平流层飞艇无线通信系统
平流层飞艇通用技术要求 第1部分：环境控制系统-最新国标
平流层飞艇通用技术要求第1部分：环境控制系统1范围本文件规定了平流层飞艇环境控制系统的组成和功能、通用技术要求以及相应的试验验证要求。
本文件适用于平流层飞艇环境控制系统的设计，低空飞艇，高空气球等相关类型浮空器环境控制系统的设计也可参考。
2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。
其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T2423电工电子产品环境试验GB8624建筑材料及制品燃烧性能分级GB/T10294绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法GB/T14812热管传热性能试验方法GB/T15428电子设备用冷板设计导则20213277-T-469浮空器术语ISO16691Space systems-Thermal control coatings for spacecraft-General requirements3术语和定义20213277-T-469规定的术语和下列属于适用于本文件。
3.1环境控制系统environmental control system环控系统用于控制飞艇吊舱内和舱外各设备的工作环境（主要指温度），使环境条件处于规定范围内的系统。
3.2保温设备Insulation equipment用于吊舱或设备外表面，起到被动保温作用的设备，一般指保温棉、保温板。
3.3加热设备heating equipment用于吊舱壁面或设备外表面，起到主动加热作用的设备，一般指加热膜、加热器等。
3.4散热风机cooling fan安装于飞艇吊舱上，用于舱体内部空气与外界环境进行热交换，对舱体进行降温的风机。
3.5热管heat pipe用于发热设备的外表面，将其热量迅速传递至外界或者其他发热量低的设备。
3.6液冷板Liquid cooled plate用于发热设备的外表面，通过将水或其他液体引入到散热器中，利用流体对设备进行冷却来降低温度。
平流层飞艇总体性能与技术研究
关键词：平流层飞艇，技术概述，参数化建模，外形优化，代理模型；Kriging
模型，参数分析
- II -
南京航空航大学硕士学位论文
Abstract
Airships as stratospheric platform have large value in telecommunication services and military applcaiton. Their have been closely attend for nearly thirty years in those strong military countries. With the background of the stratospheric platform R&D project in China, this dissertation summarizes characteristics, application, systems and some technology of airship. Then, the airship modeling, figuration optimization and parameter analysis are studied in this thesis. In the context, parametic modeling method is used for stratospheric airship geometric modeling, and it can save considerable amount time required for aerodynamics analysis and figuration design. At the same time, airship with lemniscate and roseline