美国国家航空航天局（NASA）和国防预研局（DARPA）首先开展这方面的研究，先在现有飞机上进行部件级的改进研究，美国DARPA的SMART计划将F-18飞机的机翼用形状记忆合金（SMA）制造，使机翼能够按飞行状态光顺地改变弯扭，得到最佳气动力性能。F-15飞机进气道及唇口用形状记忆合金来调节其几何形状，使航程增加。根据美国NASA专家预测，由于变体技术的兴起，将出现新一代低噪声、节油、容易驾驶，并且更安全的新一代变体飞机。这类飞机首先可用于小型通用航空飞机上，便于小城镇间的快速运输。
至于在国家安全方面，美国DARPA首先将变体技术用于多功能无人机，既能适应高空长航时侦察监视，又能作低空高速攻击，还有隐身效果。变体飞行器可以在飞行过程中根据需要自适应地改变几何形状，解决了飞行器在起降、巡航和机动等不同阶段对翼面的不同要求，使飞行器始终保持最佳的性能和可执行多种形式的作战任务，提高飞行效率，改善隐身性能，降低结构重量，抑制结构振动及噪声，提高飞行器的寿命和安全性。
从20世纪90年代开始，很多欧美发达国家投入巨资资助“变体飞机结构计划”，对变体飞机的结构材料、驱动器、结构设计，以及相关的技术开展了系统的研究。美国通过长期的探索，验证了变体飞机在多任务、高效率、降低阻力和减少噪声等方面具有很大的优越性。同时能够降低能源消耗，保证飞行器安全可靠和环保友好，这是世界航空器未来发展的趋势，也是我们应当追求的目标。例如，与固定翼飞机相比，采用变形机翼后，军用战斗机的航程可提高30%左右，而民用客机在同样航程下可节省燃油20%左右，具有重大军用和民用价值。因此，美国已将变体飞机技术确定为保持21世纪武器装备领先必须发展的关键技术之一。
由此可见，变体飞机是未来飞行器的发展方向。智能材料及变形技术可应用于地面、水上、空中和空间所有运载器的结构完整性监控、振动和噪声抑制和控制形状改变等方面。变体飞行器是智能材料与结构、信息技术、微电子、计算技术和现代控制等多领域、多学科的集成和创新。
由于变体飞行器的多学科属性，涉及材料科学、微电子、计算机、能源、动力（如超声电机）、空气动力学和结构力学等学科的集成和创新，而且最后是要集成起来才能很好发展出新的飞行器。各专业如果只按各自专业的发展独立研究是搞不出创新的飞行器来，因此必须集合各专业的专家进行综合研究。
该项目的课题组由顾诵芬任组长，李天任副组长，成员包括曹春晓院士（材料院）、程耿东院士（大工）、赵淳生院士（南航）、管德院士（民航），以及金属所副所长杨锐研究员、大工刘书田教授、南航陆予平教授、601所赵霞副所长（研究员）、范彦明研究员、王向明研究员、邱涛研究员、景绿路研究员、黎军研究员和钱卫研究员。秘书为中航工业经济技术研究院的杨新军研究员。
课题组第一次会议于2007年6月10日在北京召开，顾院士讲了背景和会议目的，李天以《变体飞机的发展及我们的对策》作重点发言，提出了课题的研究目的、意义及主要研究内容、进度及建议。各位院士就如何开展课题研究提出了许多宝贵建议，会议进行了技术交流和任务分工，并确定了课题研究计划，决定在2008年4月以前完成咨询报告。会后，李院士组织601所的相关人员开展了有关总体、气动、智能材料、机构及强度和颤振等专题研究，进行了调研、资料分析及多种方案研究、关键技术分析等工作，经过所内几次讨论，形成了三份报告。2007年11月，在北京召开了课题组的第二次会议，李天在会上介绍了课题进展情况，进行了技术交流、形成技术报告10份。大家经过讨论，提出了各学科和相关专业关键技术以及我国的发展方向及技术途径。会上责成李天牵头编写咨询报告，回所后他领导课题组编写报告，经过多次讨论修改，完成了报告的初稿。2008年1月下旬在北京召开第三次课题组会议，会上对初稿进行了详细讨论和修改。会后，李天又对报告进行了认真的修改和完善，最后由顾院士审阅后，打印成文于2008年4月上交中科院技术科学部。2008年5月，技术科学部在武汉召开学部常委会，李天代表课题组向常委们汇报了课题进展情况及研究成果，介绍了我国开展变体飞行器研究的目标和主要科学问题、实施方案和建议。回答了常委们提出的问题，大家一致认为课题完成得很好，可以结题。学部通过评审后，于2008年9月经中科院咨询委员会评审后同意上报******。2008年12月1日，以中科院的名义将《我国变体飞行器发展对策及规划建议》咨询报告上报到******。当年年底，刘延东国务委员亲自批示让科技部研究办理。2009年1月5日，科技部基础司在北京召集会议，基础司张司长及李未院士、大飞机项目专家及课题组的顾院士、曹院士、程院士和赵霞副所长参加了会议，李天代表课题组汇报了项目进展情况及如何开展该课题的建议。讨论后，张司长认为该课题意义重大，应列在“十二五”规划中，目前，科技部正在征求973项目专家组的意见，准备在“十二五”规划的“973”项目中给予支持。
空天技术
