可变体飞行器气动原理与变形结构力学研究

可变体技术是最有可能实现未来飞行器跨越式发展的关键技术之一。当前该技术的最大瓶颈在于对可变体气动性能和原理认识不清预测不准；对可变体结构难于提出合理的力学模型，给出高效的控制手段，进行变形材料和结构的设计与实现。本项目以发展未来近空间飞行器，提高其面对复杂环境，执行多任务时飞行和气动性能为背景，凝炼可变体近空间飞行器飞行中的气动原理和变形结构力学建模与控制中的关键基础科学问题。研究变形时空尺度对飞行器流场和气动性能作用和影响机理，可变体飞行器获得高气动性能，实现高效飞行控制和流动控制的空气动力学原理，开展可变体飞行器变形过程中的气动性能、稳定性和气动布局多目标优化问题方面的理论研究；发展和完善可变体飞行器变形材料研究和结构设计所需要的力学模型、优化设计理论与方法，研究适合可变体飞行器结构变形控制的分布式传感/驱动与控制方法。为发展我国可变体近空间飞行器提供气动和结构方面的理论和技术储备。

经过2009-2012四年的研究，在概念、原理、方法、应用等方面进行了较为系统的探索，实现了宽广速域（亚声速、跨速域、高超声速）的可变体飞行器气动布局研究，揭示了可变体飞行器典型变形过程中非定常气动特性的现象和机理，研究了两类智能变形材料（形状记忆聚合物和形状记忆合金）的力热特性，研究了可变体飞行器的稳定变形结构与高效驱动机构，完成了研究计划。