邓小龙， 麻震宇， 杨希祥， 朱炳杰

(国防科技大学 空天科学学院， 长沙 410073)

平流层浮空器是指利用轻于空气的浮升气体产生的浮力在平流层底部进行持久驻空飞行的浮空类飞行器，主要包括平流层飞艇和高空气球，具有飞行时间长、搭载能力强、使用效费比高等优点.平流层浮空器在全天候、全天时的信息获取应用中具有显著优势，可为对地观测、通信保障、防灾减灾、环境监测等应用需求提供重要的技术解决方案，具有巨大的军民应用前景[1].

由于驻空高度附近的大气密度极低，采用浮升力维持驻空飞行的平流层浮空器体积通常较庞大，浮空器囊体内部气体状态的变化在较大程度上影响了浮空器的性能特征.超热超压是平流层浮空器长期驻空所面临的一项关键问题.驻空飞行期间，浮空器蒙皮以及内部浮升气体的温度和压力主要受太阳辐照、大气环境等因素的影响，对浮空器的温度和压力的控制直接关系到浮空器驻空高度保持能力的提升[2].同时，浮升气体的超热现象会导致囊体超压，过大的超压量将会导致囊体破裂，引发结构安全性的重要问题.囊体材料受温度不均匀分布会产生热疲劳和局部热应力，进而影响囊体寿命[3].因此，热特性研究是平流层浮空器实现长时驻空安全飞行的重要工作.

实际上，热特性长期以来都是平流层浮空器的研究热点.在热模型研究方面，主要有零维模型、一维模型、二维模型、三……