与传统的飞行器相比,变翼展飞行器可以根据不同的飞行条件和飞行任务改变自身翼展,以提高飞行性能,同时给飞行器的储存和运输带来便利。大多数变翼展飞行器的驱动机构都是多自由度的,机翼结构往往比较复杂。而且在翼展变化过程中,多个致动器的协调工作伴随巨大的能量消耗。为解决上述问题,本篇论文提出了一类基于Sarrus结构的单自由度过约束驱动机构。单自由度的特点,使得该机构可在单一致动器的作用下进行工作,过约束的特点,保证了整个机翼结构具有较好的刚度。本文首先介绍了变翼展飞行器的设计方案,阐述了三种单自由度驱动机构的工作原理,分别对其进行简单的运动学分析,并进行三维建模。之后根据参数条件和指标要求,选取一种最适合的驱动机构进行优化设计,利用有限元方法研究该驱动机构,设计并制作了两代变翼展飞行器样机。通过计算流体力学(CFD)仿真研究飞机在翼展变化过程中的空气动力学性能,发现翼展变化对机翼阻力系数影响不大,而对机翼升力系数和升阻比影响较大。利用有限元模型(FEM)方法研究飞行过程中,不同翼展条件下,折展机构的力学特性,结果显示机构应力最大值为45.5 MPa,出现在与机架杆相连的连杆上。经过大量飞行试验,表明该折展机构可以平稳地实现机翼翼展变化,有效提高变翼展飞机的飞行性能。