冯 凯，赵 达，孟小君，张小俊，刘东旭

(1. 北京航空航天大学航空科学与工程学院，北京 100191；2. 西北核技术研究所，西安 710024)

0 引 言

平流层是指距地表约10～55 km处的大气层空域，大气以平流为主，没有复杂天气现象且一般飞行器无法到达该高度。近年来，因其重要应用价值在国际上引起广泛关注[1-3]。平流层飞艇是适合在平流层飞行并能携带一定载荷执行多种任务的无人平台，具有滞空久、载荷能力大、空中悬停、自主能力强、可定点侦查等特点[4-6]，其发展受到各军事强国高度重视。

气动布局是平流层飞艇设计的一个重要环节，不同布局形式对于其气动特性会有较大影响[7-9]，其中主要包括气动阻力特性和气动稳定性。平流层飞艇囊体外形是气动阻力主要来源，通过气动布局优化外形方法可以减阻[10]。姚伟等[11]通过提出采用总重最小为优化目标，对平流层飞艇进行了尺寸优化。飞艇囊体一般设计成长细比较小的旋成体[12]，流线型囊体具有较低的气动阻力系数，可大大降低对推进和能源系统要求，也有利于降低系统总重量[13]，但这种旋成体无尾布局飞艇航向静稳定性不好。平流层飞艇稳定性关乎着飞艇能否平稳运行，是其完成设定任务的关键之一。由于平流层飞艇大多为软式飞艇，安定面上并无俯仰与航向舵面，操纵控制主要通过矢量推进系统产生的空气动力来完成，无法通过控制舵面实现增稳作用。而传统提高稳定性方法主要是增大尾翼面积，但同时会增大飞艇气动阻力。……