随着现代科学技术的发展，人类对飞行器功能的需求不断向新的飞行高度、飞行速度和飞行距离多方向发展，同时也逐步向空天一体、空海一体全维度跨介质延伸。本项目组聚焦高效飞行重大基础问题，通过飞行器构型连续变化，结合主动流动调控与智能控制实现飞行器跨大空域、宽速域、可重复的高效智能飞行，为航空航天系统创新发展提供理论基础与技术支撑。

       1. 智能变体飞行器结构设计技术

       针对变体飞行器提出结构的非线性剪裁及其共振驱动策略，利用不同的结构设计方法，实现飞行器结构自适应的形状变化以提高飞行效率。主要针对变体飞行器结构的作动效率进行深入的讨论，综合考虑作动能量和气动效率相容性的权衡，即提升气动效率的同时降低作动输入，设计了高可靠性的智能飞行器结构。

针对旋翼系统建立了智能变体旋翼的非线性共振驱动模型，提高了结构变形的驱动效率，优化了旋翼系统的能效特性，可达到减少能量消耗和减振降噪的目的。

[1] Gu, H., Taghipour J., Shaw, A. D., Amoozgar, M., Zhang, J., Wang, C., and Friswell, M. I., Tailored twist morphing achieved using graded bend-twist metamaterials, Composite Structures, 300 (2022), 116151.

[2] Zhang J., Shaw, A.D., Wang, C., Gu, H., Amoozgar, M.R. and Friswell, M.I., Woods B.K.S. Aeroelastic Model and Analysis of an Active Camber Morphing Wing. Aerospace Science and Technology, 111 (2021), 106534. 

[3] Zhang J., Wang, C., Shaw, A.D., Amoozgar, M.R. and Friswell, M.I., Passive energy balancing design for a linear actuated morphing wingtip structure. Aerospace Science and Technology, 107 (2020), 106279. 

[4] Zhang J., Shaw, A.D., Amoozgar, M.R., Friswell, M.I. and Woods B.K.S. Bidirectional Spiral Pulley Negative Stiffness Mechanism for Passive Energy Balancing. ASME Journal of Mechanisms and Robotics, 11(5), p. 054502. 

[5] Zhang J., Shaw, A.D., Amoozgar, M.R., Friswell, M.I. and Woods B.K.S., Bidirectional Torsional Negative Stiffness Mechanism for Energy Balancing Systems. Mechanism and Machine Theory, 131(2019), pp. 261-277.

 2.低能耗智能可重构结构

 现阶段传统的变体结构及机构是由作动器通过克服结构内力或者机构惯性力实现几何形态的变化，需要外部能量不断供给来实现构型或状态切换，同时外部驱动力也会对结构本体产生冲击和损伤，对能量利用效率和结构使用寿命有着不利的影响。为了应对上述挑战，发展了动力学引导的变体结构设计理论，实现了低能耗、高可靠、快响应的变体结构设计方法，可应用于下一代航空航天系统及微机电系统。

[1] Zhang J., Zhang, C., Hao, L., Nie, R. and Qiu, J., Exploiting the instability of Smart Structure for Reconfiguring. Applied Physics Letters, 111.6 (2017): 064102. 

[2] Zhang J. and McInnes, C. R., (2017) Using instability to reconfigure smart structures in a spring-mass model. Mechanical Systems and Signal Processing, 91:81-92. 

3.结构主被动振动控制

新一代航空航天系统都具有较大的柔性或带有大量柔性附件，如长航时飞行器、航天器太阳帆板、板形天线等，这些柔性结构的刚度小、阻尼小，其振动会影响工作性能。本研究工作通过主动振动控制手段抑制结构的振动响应。

[1] Zhang J., Shaw, A.D., Wang, C., Gu,H., Amoozgar, M.R. and Friswell, M.I., Resonant Passive Energy Balancing for a Morphing Helicopter Blade. Aerospace Science and Technology,128(2022), 107786.

[2] Zhang J., Wang, J. and Meng, L., (2015) Active Vibration Control for Large-space Deployable Antennas. Aircraft Design. 2015, 35(6): 15-17. 

[3] Wang, J., Yang, Y., Zhang J. and Su, H., (2012) Investigation of Piezoelectric Actuator Optimal Configuration for Structural Vibration Control. Acta Aeronoutica et Astronautica Sinica, 2012, 33(3): 494-500.