针对高超声速变体飞行器在宽速域飞行中因构型变化引发的气动热与结构响应耦合问题，本文开展了多状态数值模拟研究。基于CFD（Computational fluid dynamics）方法计算高度24 km 速度Ma 5 时不同机翼折叠角（0°~90°）与攻角条件下的表面热流与压力载荷，并基于经典的能量守恒原理与Fourier 热传导定律所描述的瞬态热传导控制方程，结合有限元方法，将气动参数作为外部载荷，对机翼结构开展热–结构耦合响应分析，评估机翼在典型变形状态下的结构响应结果。结果表明，机翼折叠显著加剧局部气动加热与应力集中，90°折叠角时翼尖热流峰值达1309.9 kW/m²，结构等效应力增至506 MPa，通过合理热防护设计仍可满足强度与热安全要求。本研究为高超声速变体飞行器的多状态耦合特性评估提供了工程参考。

工业机器人的广泛应用是智能制造的关键特征之一，随着智能制造的加速推进，机器人化智能制造正逐渐成为制造业转型升级的重要抓手。在此背景下，本文瞄准航空工业面临的高精度、多品种、变批量和规模化定制挑战，系统梳理了面向航空工业的机器人化智能制造发展现状，重点分析了高精度感知与环境建模、单体机器人高精密制造与控制、多机器人协同制造与优化、人机协作与混合作业、数字孪生赋能机器人化制造管控等关键技术突破情况，并围绕飞机装配典型场景剖析机器人化智能制造在航空工业领域的工程实践经验和应用成效。发掘机器人化智能制造背景下航空工业的新质生产力，并提供转型升级的新路径与新动能。

变体飞行器翼面在变形过程中保持光滑、连续和无缝是结构设计的难题。本文设计了一种带有位移约束的波纹结构柔性变形骨架，有效解决了传统柔性蒙皮在受压过程中易产生褶皱的问题。首先，针对常规波纹结构在变形过程中存在的弯曲 – 压缩耦合特性，设计了一种新型波纹结构，通过在关键位置引入位移约束，有效抑制了弯曲过程中引起的压缩变形。然后，将其简化为梁单元模型，基于链式算法建立了考虑位移约束条件下的大变形计算方法，分析了该结构在柔性蒙皮约束和均布载荷作用下的力学响应。最后，制作了基于波纹结构的变形后缘样机并开展试验验证。结果表明，该后缘结构可实现 ±20° 的柔性变形，变形过程中翼面保持良好的光滑性和连续性，柔性蒙皮未出现鼓包现象。该成果为柔性后缘结构的设计与优化提供了新的理论依据与工程途径。

为实现变弯度机翼后缘外形实时感知，支撑机翼外形的闭环控制，本文以一种指关节式变弯度后缘为研究对象，提出了基于光纤光栅传感器的形状重构方法。首先设计了一种光纤梁，通过几个支撑件与后缘翼肋相连，利用激光跟踪仪等手段测量后缘偏转不同角度时后缘外形数据和关键点坐标数据，建立光纤光栅测得的应变数据与二者的映射关系。将后缘结构的变形简化为一种三关节串联机器人模型，通过利用后缘结构已知尺寸信息，对关键点坐标数据进行逆向解算得到各关节转动角度，利用正运动学求解后缘的当前姿态，实现后缘形状的重构。基于后缘地面试验数据开展形状重构算法的验证工作，以后缘偏转角度作为重构精度指标，重构后缘偏度与激光跟踪仪所测后缘偏度的相对误差为1.57%，验证了该方法的准确性和可行性，为柔性大变形机翼的实时形状感知提供一种可行的思路和手段。

航空航天领域的发展对飞行器性能、安全性和智能化水平提出了更高要求。传统刚性传感器难以实现大规模多物理量的实时原位测量，且大量离散分布的刚性传感器对飞行器结构及其表面流场的影响不可忽略。柔性电子技术的兴起为突破传统传感技术瓶颈带来机遇，其柔性、可共形贴附等特性促进了“传感器飞行器”等新概念的发展。其核心思想是通过在飞行器表面和结构内部署大规模分布式传感网络，实时多模态感知飞行器自身状态和外部环境。本文系统回顾了柔性电子在飞行器表面流动特性传感（如压力、剪应力、气流）、气动力与热感知（如应变、温度）方面的关键原理和代表性器件/ 系统设计；探讨了柔性电子蒙皮在减阻、防除冰、电磁调控等主动驱动领域的应用；结合蓬勃发展的人工智能技术，可实现柔性电子蒙皮功能和智能的扩展。最后，对该领域面临的主要挑战和未来发展方向进行了展望，旨在推动传感器飞行器的具身智能化发展。

随着智能材料与先进制造技术的发展，受鸟类飞行启发的变体飞行器在克服变体机构的附加重量与驱动能量的功率限制方面取得进展，正逐步迈向工程应用。变体飞行器设计面临诸多挑战，包括维持光滑连续的气动外形、保障高效的操纵效率、满足结构承载与刚度各向异性的要求，以及确保飞行可控性等。本文系统阐述了现阶段变体飞行器的结构设计方法与关键技术，重点探讨了智能材料、柔性蒙皮及柔顺结构在变体机构/ 结构设计中的应用。通过分析力学超材料、智能致动器、柔性蒙皮和柔顺机构等关键技术面临的主要问题与挑战，展望了变体飞行器未来的发展趋势。

