● 摘要
近几年，变形机翼技术和飞翼布局无人机得到许多研究机构的关注。本文主要研究带有变形机翼的飞翼布局无人机飞行动力学特性，包括固定翼和变形机翼无人机的建模、仿真、和控制等。重点是建立了变形机翼无人机仿真模型，研究了变形机翼对飞行动力学的影响，并对其引起的不稳定性问题给出了解决方案。
给出了本文所用到的理论方法，包括固定翼和变形机翼飞机的线性和非线性飞行动力学模型。介绍了所用到的气动力计算方法，利用JAVAFOIL 软件对二维可变形机翼进行了基本气动性能分析，利用Tornado软件完成了三维模型的定常和非定常气动力计算。无尾飞翼布局无人机的飞行动力学特性被分为纵向和横向、航向两个方面分别进行研究。
为了实现变形机翼无人机的稳定可控飞行，建立了飞翼布局无人机模型，该模型具有40°后掠角，并在中间安装高后掠尾翼。通过改变固定翼飞机的机翼弯度得到了变形机翼飞行动力学分析模型，并在MATLAB/SIMLINK中进行了仿真分析。对传统的控制面和无缝偏转控制面（变形机翼）两种方案进行了对比分析，仿真结果表明对于前缘和后缘偏转两种情况，无缝偏转技术的控制面气动效率均比传统的控制面方法要高。研究了不同速度情况下变形机翼的气动力效应问题，发现了升力和俯仰力矩系数会降低的现象。
研究了变形机翼对于无人机飞行稳定性和控制导数的影响。变形机翼飞机的稳定特征与固定翼飞机不同，结构柔性和动态特性影响飞行动力学模态。探讨了具有增稳系统的飞翼飞行器的动力学特性，并通过在非线性动力学模型中加入激励的方法来验证飞行响应。研究表明具有补偿效应的增稳系统能够使得具有变形机翼技术的飞翼无人机满足飞行品质的要求。相对于传统铰接式控制面设计方法，采用可变形机翼技术的飞翼无人机控制效率能够显著提高。