王平安

(中国电子科技集团公司第三十八研究所 浮空平台部，安徽 合肥 230031)

1 引言

近年来飞艇及系留气球等浮空器的应用得到了广泛关注，浮空器是主要依靠静浮力升空的飞行器，为了获得足够的静浮力来克服自身重量，浮空器都设计有具有一定体积的气囊并在气囊内充入密度小于环境空气的气体[1]。具有滞空时间长、运行费用低等特点，这些特点使其在军用及民用方面都有广泛的前景。

浮空器主要包括系留气球、飞艇，具有空气动力学外形，内部充气后依靠内外压差保持外形[2]，浮空器使用过程中要受到自身浮力、重力、风引起的气动力等作用，为了保持刚度，浮空器囊体必须能够承受外载引起的最大弯矩，一旦弯矩超出了浮空器囊体所能承受的载荷范围，囊体将发生弯曲，出现褶皱，如图1所示。

理论上经常将囊体出现褶皱视为浮空器刚度不足，但囊体在出现褶皱后仍然有较大的承载能力，而且在载荷去除后，浮空器将恢复原形，不受破坏，并恢复到起始的刚性结构。因此浮空器出现褶皱后的承载能力的研究对提高浮空器承载能力是重要的。

由于薄膜充气结构与浮空器的受力形式相似，所以很多研究都是围绕薄膜充气梁展开的，目前薄膜充气结构受力特性方面的研究主要集中在发生褶皱前理论分析、有限元模拟、褶皱特性等方面[3-5]，对发生褶皱后承载能力的研究较少。本文对充气梁结构的承载能力进行理论分析和试验研究，分析充气结构在发生褶皱后的承载能力，为提高充气模型的设计承载能力提供有效的数据。……