profile is also studied to analyze their characteristic of drag. It’s found that airship is fit to control and has enough buoyanch when its slenderness radio is approximately four. So an improved trilobal roseline is described as a good profile. Surrogate model is introduced in the progress of figuration optimization of the airship. With Latin Squares Experiment Design to show samples and Kriging Approximation Approaches, we build the surrogate model for aerodynamical analysis. And then the figuration of stratospheric airship is optimized to have minimal weight in Isight. Finally, in the base of figuration optimization, the affect to weight and size of airship as a result of improving of much technology such as driving, energy, and material is studied, and this article figure out the direction of technology about stratospheric airship which should be developed. Keywords: Stratospheric airship, Technology summarization, Parametic modeling, Figuration optimization, Surrogate model, Kriging model, Parameter analysis
平流层飞艇控制与推进技术
技术改造·平流层飞艇控制与推进技术doi:10.16648/ki.1005-2917.2019.04.160平流层飞艇控制与推进技术乔振宇（中国特种飞行器研究所，湖北荆门 448000）摘要：在平流层平台中，飞艇发挥着重要的作用，能够实现勘察军事、观测空间、测量大气以及无线通信等功能。
但是，由于平流层的环境特殊多变，因此要加强平流层飞艇的控制与推进技术研究，保证飞艇在浮空、回收以及升空等阶段的控制。
本文针对平流层飞艇的控制组成与控制难点进行展开讨论，希望能够保证飞艇在平流层中的有效应用。
关键词：平流层；飞艇；控制；推进技术就现实中工程系统来说，主要由物质、信息、能量等三部分构成，通过这三部分能够基本掌握工程系统的相关情况。
在飞行器系统中，这三个元素即是指材料与结构设计、控制与管理工作以及动力与推进等。
近空间，作为这几年我国着重研究的空间资源，为了进一步挖掘近空间的价值与功能，相关部门致力于探索空间飞行器的有效研制，即平流层飞艇，希望早日实现利用平流层飞艇对空间资源进行开发的目标。
1. 平流层飞艇的基本功能飞艇主要以浮力原理升空为基础，并具备控制飞行与推进装置的飞行器。
在实际的运行中，平流层飞艇的用途包括：1.1 获取有效信息平流层平台，能够监视或者侦听热点区，并以高分辨率对不同目标区域进行监视。
例如，运用平流层飞艇对交通枢纽加以监视，在海防、交通管理方面发挥着重要作用。
1.2 分发与通信平流层飞艇能够有效交换数据信息，并建立起个人通信基站，为客户提供高效的宽带数字通信业务。
相较于通信卫星，平流层飞艇对于设备发射功率要求不高，通信更加的便利。
