五百多年前，意大利人利奧那多·達·芬奇模仿鳥類飛行造出了一架撲翼機，之后人們經過長期反復的實踐，終于在1903年發明了飛機，實現了飛上天空的夢想。此后30年，飛機不論在速度、高度和飛行距離上都超過了鳥類。

但當飛機飛行變得更快更高時，設計師又碰到了一個難題，就是顫振現象。顫振曾多次造成飛機墜落，許多飛行員因而喪生，飛機設計師們為此花費了巨大的精力研究顫振現象。當今，顫振仍然是飛機設計必須要考慮的問題，對飛機設計至關重要。

氣動彈性力學中，顫振是彈性體在氣流中發生的不穩定振動現象。飛機顫振是作用在機翼、尾翼等結構上的非定?？諝鈩恿?、慣性力以及彈性力耦合引起的振幅不衰減的自激振動。顫振屬于氣動彈性穩定性問題，具有多種現象形態，就其空氣動力方面發生的原因而言，顫振問題可分為兩大類。第一類是發生在勢流中，流動分離和邊界層效應對顫振過程沒有重要影響，通常稱為經典顫振。第二類是與流動分離和漩渦形成有直接關系，可稱為失速顫振。

20世紀70年代起，寬頻帶伺服控制系統開始應用于飛機。隨著現代飛機柔性的增大，飛機系統與飛行控制系統之間耦合變得不可忽略，飛機結構彈性振動信號與剛體運動信號一起被傳感器接收，經飛行控制系統處理后驅動舵面偏轉，偏轉產生的氣動力變化激勵機體產生振動，也會影響飛機的顫振特性，這類現象可稱為氣動伺服彈性。

飛機一旦在空中發生顫振，會在極短的時間內導致結構毀滅性的破壞，飛行員幾乎沒有處置時間，因此飛機飛行包線內不容許發生顫振現象，對于民用飛機來說，對顫振的要求更為苛刻，須通過大量的理論分析、風洞試驗、地面試驗以及顫振試飛來驗證飛機滿足適航條款的規定。

1941年11月4日，美國洛克希德公司研制的高速戰斗機的原型機YP-38"閃電"在加州的格倫代爾上空試飛時，試飛員拉爾夫·費登沒能把飛機從俯沖狀態拉起，飛機發生顫振，隨即空中解體。后來事故調查發現，顫振分析時沒有考慮空氣壓縮性效應。在此之前，飛機的氣動理論是建立在空氣不可壓縮的假設基礎上，在飛行速度不大時，由飛機運動引起的空氣密度變化不大，空氣可認為是不可壓縮的。但當飛行速度提高到一定程度時，空氣壓縮性是必須考慮的。對于現代大型飛機，空氣壓縮性的影響是必須考慮的。

隨著飛機的不斷發展，飛機發生顫振的機理變得越來越復雜，氣動、結構、氣動熱以及控制系統等都會參與到其中，而且從不同的角度對顫振機理的認識會有所不同，下面從振動和能量角度來簡單闡述顫振的發生。

從振動角度來說，在地面上的飛機受到擾動后會引起振動，但由于阻尼的緣故，這種振動總是不斷衰減直至消失。在飛行中的飛機，由于種種原因，也會引起振動，但由于處于氣流中，情況就有所不同，一旦發生振動，就會引起附加的氣動力。

在這些氣動力中，有些起著激勵作用，有些起著阻尼作用。當飛行速度較小時，由于氣動阻尼作用，振動衰減很快。當速度增大到一定程度后，振動衰減便逐漸減慢。當達到某一飛行速度后，擾動引起的振幅正好保持不變，這個速度便稱為顫振速度，振動頻率稱為顫振頻率。在超過臨界值很小的飛行速度下，即使偶然的小擾動也會引起飛機激烈的振動，這就發生了顫振。

從能量的觀點來看，以翼段結構為研究對象，分析其能量在振動過程中的變化。翼段的能量包括動能和勢能，當不考慮結構阻尼引起的能量耗散，且沒有外力做功時，系統是一個保守系統，其動能與勢能之和為常值。若考慮結構阻尼引起的耗散，則翼段能量會在振動過程中會逐漸降低為零，因此系統是穩定的。若氣動力對翼段結構做正功，且大于阻尼耗損的能量，則翼段能量就會在振動過程中逐漸累積，導致振動響應的無限擴大，從而引發失穩，發生顫振。

昆蟲早在三億年前就飛翔在空中了，它們毫不例外地受到了顫振的危害，但經過長期的進化，昆蟲早已成功地獲得了防止顫振的方法。蜻蜓無疑是昆蟲王國中出色的飛行家。它不僅飛得快，飛得高，而且能做到許多現代飛機做不到的高難度動作。如果把翼眼去掉，蜻蜓的飛行會變得搖擺不定。

飛機設計師從蜻蜓的翼眼中受到啟發，模仿蜻蜓的翅膀，在機翼的前緣末端，增加配重，使機翼重心位置前移，使得某些機型的顫振問題得以解決。飛機設計師們大有相識恨晚之感，不然就可以避免許多人員的犧牲。

消除顫振是飛機顫振工程師的最終目標，然而飛機顫振的機理復雜，只有在飛機設計的最后階段，飛機結構、氣動構型、控制系統等能夠被合理準確地建立起來了，這時才能對新設計的飛機進行精確的顫振特性分析。

然而防止顫振研究在新型號飛機研制的早期階段就要開始進行，這種研究貫穿于新型號飛機研制的全過程。通常，防止顫振研究包括顫振理論分析、縮比顫振模型的高低速風洞試驗、全機地面共振試驗以及顫振飛行試驗等。

由于理論分析和試驗模型在對真實飛機的模擬上存在固有的不足，飛機顫振飛行試驗處于防顫振研究的最終環節，既以各項計算、風洞試驗和地面試驗的結果為基礎，又是這些工作的補充和鑒定。

顫振試飛是每架新機或重大改型飛機必須進行的Ⅰ類風險科目，也是中國民航適航規章（CCAR-25部）中明確規定必須完成的科目，其過程充滿了未知和風險。進行顫振試飛時，試驗機其實是在"亞臨界"狀態下進行的，試飛員在空中通過既定的激勵方法和程序，誘發飛機產生"顫振",從而達到試驗的目的。顫振試飛必須進行直至限制速度的各種速度，以驗證在整個規定的飛行限制速度包線范圍內，所有的飛機臨界構形都無任何顫振現象，以及在通過外推飛行試驗數據得到的1.15倍限制速度之內，沒有任何氣動彈性不穩定性出現。因而，飛機顫振飛行試驗成為驗證新機和型號改型的顫振安全性必不可少、最有說服力的關鍵環節。