刘剑， 王庶， 陈吉安

（1.上海飞机客户服务有限公司，上海 200240；2.上海交通大学航空航天学院，上海 200240；3.同济大学电信学院，上海 201804）

0 引言

由于平流层飞艇具有很高的军民战略使用价值，近年来成为各国研究的热点。平流层飞艇具有费效比高、机动性好、持续工作时间长、覆盖范围广、生存力强、滞空时间长以及易以更新和维护等优点。它可以在战场指挥与控制、通信、监视和侦察、实时跟踪以及边境控制等方面发挥巨大的作用。

平流层飞艇一般飞行在约20 km高度，具有时速30 m/s的风中、定点悬浮和机动飞行能力，其滞空时间可长达数月或1年以上。因此，其能源系统的设计对于飞艇设计工作至关重要，必须具有高可靠性，确保飞艇能够长时间地正常工作。

文献 [1-5]对平流层飞艇的能源系统进行了介绍，描述了能源系统的组成和功能。文献 [2-4]给出了飞艇能源系统的试验结果，但并未涉及能源系统可靠性设计的相关讨论。文献 [6]研究高空无人飞机的初步可靠性设计问题，虽然研究了电机推进配置、机队可靠性及太阳能电池阵可靠性方面的问题，但也未从总体上论述能源系统的可靠性。本文对平流层飞艇的能源系统基本可靠性：太阳能电池阵、可再生燃料电池、拓扑可靠性3个方面的内容进行了研究，对能源系统与推进系统的基本组合可靠性进行了分析和研究，并提出可靠性改进的组合模型。

1 平流层飞艇能源系统的概述

为了满足平流层飞艇长时间高空飞行的要求，飞艇能源系统必须具有长时间电能供给和免维护能力。……