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摘要：隨著當(dāng)前科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，飛行器技術(shù)在國內(nèi)外都得到了非常迅猛的發(fā)展，傳統(tǒng)飛行器的飛行方式很難完成某些特定的任務(wù)和飛行要求，所以變形飛行器越來越受到各國的青睞，得到了更多的發(fā)展機會，國外對于變形飛行器的研究從未停止，變形飛行器的技術(shù)水平也在不斷提升。變形飛行器的方案會對變形飛行器性能造成最直接的影響，本文對國外變形飛行器的變形方案進行了研究，并對變形飛行器的應(yīng)用和發(fā)展進行展望。

關(guān)鍵詞：變形飛行器;國外;現(xiàn)狀研究

引言

變形飛行器的概念早在一百多年前就被提出，其靈感來源于天空中飛翔的鳥兒，但是由于當(dāng)時技術(shù)條件的限制，無法運用到飛機上。隨著當(dāng)今科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，變形飛行器被很好地研究并且利用起來，變形飛行器可以根據(jù)需求改變自己的形態(tài)，從而完成各式各樣的任務(wù)，變形飛行器對于各個國家航天、軍事水平的發(fā)展都具有重要的現(xiàn)實意義。當(dāng)前很多國外國家都在積極對變形飛行器進行研究，促進變形飛行器技術(shù)的不斷提高。

一、變形飛行器的變形方案

變形飛行器的設(shè)計靈感來自鳥兒，鳥在飛行的過程中翅膀可以隨著飛行不斷變換形狀，讓鳥兒的身體非常靈活，可以在空中自由翱翔，人們想將這一靈感運用到機翼上，能夠讓飛機在飛行過程中更加靈活，根據(jù)鳥兒翅膀的變形情況，可以分為大尺度變形、中尺度變形和小尺度變形，其中變形也可以分為平面形狀變化、平面外變形以及翼型的變化。

1.翼的平面形狀變化

翼的平面形狀變化中展長和后掠角關(guān)系到翼的升阻比，能夠增加飛機續(xù)航的時間，展弦比變化會導(dǎo)致翼的面積發(fā)生改變就會導(dǎo)致飛機的升力線斜率發(fā)生改變。根據(jù)平面形狀變化的一些基本參數(shù)提出了不同的變形方案。

（1）變后掠翼

變后掠能夠有效解決飛機高速飛行之間產(chǎn)生的矛盾，大后掠角能夠有效的減少飛機飛行中受到的阻力影響，而低速飛行時小后掠角能夠提升續(xù)航的能力，還可以讓飛機很快的提速。變后掠角還可以縮短起飛的距離這樣飛機就能夠快速起飛，增加快速突防的能力。飛機在進行變后掠時，飛機的質(zhì)心以及壓心都會發(fā)生一定程度上的改變，側(cè)向穩(wěn)定性和縱向穩(wěn)定性都會受到影響。

（2）變展長翼

展長可以增加飛機飛行的航程，讓飛機燃油的使用效率更高，但是會降低飛機的機動性。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，展弦比較低的飛機在飛行速度和機動性上表現(xiàn)出了明顯優(yōu)勢，但是氣動性比較差。變展長翼可以提高飛行的飛行速度同時提升飛機的續(xù)航能力，增加飛機的翼展提升展弦比以及翼面積能夠降低飛機在上升過程中受到的阻力，從而讓飛機的續(xù)航能力更強。當(dāng)前擁有的變展長翼中大多數(shù)為內(nèi)部伸縮結(jié)構(gòu)，通過改變外翼的伸縮實現(xiàn)展弦比的改變，當(dāng)翼長短時，也就是只有內(nèi)翼時，飛機受到的阻力小，能夠很快的加速。當(dāng)外翼展開時，展弦比增大從而提高了升阻比，便于巡航。

（3）變弦長翼

飛機的弦長由于零件限制很難進行改變，但是有設(shè)計人員設(shè)計出了一種可以通過直流電操作的翼肋，可以改變翼的弦長。

2.翼的平面外變形

（1）翼的扭轉(zhuǎn)

