孟军辉，李沫宁，马诺，刘莉，2

（1.北京理工大学 宇航学院，北京100081； 2.飞行器动力学与控制教育部重点实验室，北京100081）

随着全球贸易的增长，特别是互联网商务的快速发展，全球货运市场日益扩大。相关研究表明，由于货轮运输具有较低的成本，其占有世界远洋集装箱运输99%的市场，仅当对速度有较高要求时才采用运输机运输［1］。浮升混合飞艇兼顾重于空气的飞行器（HTA）和轻于空气的飞行器（LTA）的特点，将飞艇艇体设计成具有高升阻比的外形，同时增加矢量推进系统和气垫着陆系统等，其升力由静浮力和气动升力以及矢量推进系统共同提供，其中静浮力所占比率不大于0.8［2］。由于混合飞艇同时具有中等速度和相对较低的成本，可作为货轮和运输机的折中方案，近年来成为国际远距离货物运输的研究热点［3-4］。

为了产生足够的静浮力满足载重的需求，混合飞艇一般被设计为具有巨大的体积，同时有利于在其较大的表面铺设太阳能电池［5］。但现阶段柔性太阳能电池转换效率较低，无法满足低空混合飞艇长时远距离货物运输的能源需求。锂电池等化学电池的功率密度较高，适合短时间高功率放电，但同时其能量密度较小，也无法满足混合飞艇长时间飞行对于高能量密度电源的需求；与化学电池相比，燃料电池能量密度较高，适合小功率长时间放电，但此类电池功率密度相对较小，不适合高功率短时放电［6］。因此，为了同时满足高功率短时放电和长时高能量密度放电的需求，采用太阳能电池、燃料电池和锂电池等化学电池混合而成的能源系统作为载重运输飞艇的能量来源成为一种较好的选择，可以发挥各种电源的优势，扬长避短。……