎度實(shí)現(xiàn)翼面的翹曲、控制飛行器的滾轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)，可有效代替襟副翼等控制面，具有較高的應(yīng)用價(jià)值和工程可實(shí)現(xiàn)性。

變形機(jī)翼的關(guān)鍵技術(shù)

根據(jù)以上介紹可知，雖然機(jī)翼變形的方式多種多樣，但是所有變形機(jī)翼都離不開大尺度光滑連續(xù)的柔性蒙皮結(jié)構(gòu)、輕質(zhì)高效的變形驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和快速靈敏的傳感控制系統(tǒng)。因此，實(shí)現(xiàn)機(jī)翼變形的關(guān)鍵技術(shù)可以歸為以下幾類：

1.光滑連續(xù)的柔性蒙皮技術(shù)

變形機(jī)翼與常規(guī)機(jī)翼相比對蒙皮結(jié)構(gòu)提出了新的要求，即蒙皮不僅要保持常規(guī)蒙皮重量輕、在面法向剛度大、可以承受并傳遞氣動(dòng)載荷的特點(diǎn)，同時(shí)還要具備足夠的光滑連續(xù)性和大尺度變形特性。因此，將傳統(tǒng)材料和新型材料相結(jié)合，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上進(jìn)行創(chuàng)新，設(shè)計(jì)重量、變形能力和承載能力滿足變形方案的柔性蒙皮結(jié)構(gòu)，是未來智能變形飛行器設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要挑戰(zhàn)。

2.輕質(zhì)高效能的變形驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)

變形機(jī)翼的驅(qū)動(dòng)及控制也是智能變形飛行器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)之一。智能變形飛行器的驅(qū)動(dòng)裝置應(yīng)具備重量輕、分布式、高效能、響應(yīng)快、低能耗、易控制等特點(diǎn)。傳統(tǒng)的電機(jī)和液壓驅(qū)動(dòng)方式過于笨重而復(fù)雜難以適應(yīng)設(shè)計(jì)需求，基于智能材料的新型驅(qū)動(dòng)裝置應(yīng)作為后續(xù)發(fā)展的重點(diǎn)，比如磁致伸縮驅(qū)動(dòng)器、壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器和形狀記憶材料驅(qū)動(dòng)器等。

3.適應(yīng)大變形的分布式傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

結(jié)構(gòu)智能變形需要實(shí)時(shí)檢測并感知周圍環(huán)境與自身狀態(tài)的變化，這就需要機(jī)翼上布滿可感知各種信息的傳感元件，并構(gòu)成一個(gè)分布式的多傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。傳感元件不僅要保證足夠的精度和快速響應(yīng)特性，還必須適應(yīng)智能變形飛行器大位移大應(yīng)變的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，這對傳感元件和傳感網(wǎng)絡(luò)提出了新的要求，也是未來面臨的挑戰(zhàn)之一。

智能變形飛行器設(shè)計(jì)是一項(xiàng)在民用和軍用飛行器領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用前景的新技術(shù)，可推動(dòng)新型智能材料、仿生設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、先進(jìn)傳感技術(shù)、多信息融合技術(shù)等學(xué)科領(lǐng)域的發(fā)展，對未來新概念飛行器的預(yù)研和技術(shù)儲(chǔ)備具有深遠(yuǎn)的意義。本文對智能變形技術(shù)的總結(jié)歸納，可以為智能變形飛行器領(lǐng)域的設(shè)計(jì)發(fā)展提供相應(yīng)的參考。