低雷诺数和非定常气动特性是微型飞行器有别于常规飞行器的主要特点。首先简要介绍了飞行雷诺数的含义,并从低雷诺数的附面层特性和其对气动力的影响两方面分析了雷诺数对气动特性的影响,并给出了两种低雷诺数微型飞行器的空气动力学计算方法。接着分析了固定翼、旋翼、扑翼三类微型飞行器的非定常运动特征,重点介绍了仿生扑翼微型飞行器的非定常运动及其实现途径。然后介绍了旋翼气动力简化计算方法、非定常空气动力计算的N-S方程数值方法,并给出了低雷诺数非定常气动设计软件和应用案例。最后,提出将人工智能的方法引入微型飞行器控制系统势在必行,这将是飞行器自主感知,最终解决控制问题的重要途径。

MEMS技术的发展开辟了一个全新的技术领域和产业,并在航空、航天、军事、汽车、生物医学、环境监控等人们所接触到的几乎所有领域中都有着十分广阔的应用前景。它是未来军用武器装备中的支撑技术和关键技术。在军事领域中迅速应用MEMS技术将是保持军队技术优势、维护国家安全的重要战略。介绍了微电子机械系统（MEMS）的基本特点,并在此基础上着重讲述了MEMS技术在军用设备中的应用现状。

针对微型飞行器体积小、质量轻、能量和带载荷能力有限的特点,设计了微型空速计,包括微小型皮托管和基于微机电系统(MEMS)微差压传感器的低速测量电路,通过机载计算机测量电压信号并计算空速值.该空速计量程为 3～26 m/s, 质量为4.3 g, 精度±1 m/s, 已经通过国家气象局计量站进行的测试.目前已成功应用在翼展小于400 mm微型飞行器的空速测量上.

微型飞行器是应用MEMS技术的一种智能微系统,针对微型飞行器的要求,利用微型螺旋桨带动编码盘,采用单片机解码,研制了一种微型空速计,并制作了其演示系统.

研究了弦长15 cm固定翼微型飞行器的展弦比对机翼升力面气动特性的影响。以MAV常用的翼面形状反齐莫曼为基础,再设置了4种展弦比,采用有限体积方法分别对不同展弦比模型的三维绕流进行数值模拟,并着重分析了模型上表面流场情况及翼尖绕流对上下表面流场的影响。结果表明展弦比为0.5时上下表面压力差较小,升力不足;展弦比为2时,常用攻角范围内上翼面会出现较大的气流分离;展弦比为1时,升力面受翼尖涡影响较大;展弦比为1.5的固定翼微型飞行器既能保持大展弦比的高升力,又能较好地避免大攻角时的气流分离带来的不利影响。该研究结果对MAV设计研究具有一定的指导意义。

传统双层扑翼飞行器大多依靠水平尾翼进行纵向控制,提出一种利用翅膀的二自由度运动状态切换对纵向气动力矢量进行控制的方法。首先,利用数值仿真对扑翼飞行器的气动力和流场进行了计算,分析了翅膀扑动、翅膀俯仰运动对非定常气动力分量的影响;其次,从翼面涡的运动、翼面压力分布等方面,对气动力分量的控制机理进行了研究。结果表明,双层扑翼飞行器的轴向力主要与翅膀俯仰运动有关,飞行器法向力主要受上下翅膀的非对称涡的影响,而非对称涡主要来自与上、下翅膀的非对称扑动。通过翅膀运动状态的切换,双层扑翼飞行器的时均气动力矢量可在机身纵平面0~180°范围内调节。最后通过一组对比实验验证了所得结论。

讨论了测量微型飞行器转动惯量和惯性积的一种方法。利用改进的复摆法，通过测量复摆在不同摆长和不同相对角度下的摆动周期，推算微型飞机的质心位置、转动惯量、惯性主轴位置和惯性积。文中给出了详细的推导过程和测量机构的原理设计。