1.3 定位导航平流层平台导航定位体系，主要由地面微波转发站、平流层飞艇、用户接收机以及地面控制站等组成，能给交通运输系统中的飞机、车、船等机动载体提供精确的导航信息，以便于实现自主导航。
平流层飞艇的定位导航功能可以充分满足交通监控、环境监测以及防灾减灾等社会需求当中。
平流层信息平台技术的发展及应用前景
平流层信息平台技术的发展及应用前景
王少伟
【期刊名称】《地面防空武器》
【年(卷),期】2006(000)002
【摘要】@@ 1平流层信息平台概述rn平流层信息平台是指在平流层高度(约20～40千米高空长驻空(5～10年)、准静止、可装载一定规模有效载荷的高空平台(HAAP--High Altitude Aeronautical Plaftorm).与卫星平台和地面系统相比,具有二者的长处,又避免各自的短处,拥有显著的优势,可作为地面防空的信息预警平台.【总页数】5页(P40-44)
【作者】王少伟
【作者单位】空军装备研究院防空所四室
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
【相关文献】
1.平流层通信及其相关技术的应用前景
2.平流层飞艇技术发展及其应用前景展望
3.平流层通信技术及其在军事通信中的应用前景
4.基于平流层飞艇的GNSS导航增强系统设计与应用前景
5.卫生部征求《基于居民健康档案的区域卫生信息平台技术规范(征求意见稿)》和《基于电子病历的医院信息平台技术规范(征求意见稿)》意见
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高空通信平台的系统方案探讨
高 空通 信 平 台 的 系统 方 案 探 讨
吴 波洋
（ 信息产业部 电信科研一所 上海 ２０３ ） ００２
高 空 平 台 通 信 系统 可 与卫 星 和 地 面通 信 系 统 互 补 ， 实 现 宽 带 无 线 通 信 的 一 种 重要 手段 。本 文 简 是 要 介 绍 了分 别 采 用 飞艇 和 飞机 作 为载 体 的 两种 高 空 通 信 平 台 ，并 就 高 空 平 台通 信 系 统 的载 体 方 案 、 作 频 段 和 系 统 结 构 等 方 面 提 出 了 一 些具 体 的设 想 。 中 建议 利用 反 向 Ｃ频 段 开 发 我 国 的 平 工 文 流 层 通 信 系 统 ， 就 高 空 平 台 通 信 与 卫 星 和 地 面微 波 通 信在 Ｃ频 段 的 共 存 问题 作 了探 讨 。 并
度的平均风速最低， ， 因此 计划中的高空通信平台均位于平流层 的底部。飞艇类平台的海拔高度通常为 ２ — ４ ｍ， ０ ２ 飞机类平台 ｋ
则为 ｌ １ ｋ 。 ５ ８ Fra bibliotek 第三代移动通信， 每个平台提供 １０ 个点波束， ００ 用户天线仰角
大于 ２￣ ２的服务区直径约为 １０ｋ ，用户可使用 Ｗ Ｄ Ａ或 ０ ｍ ＣＭ ｃｍ ２０ 标准手机。 ｄ ａ０ｏ ＳＳ飞艇长 １ ｍ， Ｉ ５ 直径 ６ ｍ 容积约为 １０ ０ ３可产生 ７ ２ ， ７ ０ｍ， ０
１ 概 述
宽带无线通信的发展受制于有限的频谱资源。Ｌ频段移动 通信业务可使用的带宽有限， 和 Ｋ 频段卫星通信的轨位资源 Ｃ ｕ 也已被占满。在带宽资源较为丰富的 ｌ 和更高频段 ， （ ａ 卫星通信
在资金和技术上的投人大， Ｍ Ｓ Ｌ Ｄ 又因基站高度有限而难以覆 盖建筑物后面的阴影区。为此，人们设想在平流层中建立高空
平流层通信-樊昌信
一种发展中的新移动通信方式——平流层通信研发概况西安电子科技大学樊昌信I．概述近十余年来，移动通信的发展非常迅速。
移动通信要解决的根本问题是使人们在任何时间和任何地点都能进行各种通信问题，包括在运动中的通信问题。
目前已有的移动通信手段，主要有两种。
第1种移动通信手段是地面蜂窝网，它是应用最广泛的一种移动通信手段。
第1代地面蜂窝网是模拟电话网，在我国已经被淘汰。
第2代地面蜂窝网是数字电话网，是我国目前正在广泛采用的移动通信手段。
第3代地面蜂窝网是宽带数字网，预计在我国明年将投入运营。
