孙 杨，昌 敏，白俊强,

（1.西北工业大学航空学院，西安 710072；2.西北工业大学无人系统技术研究院，西安 710072）

1 引 言

无论在民用还是军事领域，飞行器都将面对日益复杂的飞行任务与飞行环境，需要在多个工况下具备优良性能[1]。传统固定翼飞行器采用单目标设计，以设计点性能最优为目标。现代固定翼飞行器采用多目标优化设计，能够实现多工况下性能提升，但其设计结果往往是多工况下性能的折中与权衡[2]，在任何一个工况下的性能都不是最优的，更难以在所有工况下达到性能最优[3]。

与飞机相似，鸟类在飞行过程中也会面临不同的飞行环境以及机动需求，但与固定翼飞机所不同，鸟类可以通过图1所示的鸟翼形状变化来适应不同的飞行需求：（a）在平稳飞行时舒展翅膀；（b）在追捕猎物时将翅膀蜷缩后掠以减小飞行阻力，进行急速俯冲；（c）进入密林时将翅膀向内侧卷起，减小宽度以便穿越枝杈；（d）降落时将翅膀完全迎向气流来增加阻力，实现栖落机动[4]。鸟类在飞行过程中通过改变翅膀形状如展长、后掠角等来满足不同的飞行需求，在多种飞行环境中均能发挥优良性能。受此启发，赋予飞机像鸟类一样的机翼变形能力，将有助于解决多目标设计中的性能权衡问题[5-6]，由此催生了变形机翼飞行器。

图1 鸟类飞行、俯冲、穿过密林与栖落Fig.1 Birds fly, dive, cross the forest and perch

机翼变形技术为飞行器的发展带来了机遇和挑战[7]。一方面，机翼变形为进一步提升飞行器性能带来了可能[8]；另一方面，变形机构的加入引起机翼质量增加以及机械结构复杂度上升，增加了子系统设计的难度[9]。……