黄 灿,李文彬,赵卫凯,吴 杰,朱 攀

(1.南京理工大学 智能弹药技术国家重点实验室，南京 210094；2.中民防建设工程质量监督检测中心有限公司，上海 200232)

近年来随着仿真技术的发展，仿鸟和仿昆虫的扑翼飞行器成为各国研究的焦点之一，由于扑翼飞行存在明显的非线性特征[1-2]，且飞行机理复杂，扑翼飞行器相关问题也成为了研究难点。

仿鸟扑翼飞行器的尾翼在飞行器飞行过程中具有重要的作用，如德国Festo公司研发的SmartBird[3-4]模仿了海鸥的外形，设计了一种聚氨酯泡沫材料的倒V型可动尾翼，尾翼具有一定柔性，在飞行过程中起到了稳定作用，同时利用巧妙的机械结构，使得尾翼面能进行小角度的俯仰和偏航运动，一定程度上实现了飞行的控制。国内，南京航空航天大学的样机[5-7]采用V型固定尾翼，也能起到稳定飞行的作用，而西北工业大学的ASN·211[8-9]采用倒T型尾翼，与传统的固定翼类似，其中两片对称的水平尾翼控制俯仰和滚转运动，一片垂直尾翼控制偏航运动。

目前关于尾翼的研究，大多以刚性化作为基础开展，对于柔性尾翼的作用和影响研究较少，难以适应仿生鸟类飞行器的研究。本文主要针对鸟类扑翼飞行器的尾翼气动特性，考虑不同尾翼材料的变形效果，引入柔性变形度，建立了尾翼的动力学模型，分析尾翼的形状、张开角度和柔性对机体所受力和力矩的影响，为扑翼飞行器的设计提供一种新的方法。

1 尾翼的力学模型

1.1 尾翼坐标系的建立

尾翼构想图如图1。……