飞艇作为一种依靠浮升气体提供静升力的轻浮空器,有着驻空时间长、低能耗、载荷量大、效费比高、安全性高等优点,可实现对地监控、防空预警和信息通信等功能,是当前航空领域的研究热点。飞艇的热特性是其安全飞行的基础,同时飞艇的热特性与外界大气环境息息相关。论文在参考大气下对带卷帘飞艇的如下问题进行了研究:首先,基于大气参数实测数据,通过函数拟合的方式建立了参考大气模型,使用该参考大气模型可以获得较短时间间隔的大气数据。然后通过对不同大气环境热辐射模型的比较,选取了合适的太阳短波辐射模型和环境长波辐射模型,并对不同季节的辐射强度进行比较。结果表明夏季几种太阳短波辐射持续时间更久,强度更大。所以仿真时间选择在夏季最有利于体现昼夜辐射热流变化的影响,最有利于判断飞艇的热行为。其次,考虑辐射频谱的影响,对单层蒙皮飞艇的传热-运动耦合模型进行了改进,并基于参考大气模型对单层蒙皮飞艇进行了仿真。探究了大气模型对飞艇的影响,以及排空气法控制压差对飞艇的影响。结果表明,平流层大气参数变化较小,不会对飞艇驻空产生较大影响。而通过排空气的方式减小飞艇压差,会导致飞艇驻空高度升高,该压差控制方法不适合长期、大范围地控制飞艇内外压差。最后,提出了一种基于卷帘操控平流层飞艇内外压差的方法。白天太阳辐射会导致飞艇内部气囊温度升高,此时可以通过高反射率的卷帘反射外部辐射热流,达到降低内部气囊温度的目的;晚上飞艇可能存在压差过低的情况,可以对飞艇进行加热,这种情况下卷帘具有隔热效果,可以提供更少的热量来达到增大压差效果。论文基于改进净热量法建立了考虑蒙皮表面温度分布的传热模型,通过仿真模拟卷帘近似完全透射太阳光、近似完全反射太阳光、仅白天展开等情况,验证了带卷帘飞艇传热-运动耦合模型的准确性,以及通过卷帘控制飞艇内外压差方法的可行性。