地面蜂窝网的缺点主要是不能或不适宜覆盖人烟稀少的高山、沙漠、海洋和南北极等地方。
第2种移动通信手段是低轨道卫星通信网。
最有代表性的低轨道卫星通信网是“铱”系统，它采用分布在6个轨道平面上的66颗低轨道卫星覆盖全球，转发地面用户信号。
其优点是可以保证在地面上任何地点的移动通信。
缺点主要是系统复杂、成本较高，并且由于卫星轨道高度有780千米，故需要地面用户台的发射功率比蜂窝网用户台的发射功率大得多。
此外，集群通信网，寻呼网，以及迅速发展中的无线局域网(WLAN)、无线城域网(WMAN)和无线个人域网(WPAN)等，都是各有其特点的移动通信网。
近来，又有一种新的移动通信手段出现。
它就是平流层通信。
平流层通信是指用位于平流层的高空平台电台(HAPS －High Altitude Platform stations)代替卫星作为基站的通信[1]，平台高度距地面在17～22km。
可以用充氦飞艇、气球或太阳能动力飞机[2]作为安置转发站的平台。
若其高度在20km，则可以实现地面覆盖半径约500 km的通信区。
若在平流层安置250个充氦飞艇，可以实现覆盖全球90%以上的人口。
在一个平流层平台的覆盖范围内，仍然可以采用蜂窝网结构组织通信，如图1所示。
图1 平流层通信的蜂窝网结构平流层通信系统和卫星通信系统相比，费用低廉、延迟时间小、建设快、容量大。
简述平流层飞艇平台的总体技术设计
• 202•平流层飞艇平台是一种以空气浮力为主要重力平衡形式的临近空间飞行平台。
在空中飘浮时通过浮力减少自身的重力作用，同时运用能量的传递增加空中长时间停留的可能性。
而飞行空间的低密度意味着需要更大的体积，更大的体积又带来更大的阻力。
目前大多数的设计方案倾向于采用轻于空气的软式飞艇，这种平流层飞艇内部携带充有氦气的气囊，以提供静浮力作为升力。
因此飞艇总体设计时需要平衡两个基本矛盾，重量与浮力的矛盾，阻力与能源动力的矛盾。
同时飞艇可以长时间驻留在空中，对载荷的可靠性也有较高的要求，对于雷达系统来说需要考虑电源的调节系统，可以通过自检设计、安全性设计等实现电源子系统的完备自检监控，满足飞艇总体设计可靠性要求。
1 飞艇总体方案评估基本特征在总体方案设计时需要注意以下的几个条件，遵循基本原理的构成设定。
（1）飞艇形式考虑稳定性，机动性等，在设计上保留了低阻力气囊，包括内层气囊和围绕在外部的外层气囊。
浮力源主要采用氦气进行充实，内层气囊充入空气。
飞行的高度主要是通过调节内层气囊的空气来控制。
外表尺寸多为椭圆形球体，减少空气阻力。
（2）运动形式大多采用电动机驱动高空螺旋桨，通过螺旋桨的运行来带动飞艇的运动，为其提供行走和停留所需的动力。
（3）为保证燃料电池在恶劣多变的环境中具有高稳定性和可靠性，实现24h 能量平衡，设计了专用控制器对燃料电池进行控制。
（4）材料使用上多为轻质高强度的材料，确保在平流层空气稀薄、浮力小的状态下保持飞艇的浮力，同时要抗紫外线老化，密封性能好的特点，制作时采用高频热熔焊接。
2 若干单项技术指标描述2.1 结构材料考虑到平流层中空气浮力小，要克服飞艇自身重力带来的影响，需要合理选择飞艇内外囊体材料的密度。
经过研究计算，内外囊体材料的密度指标提升可以带来浮力方向上的最好收益，通常上来说，就是不断增加飞艇表面的面积，减少材料的质量，获得囊体材料面密度的大幅度降低，进而获得重量与浮力之间的矛盾减弱，取得最大收益的结构形式。
平流层飞艇技术..
平流层飞艇悬停技术
定点悬停是其独有优点。 浮力控制：氦气囊在地面体积只占总体积7%，工作高 度时达到96%。可以通过控制氦气温度，控制氦气囊 大小，调整浮力，控制竖直方向运动轨迹。 姿态控制与位置修正：平流层水平风向在宏观上呈现 季节性周期变化，但微观上有很大随机性，需设计一 自适应优化控制系统，通过知识积累，逐渐适应周期 性变化的环境。
临近空间飞行器动力技术
由于平流层空气浓度远低于低空大气浓度（为 正常大气6%），内燃机需要额为增压，不再 适用。因此采用大功率高速电机驱动系统。 比较适合高速高性能驱动系统的是永磁电机。 其有质量轻，体积小，动态性能好等优点。
