尺寸大小约为15厘米的微型飞机（亦称微型飞行器或微型无人机）作为20世纪90年代才出现的一项新兴微机电系统产品，既能完成战场上小范围的侦察任务，又能胜任战场以外的许多任务，例如生化探测、监测交通、通信中继、勘察灾情以及拯救人质等难以替代的独特工作，在众多领域呈现巨大应用前景，现已成为一项重要的国防研究项目。本文就微型飞机的国内外研究发展现状以及关键技术进行了研究。主要内容包括： 在对与传统的飞机设计思想比较的基础上，对微型飞行器的有效载荷、推进系统、翼型的选择、材料选择与布局等方面展开了系统分析。尤其从空气动力学角度就飞机的结构形式作了较为详细地讨论，确定了微型飞机的结构。 MEMS技术是微型飞机微小型化的必然发展趋势。本文提出了集微传感器、微致动器、信号处理、控制系统、能源供应系统为一体的微型飞机的系统结构。同时较深入地研究了基于MEMS技术的微推进系统、微惯性导航装置、微飞行控制系统的微型飞机。 鉴于微型飞机是一个包含诸多子系统的复杂系统，且子系统之间相互耦合的特点，在论述了多学科设计优化的算法基础上，运用多学科设计优化的方法研究了微型飞机的设计，并针对微型飞机当中的空气动力学和结构两个子系统进行了MDO的优化分析，取得了优化结果。 针对低雷诺数问题这一微型飞机研究当中面临的重要难点之一，从自然界的仿生原理出发，研究了昆虫、鸟类的低雷诺数现象，确定了微型飞机的雷诺数大致范围。从空气流体的本质出发，建立的微型飞机的最基本流体模型。同时，针对低雷诺数的问题，提出了未来微型飞机可采用的各种结构方案。