航空器按用途可分为军用飞行器、民用飞行器，以及在大气层内外都能飞行的航天飞机与空天飞机。军事航空使用的飞行器，可以是轻于空气的航空器，也可以是重于空气的航空器。现代军事航空使用的航空器主要是飞机和直升机。非军事飞行活动，主要是为国民经济服务的运输航空和通用航空所使用的航空器。民用航空器也包含执行警察、缉私、海关和国土监察等准军事行动的航空器。可以是轻于空气的航空器，也可以是重于空气的航空器。现代民用航空使用的航空器主要是飞机和直升机。
人类要实现航天飞行，需要飞行器至少达到2．844×104千米/小时的第一宇宙速度，这是一般航空器使用的动力装置无法达到的速度。最早达到这个速度的飞行器是用运载火箭发射进入太空飞行的宇宙飞船。1961年，苏联航天员加加林乘坐这种飞船成就了人类第一次太空飞行。但是，飞船是一次性使用的航天器，相当昂贵。美国阿波罗登月计划使用了十几艘飞船，耗资225亿美元（1970年美元值）。因此，美国于1969年提出了一种新的飞行器概念，就是研制一种能重复使用，按服役多年而设计的类似于飞机的飞行器———航天飞机。航天飞机的飞行原理，简单地说，就是起飞时像火箭，飞行时像飞船，着陆时像飞机。美国至今共研制了“哥伦比亚号”、“挑战者号”、“发现者号”、“亚特兰蒂斯号”和“奋进号”等5架航天飞机，自1981年首次飞行以来，已完成100多次天地往返飞行（“挑战者号”于1986年发射时爆炸，“哥伦比亚号”于2002年返回地球时爆炸）。苏联研制了一架“暴风雪号”航天飞机，但只进行过一次无人验证飞行。
航天飞机并不是完全能重复使用的飞行器。它那巨大的燃料箱是一次性使用的，固体火箭发动机也只能使用20次，发射、维修工作十分复杂，研制和使用费用也非常昂贵。因此，人们又提出研制一种能像普通飞机那样从机场起降，既能在大气层内机动飞行，也能在外层空间飞行的飞行器，称为航空航天飞机，简称空天飞机。20世纪80年代中期，美国启动了国家空天飞机计划（NASP），研制了X-30试验机，但在1993年停止了该计划。在美国启动NASP的同时期，国际上出现了一阵空天飞机热，英国提出了霍托尔（HO-TOL）方案，德国提出了森格尔计划，苏联、法国、日本和印度等也都提出了一些方案和设想。
李天和顾院士在2009年初完成《关于发展我国变体飞行器技术途径的建议》咨询项目后，他们又在思考未来航空的发展还有哪些值得关注的重要课题和研究方向。他们认为，近些年随着航空航天技术的飞速发展，对于太空的理解已发生了重大的改变。新迹象表明，太空正逐步形成军事和商业（如最近所见的旅客太空游览）应用的共同发展趋势，具体表现为对快速、廉价进入空间技术途径及其载体的迫切需求。他们分析了现在人类进入空间的技术途径所限于运载火箭和航天飞机。这两类以垂直方式发射的运载器为人类的太空探索事业做出了不可磨灭的贡献，然而，一次性运载火箭，需要长途运输至专门的发射场，再垂直组装、调试、加注，最后，从调试车间保持垂直状态平移到发射架上。这一过程非常复杂，需要投入大量的人力、物力，造成准备时间长，发射费用高的缺点，因此，实现“快速、廉价”进入空间，是我们追求的目标！
他们俩人决定以如何开展我国优质、快速、廉价进入空间的技术途径为题目，向科学院技术科学部提出咨询项目建议。李天在顾院士提供的初稿基础上，经过补充加工，编写出该咨询项目建议书及演示文稿文件，并代表顾院士于2009年3月中旬在学部常委会上做了30分钟的报告，介绍了开展该项目的意义和预期达到的目标，主要研究内容和工作基础、工作计划与进度安排等。经过常委们的热烈讨论，认为该项目很重要，有创新想法。对发展我国的空天一体技术有很大的推动作用，一致同意立项开展咨询研究。4月，技术科学部正式下达了咨询研究立项通知。4月下旬，由顾院士和李天两人共同在北京召开了课题组的第一次会议，参加会议的课题组成员为：航天科技集团一院的朱森元院士和余梦伦院士、包为民院士，航天科技集团四院的刑裘痕院士，中科院工程热物理所的徐建中院士，力学所的俞鸿濡院士，北理工校长胡海岩院士，以及601所刘志敏副所长（研究员）、黎军研究员、姚忠信主任，中航工业经济技术研究院杨新军研究员（项目秘书）。会上，顾总介绍了课题的背景，国内外进展情况及我们的初步建议和想法。院士们强调了要充分利用航空航天技术的紧密结合，在发挥各自专长的基础上，为实现快速、廉价夺取空间制高点走出一条创新道路来。会上对课题研究进行了分工及进度安排。会后李天领导601所的几个同志对国外现状又进一步进行了分析和资料收集及整理，初步提出了空基发射运载飞行器的三类技术方案。
为了保障我国的空天安全，我们也必须能够对空天威胁做出快速反应，要缩短发射准备时间和降低发射费用。我们不可能像美国那样从1980年的冲压、2015年的小超燃冲压，到2025年的大型超燃和组合循环发动机那样逐步攀登。
我们应该充分利用我国航空技术和航天技术的融合。以较快的反应和较低廉的成本，迅速进入空间。利用飞机将运载火箭携带到空中进行发射，是一条较好体现航空航天技术融合的可行途径。他们于2010年10月完成了咨询报告。
