平流层飞艇是依靠艇体内部充入浮升气体（氦气、氢气等）产生浮力,从而实现长期驻空于20km左右高空的一种飞行器。平流层飞艇有着常规飞行器不具备的优点:可以在低能耗的情况下长时间驻空飞行、不依赖场地可以垂直起降、制造成本低、可以作为高空通讯平台等,受到了世界各国高度关注,投资了大量的人力物力进行研究。为了提高平流层飞艇的承载力、巡航性能、稳定性等,许多学者对平流层飞艇结构进行了改进。本文以内部布置有充气环骨架的平流层飞艇为研究对象,对其进行了力学性能分析,主要内容包括以下几个方面:首先,在介绍课题背景的基础上,梳理了国内外目前有关平流层飞艇囊体膜材研究、艇体结构研究、风洞试验研究和CFD数值模拟研究的文献资料。其次,基于膜材单轴拉伸试验获得某种平流层飞艇囊体膜材的力学参数,在普通软式平流层飞艇内部加入碳纤维管和高压充气环组成的内部骨架,通过与普通软式平流层飞艇的对比分析,整体评价了内部骨架的作用;探讨了囊体内压、充气环内压、充气环个数对飞艇结构受力性能的影响,且提出充气环参数的评价指标。再者,对某飞艇进行了CFD数值模拟,通过与风洞试验结果的对比验证了模拟方法的正确性;对本文所研究的平流层飞艇在驻空飞行环境下,模拟分析了艇体气动特性随俯仰角、偏航角的变化规律;探究了飞艇附属尾翼、吊舱对艇体气动特性的影响。最后,在艇体结构参数分析和气动特性分析的基础上,对内部带碳纤维管和高压充气环骨架的平流层飞艇进行了考虑超压荷载、重力荷载和风荷载同时作用的受力性能分析的。