总结：直流永磁变速电动机带动螺旋桨提供飞 艇动力较为成熟。国际上已有转速达 200000r/min，功率达数千瓦以致数兆瓦的高 度电机投入使用。
现有平流层飞艇各向速度
水平飞行速度：48km/h-109km/h(30英里/小时 -70英里/小时) 上升速度：平均为 4m/s
水平飞行时主要克服较弱的水平风力，速度较 快。 上升主要依靠浮力克服重力，当外界温度下降 气压降低时，He气囊胀大，提升浮力。可添 加浮力翼增加浮力。
平流层飞艇探测范围
平流层飞艇 临近空间飞行器技术
ghostface110
内容概要
（一）基础数据 （二）应用背景 （三）核心技术 1.能源技术 2.动力技术 3.悬停技术
平流层飞艇设计期望
飞艇期望飞行速度30m/s-40m/s 承受1t-2t任务载重 飞艇体积400000m³ -1500000m³ 长度200m左右，宽50m-60m 吊舱投影面积约30m*20m 发动机功率：数千瓦以致数兆瓦 工作高度（20km）时，气囊体积占总体积约 96%
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平流层飞艇无线通信系统【摘要】：飞艇通信是近几年来出现的一种通信方式，它利用一个漂浮于地球上空20～50公里的飞艇装载的通信平台,实现信息的传输或转发。
由于该通信系统具有适中的覆盖面积、低廉的成本、安全可靠等一系列独特的优点，已经引起了许多国家的注意和重视，应用前景十分诱人。
本文简单概述了飞艇的工作环境和应用前景，较详细地描述了该系统的各组成部分、性能特性及要解决的关键问题。
【关键词】：飞艇通信系统关键技术1、引言平流层是大气层中最平静的一段，不受天气影响，也几乎从不潮湿由于平流层有着稳定的气象条件和良好的电磁特性，数十年来人们一直在尝试利用平流层平台长期驻空进行观测和通信。
进入21世纪，随着相关技术的飞速发展，在世界上掀起了研究和开发平流层平台热潮。
平流层平台的定点位置一般设定在距地面20 km附近的平流层底部，因为那里的全年平均风速较弱。
根据所携带的不同有效载荷，平流层平台可以作为通信平台或观测基地从通信领域的角度来看，平流层平台具有传输距离短、传输时延小、发射功率小以及能量损耗少的优点，因而平台和信号传输系统都可以设计得更加简单。
并且一个平流层平台在20km定点高时它的地面有效覆盖面积达到19000km²，完全可以实现小型通信终端为广大区域提供高速通信服务的目标。
而在地球观测领域，平流层平台由于距离地面较近，能够提供比卫星观测更高的分辨率和精度。
它不仅能进行地球环境变化观测和气象数据探测，还可以通过对指定地区的连续观测进行交通、灾害及环境破坏监视，在洪水、火灾或地震等灾害来临时，构成广大区域的监视系统。
随着科学技术的不断发展，在全球的宽带连接、地球遥感成像、空间观测、大气测量、全球资源监控以及军事侦察等方面的需求将会数不胜数。
平流层平台广阔的应用前景越来越引起世界的关注，美、日、韩及西欧各国已经投入了大量的人力物力对其进行可行性研究论证以及试验。
2、系统组成2.1 气球气球是系统中的工作主体。
外形一般为球形、水滴形和飞艇形。
气球壁用多层薄膜和织物粘合而成,包括一层Tedlar薄膜、两层聚脂薄膜和一层涤纶,系留气球系统可以在恒风50～70节(相当于10～12级风)、阵风70～90节的情况下,稳定悬停在高空。
气球的前端有鼻锥和鼻系索,中间是球体。
后端有中空而充入空气的垂直与水平稳定尾翼。
尾翼有“十”字形和“人”字形两种。
从气球两侧和底部引出多股短系索和聚合线,聚合线汇集在气球下方的聚汇点上,与系统缆索相连接。
大型系留气球的内部结构如下图所示。
2.2 有效载荷有效载荷根据用途的不同而各有所异。
一般来讲,典型的有效载荷包括通信、广播、电子侦察、雷达等电子设备,相应的动力设备、控制机构、定向装置及信息转发设备等。
有效载荷都集中悬挂在气球下方的防风罩内。
有效载荷的选择受气球载荷重量、防风罩几何尺寸大小及载荷所需功率等因素限制。
为了减小尺寸和重量,保证系统稳定工作,通常把各种电子器件和天线装置紧凑地组装成一个单元,通过万向关节倒挂在球体下面的桁架结构上,以减轻载荷受到气球摇摆和晃动的影响。