翼的扭轉(zhuǎn)是最早想要實現(xiàn)的變形方式，在最初翼的扭轉(zhuǎn)受到科學(xué)技術(shù)條件的限制很難實現(xiàn)，然而當(dāng)前隨著許多柔軟材料的出現(xiàn)讓翼的扭轉(zhuǎn)變成可能。當(dāng)前可以通過翼型彎度的漸變實現(xiàn)翼的扭轉(zhuǎn)，是的控制面板被分為幾段，通過偏心杠桿實現(xiàn)平面外的形變，翼的表面包裹的是柔軟的硅有機樹脂蒙皮。

（2）翼的上反角

提高翼的上反角能夠提升飛機的飛行性能，通過可變上反角控制翼的氣動展長，替代了傳統(tǒng)的控制面板，有效減小阻力，大大提高了飛機的機動性。

（3）翼的展向彎曲

展向彎曲就是在翼梢處實現(xiàn)一定的扭轉(zhuǎn)，能夠有效降低誘導(dǎo)阻力。這種彎曲方式的蒙皮和內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計非常困難，內(nèi)部結(jié)構(gòu)需要進行特殊的設(shè)計能夠發(fā)生形變，外部蒙皮一定要具有柔性并且可以承載氣動載荷。

3.翼型的變化

翼型的變化就是指翼型彎度的改變，一些情況下也指翼型厚度的改變。

（1）翼型前后緣變形

翼型的前后緣變形能夠讓翼型的前后緣都有彎度，從而替代傳統(tǒng)控制面板對飛行器的操作。當(dāng)前國外有很多關(guān)于翼型前后緣變形的研究，其主要依靠設(shè)計不同的內(nèi)部結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。

（2）翼型整體變形

之前圣母大學(xué)的教授提出過多形態(tài)翼的方案，就是在翼的內(nèi)部放置囊狀物，囊狀物中放有燃油，飛機飛行的過程中囊狀物中的燃油將會被不斷消耗，翼的厚度隨之減小，這樣可以提高無人機的續(xù)航時間。

4.機翼與尾翼的組合變形

國外弗吉尼亞理工大學(xué)的學(xué)生設(shè)計出一款可變形的飛行器，其剖面形狀為翼型，翼可以伸縮變長、旋轉(zhuǎn)變后掠，并且可以沿弦向扭轉(zhuǎn)，尾翼可以改變展弦比、尾翼面積以及尾翼的攻角，還可以改變機身的縱向相對位置。通過翼的后掠角和尾翼沿機身的縱向相對位置，可以實現(xiàn)不同飛行狀態(tài)的氣動布局。

二、未來變形飛行器的發(fā)展趨勢

國外對于變形飛行器的研究從未停止，還在源源不斷的提出各種變形方案，讓變形飛行器能夠適應(yīng)更多的飛行任務(wù)，但是其中能夠?qū)崿F(xiàn)的方案非常少，國外擁有變形飛行器的國家數(shù)量也并不多。當(dāng)前變后掠已經(jīng)在很多軍事型飛機中被應(yīng)用，尤其是超聲速飛機，但是變后掠的應(yīng)用會降低燃油的燃燒效率，且飛機的結(jié)構(gòu)質(zhì)量增加的問題也需要被克服。

隨著當(dāng)前社會的不斷發(fā)展飛行器被應(yīng)用在更多的領(lǐng)域，變形飛行器中也應(yīng)該添加更多智能化的技術(shù)，實現(xiàn)對于變形飛行器的創(chuàng)新，并綜合多個方面進行考慮，讓變形飛行器能夠得到更加廣泛的應(yīng)用。

結(jié)語：

綜上所述，不同的變形器方案能夠適應(yīng)不同的非常場景和任務(wù)需求，隨著國外對于變形飛行器研究的重視程度越來越高，各國的變形飛行器技術(shù)也在逐步提升，且還會有更多變形飛行器的方案被發(fā)掘。變形飛行器方案提出之后還需要進行一系列理論驗證以及實際的實驗才能確認，所以對于變形飛行器的研究是一個長遠的過程，且在過程中存在許多不確定因素，需要研究人員加強鉆研和研究，讓變形飛行器技術(shù)實現(xiàn)真正意義上的發(fā)展進步。

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