变形翼导弹通过调整弹翼气动外形适应不同的飞行环境,应对不同的飞行任务,在现代战争大飞行速度包络、信息化、智能化等打击特点下可以发挥重要作用。本文以变形翼巡航导弹为研究对象,在气动和结构多学科建模与优化、系统不确定性与敏感性分析、变形控制等几个方面开展了研究工作。首先,针对变形翼导弹的大升阻比巡航的需求,开展了在指令升力需求下诱导阻力最小的翼型优化设计研究。结合涡格法和拉格朗日乘子法,采用预先设定弦向环量分布形状的方法,推导了气动翼型优化方法。设计结果表明通过翼型的优化设计有效改善不同飞行状态下弹翼的升阻性能。其次,在翼型优化设计的基础上,考虑翼型变化引起的气动载荷分布变化,开展了变形弹翼结构优化设计研究。以承受主要扭转弯曲的翼盒部分作为弹翼结构优化设计对象,设计在满足刚度约束下结构质量最小优化的翼盒结构。通过建立弹翼三维空间梁模型,以翼盒上下壁面和左右壁面厚度为优化设计变量,提出了一种基于最优准则法的弹翼结构优化设计方法。设计结果表明,对于所优化的诱导阻力最小的翼型,总升力相同时,在低马赫数下结构刚度需求更大。第三,以结构优化模型为研究对象,分析了速度、温度以及材料参数的不确定性对结构优化结果的影响。采用高斯过程回归方法建立代理模型,解决了大样本量计算时间过长的问题,并在此基础上分别使用蒙特卡洛方法和方差分解法进行不确定性分析和灵敏度分析。研究结果表明,温度是结构优化设计结果不确定性的主要影响因素。第四,针对不同飞行状态下导弹以最优翼型飞行的需求,开展了弹翼变形控制研究。在前文气动优化设计的基础上设计各特征飞行状态下的最优翼型,通过对当前翼型与目标最优翼形的比较分析,得到弹翼变形所需的翼形弯度和扭转角的变化量。提出了用线性近似的方法来设计弹翼前后缘偏转面转角,实现翼型弯度控制;采用可变扭转刚度的翼盒结构,在分析扭转中心与扭转刚度随控制面变化规律的基础上,设计控制面位移量来实现弹翼扭转角控制。仿真结果表明,所设计的弹翼变形控制方法能有效地跟踪目标翼型。论文的研究结果可为变翼型导弹工程设计提供重要参考。