以 YSZ 为基体，选择 CaF₂/Al₂O₃ 为复合添加相，利用大气等离子喷涂技术制备了不同配比的 YSZ 基复合涂层（A 组为 YSZ+6% CaF₂+6% Al₂O₃；B 组为 YSZ+12% CaF₂+12% Al₂O₃），对涂层在室温 ~1100 ℃下的摩擦学性能及润滑机理进行了研究。结果表明，B 组涂层因添加相含量较高，其维氏硬度（337HV_0.5）低于 A 组（423HV_0.5），但在 800 ℃下摩擦系数显著降低至 0.22。分析表明，低温阶段（≤400 ℃）涂层摩擦行为受机械强度影响较大；而高温阶段（≥600 ℃）CaF₂ 通过韧脆转变降低剪切强度，协同 Al2O3 促进氧化物釉质层动态形成，显著改善润滑性能。此外，1100 ℃下 A 组涂层因 Ca 元素扩散及 CaZrO₃ 生成形成稳定釉质层，摩擦系数降至 0.16，而 B 组因添加相过量导致涂层失效。

高超声速飞行器热防护瓦胶接质量直接影响隔热性能和飞行安全。目前胶接工艺主要由人工严格遵循既定的工艺顺序完成，其动态复杂、严格时序的特点使得操作顺序错误与零件混装问题频发，亟需智能化的时序行为识别与管控手段。因此，本文在定义瓦块胶接工艺时序行为的基础上，通过将SimAM无参注意力机制融入到C3D网络中，构建了面向胶接工艺时序行为识别的SimA3D模型；引入余弦退火动态学习率策略配合自适应AdamW优化器，提高模型收敛稳定性；提出三重协同数据增强策略，扩充样本多样性和输入数据的复杂度，显著缓解时序行为小样本下的过拟合问题。试验结果表明，SimA3D模型取得了98.32%的胶接工艺行为识别准确率，准确率较基线C3D网络提升了19.9个百分点。

高硅铝合金材料因其优良的热导性能和较高的比强度而被广泛用于航空器热防护结构，但由于内部增强相硅颗粒的存在，导致材料加工困难。纵扭超声振动辅助微量润滑切削对改善均质材料的可加工性有明显优势，但对高硅铝合金材料的加工应用仍需进一步研究。本文利用单因素试验方法，探究纵扭超声振动辅助微量润滑铣削Al–50% Si（质量分数）合金时，不同切削参数对切削力、切削温度及工件表面质量的影响，并与微量润滑辅助铣削、纵扭超声振动辅助铣削和传统铣削对Al–50% Si合金切削性能进行对比研究。结果表明，LTUVAM & MQL切削效果最佳，LTUVAM 与MQL次之，CM最差。本研究为高硅铝合金的高效、高质量加工提供了重要参考。

在“双碳”目标和高质量发展的时代背景下，绿色制造技术是近年来的重要方向。对于飞行器产品，结构装配操作占整机工作量的一半左右，直接影响产品的最终性能、质量及可靠性，其绿色化程度提升对于生产转型升级与产品质量保障至关重要。首先，将绿色装配技术定义为保障机体结构几何精度与服役性能的装配方法体系，核心支撑技术包括“装配工艺与质量控制绿色化”与“工装硬件设备绿色化”两方面，具备低消耗、低排放、高效率、高效益等典型绿色特征；其次，构建机体结构绿色装配技术评价指标体系，从装配效率、装配质量、装配成本、装配安全性、工装设备绿色化特性等层面展开关联解析；随后，结合具体装配环节，从装配过程数据驱动的虚拟预先验证与装配工装设备硬件结构设计等角度，阐述在装配工艺方案/ 参数设计、定位、制孔、连接、精加工、质量控制等环节协同实现结构绿色装配目标的方法途径。最后，提出绿色装配技术在后续研究与工程应用的发展思路及方向。

针对航空发动机用气流温度传感器的动态响应慢、测量精度差等问题，对某型航空发动机选用的涡轮后排气温度传感器进行了稳态误差和动态误差的分析及实时补偿。基于气流温度传感器物理模型进行了热流耦合数值仿真计算，提出了基于二阶补偿系统的动态实时补偿模型，并在校准热风洞进行了试验验证。结果表明，仿真计算结果与校准热风洞试验得到的传感器时间常数基本一致，验证了仿真模型的准确性，同时试验结果经过实时补偿后，稳态误差和动态误差有了大幅度降低，抑制了动态响应的超调现象；在来流总温772.95 K、来流马赫数0.400 时，稳态误差降低最小值为0.1 ℃，下降幅度98.6%；在来流阶跃温度为403~594 ℃，来流马赫数0.402 时，动态误差降低幅度最大为63.9%。