在平流层浮空器的气动设计方面存在许多问题。首先,艇身阻力占全艇阻力的约2/3,提取对艇身阻力系数最敏感的参数,降低优化设计维度,并由这些参数形成飞艇艇身外形设计空间是十分必要的。其次,非保形浮空器在往返过程中具有外形时变特点,促使蒙皮具有法向收缩或膨胀速度,会与来流形成耦合速度,对非保形浮空器的动力学精准建模必须考虑囊体的时变气动效应。最后,螺旋桨引起的滑流效应会对艇身造成影响,艇身的流场又会影响螺旋桨的性能,二者的相互干扰提高了飞艇-螺旋桨气动特性的复杂度。针对上述问题,对飞艇艇身外形参数敏感度、超压气球动态时变外形阻力特性和飞艇-螺旋桨的双向气动干扰进行了系统性地研究。主要工作内容及结论如下:（1）以PARSEC翼型参数化方法描述艇身外形,由Sobol全局敏感度分析方法确定各参数敏感度并排序。结果表明:艇身头部半径rh和艇身最大截面半径rd对总阻力系数的敏感度最高,设计空间可定为头部半径rh取[0,0.06],最大截面半径rd取[0.08,0.12]。（2）通过分段三次Hermite插值和扩散光顺方法更新域内网格节点位置。分析了不同膨胀/收缩速度和来流速度对非保形浮空器气动特性的影响。结果表明:在下降过程中,蒙皮收缩对减阻有利,收缩速度越大,减阻效果越好;在上升过程中,蒙皮膨胀对减阻不利,膨胀速度越大,减阻效果越差;压差阻力是导致阻力系数变化的主要因素;来流风速越高,由蒙皮收缩或膨胀速度带来的耦合效应越低。（3）通过CFD方法对单独艇身、单独螺旋桨及两者之间的相互气动干扰进行了详细研究。结果表明:对于流线型艇身,螺旋桨布置于艇身尾部时,由于抽吸作用会增大艇身的压差阻力;对于三段式艇身,螺旋桨布置于艇身尾部可降低艇身压差阻力;螺旋桨处于艇身最大截面略靠后处（对流线型艇身而言）或圆柱段中部（对三段式艇身而言）会提供最大的静推力,但此时螺旋桨效率最低;螺旋桨尾部布局可使螺旋桨推进效率最高,输入功率最低。