智能變形飛行器發展與技術分析

晏浚譯

摘 要：智能變形飛行器能夠自動的對其外形進行改變，以便其能夠在不同的飛行環境中更好的飛行，從而實現飛行器整體綜合作戰性能的提高。由此可見，智能變形飛行器是未來飛行器發展的必然趨勢。智能變形飛行器是一種具有較強飛行適應能力的飛行器，其具有較好的發展前景。筆者針對智能變形飛行器的發展進行了探究與分析，并提出了智能變形飛行器主要技術，希望有助于擴大智能變形飛行器的發展和應用前景。

關鍵詞：智能;變形飛行器;技術

一、智能變形飛行器的發展

自萊特兄弟在美國使用飛行完成了人類史上第一次動力持續飛行后，飛行器便開始迅速發展，飛行器的外形也隨之越來越豐富，同時飛行的高度和速度也得到了明顯的提升，并且更加的靈活[1]。但是，與飛行類的生物相比，人類發明的飛行器還具有較大的提高空間，很難像鳥類動物一樣可以靈活的對自身的飛行狀態進行調整，以此來適應不同的飛行環境，從而達到更好的飛翔于空中。筆者在高中時期參與了科技創新與素質拓展活動，在航天飛行器設計制作中開始了智能變形飛行器的探索，如圖1所示，通過動手實踐更加對智能變形飛行器的發展前景予以遠大的憧憬。

智能變形飛行器是一個全新的概念，它意味著飛行器的用途更加的廣泛，形態更加的多樣化，全新的科學技術、制作材料和前沿的工藝綜合在一起，為科學幻想的實現奠定了堅實的基礎。智能變形飛行器可以在不同的飛行環境、飛行剖面以及任務和使命等做出適應性的變形，可以靈活的調整飛行高度、飛行速度以及飛行航跡，從而優化飛行性能。同時，智能變形飛行器還可以根據需要對自身的隱身特性進行調整，具有目的性的減少或者增強飛行器的雷達散射面積。國外已經對智能變形飛行器的變形開展了多年的研究，目前，相對來說，美國在智能變形飛行器變形研究方面處于領先的位置，智能變形飛行器變形技術發展十分迅速。一些西方發達國家也先后針對智能變形飛行器變形研究的開展投入了較多的資金，部分智能化變形元件已經開始進行飛行測試和試驗，智能變形飛行器在航空航天領域的應用指日可待。

二、智能變形飛行器的主要技術

（一）智能變形飛行器的總體技術

為了驗證智能變形飛行器變形結構概念和相關技術的可行性，美國已經開始研制變形結構無人機。涉及的技術主要包括無縫蒙皮材料、先進的飛行控制軟件和智能化裝置等[2]。經過筆者查閱資料發現美國洛馬公司首次針對飛行器在飛行過程中結構的變換進行了試驗。該試驗所使用的飛行器與波音公司、諾格公司的X-45，47在整體外形布局上較為類似，為了更好適應不同的飛行環境，從而更加高效的完成任務或者使命，智能變形飛行器可以優化其外在的幾何形狀。智能變形飛行器在起飛的過程中，機翼展開呈現出最大化的翼展形狀。智能變形飛行器在低空高速飛行的過程中，需要通過內側機翼上折來實現結構的變換，將內側機翼貼合在機身上。在折疊機翼的過程中，浸濕的面積在25%以內，后掠角變量達到30度，而邊緣依然保持不變。

（二）光滑連續的柔性蒙皮技術

智能變形飛行器的變形機翼與常規飛行器的機翼相比，對蒙皮結構的要求相對也更高。智能變形飛行器要求蒙皮結果不僅需要具有常規蒙皮較輕的質量、較大的法向剛度、承受和傳遞氣動載荷的特點，同時還需要具有較強的光滑連續性和較大尺度的變形特點[3]。因此，智能變形飛行器應該將傳統材料和新型材料進行有機的結合，并創新蒙皮的結構設計，注重提高材料的設計質量、變形能力和承載能力，從而創新設計出符合智能變形飛行器變形方案的柔性蒙皮結構。

（三）質量輕、高效能的變形驅動控制技術

智能變形飛行器運用的變形驅動控制技術是設計智能變形飛行器的一項關鍵性技術。智能變形飛行器的驅動裝置不僅需要具有較輕的質量、較高的效能，同時還需要具有較快的響應、較低的能耗和容易控制的特點。以往電機驅動和液壓驅動的方式相對來說比較笨重，并且操作較為復雜，這很難滿足智能變形飛行器的設計需求，智能變形飛行器后續的發展應該將智能材料的新型驅動裝置作為發展重點。

綜上所述，智能變形飛行器設計是一項具有廣泛應用前景的新型技術，智能變形飛行器的構想主要來源于仿生。隨著高新科學技術的不斷發展與進步，與智能變形飛行器相關的先進技術也隨之快速發展和進步，這為智能變形飛行器的研究打下了良好的基礎。對智能變形飛行器的發展和基礎技術展開研究，并將有關智能飛行器的理論與技術進行整合，同時在技術上不斷的進行創新，這將為我國智能變形飛行器的研究和發展提供重要的理論和技術支撐，從而加快智能變形飛行器變形技術的實現進程，并擴大智能變形飛行器的應用前景。

參考文獻：

[1]許云濤.智能變形飛行器發展及關鍵技術研究[J].戰術導彈技術，2017（2）：26-33.

[2]陳鐵彪，王洪波，康永來，et al.變形技術在助推-滑翔飛行器中的應用前景分析[J].戰術導彈技術，2017（5）：1-5.