2.3 系统缆索系留缆索上端与气球聚合线相接,下端与地面系留设施连接,用来把气球悬浮在一定高度。
早期的系留缆索为钢丝绳,由于拉力强度、重量及功能方面的原因，现已采用新型系留缆索。
新型缆索的中心部分有3根带绝缘的传输电线,能传输400Hz,3000V三相电力,供设备用电,传输电线外部有内屏蔽层、介质、光纤传输线和多层凯夫拉材料制成的加强保护层,外层是避雷电的铜制网套,最外层是一种由嵌入涤纶丝加强的金属编织网套。
缆索中的光导纤维作为遥测与遥控系统中的通信线路,传送监测与遥控指令,其数据率超过100Mb/s,凯夫拉加温保护层材料与美军防弹衣和陆军钢盔所用材料相同。
用这种材料制作的缆索具有拉力强度高、重量轻等优点。
2.4 地面系留设施该设施又称停泊系统,是系留气球系统的操纵、控制和维护中心,主要有地面固定式、机动式和舰艇装载式3种。
固定式地面系留设施适用于大型系留气球,通常由机械转台、系留塔、旋转基座、水平桁架、绞盘、操作控制室、工作平台和圆形单根导轨等组成。
机动式地面系留设施适用于小型系留气球,主要由系留塔、悬臂式桁架、液压绞盘、操作控制台和平板拖车等组成。
舰载系留设施由500吨级的小型供应船改装而成,在其后甲板两侧各有一条导轨,两轨间隔为6m,导轨上架有可前后移动的滑架,可360°旋转,滑架上固定有系留系统。
固定式：机动式：舰载式：2.5 地面控制站地面控制站内有遥测和指挥系统,用以监测和控制气球上的所有通信设施,并连续监测升空气球的各项工作数据和环境数据(如高度、风速、温度、球体、俯仰度、横滚度和方向等)它也作为中心站完成雷达图像信息的贮存或转发。
大型气球系统的地面控制站为固定建筑场,设置在阵地外面。
小型气球系统的地面控制站则为安装在支援拖车上的一个控制室。
3、特点3.1 覆盖范围平流层通信平台为三种不同的覆盖区域提供服务而设计, 即城市覆盖区(UAC)、市郊覆盖区(SAC)和远郊覆盖区(RAC),总的覆盖区域超过10km²,其最小仰角分别是30°,10°,0°。
在远郊覆盖区提供400MW的功率,而在城市和市郊覆盖区域中都只提供10MW的功率,前者是为了对抗更大的大气衰减和更远距离的传输损耗。
在47GHZ频段上更大的大气衰减(由蒸汽加上气体造成)将会带来2%的中断。
根据用户所处的覆盖区不同,平流层通信平台业务可以用手持PDA类装置(UAC)、小型笔记本式装置(SAC)或小的碟形天线(RAC)来接人。
在城市、市郊及远郊覆盖区中的最低天线增益分别为3dBi,23dBi和36dBi。
平流层通信平台的地面覆盖情况如下图所示。
3.2 机动性平流层平台既适用于城市，也可用于海洋、山区，还可以迅速转移，用于发生自燃灾害（如洪水、山火、地震等）的通信。
3.3 经济性造价和通信资费低，平流层的放飞及、回收及日常监测和一般的民航系统相似，不需要庞大复杂的发射基地，估计每一平台造价为通信卫星的1/10；而且每个平台都可以独立运行，不像低轨通信卫星那样需发射几十颗卫星组成星座之后才能工作，建设周期短，投资少，一般用户端机价格也低，通信资费也不高于已有的公众电话。
3.4 环保性环境问题是当前国际上高度关注的问题之一。
和卫星通信相比,系留气球通信系统在环保方面具有突出的优点:它不需要火箭发射,没有发射火箭时所产生的有害气体；它主要使用太阳能发电，子推进器则利用同温层的等离子体，不会对臭氧层起破坏作用；系留气球通信系统失效时还可回收修复，不会成为空间垃圾。
3.5 生存力气球的使用寿命,一般可达7～10年。
在空中悬停时间相对较长，大型气球的悬停时间为20～30天，小型气球也达2周，而其它飞行器的续航时间仅为4～24小时,远不如系留气球。
此外，气球的抗风能力较强，能在强风下(大雷暴雨除外)工作。
在岸对海或舰对海监视时，浓雾可能会阻止飞机飞行，而系留气球可在能见度几乎为零的情况下升空和回收。
3.6 安全性气球无需载人操纵，在实际使用中不会出现人员伤亡。
4、关键技术4.1 压力控制在平流层飞艇的设计中，把整个艇分成数个囊室，每个囊体有一套压力控制装置，分别控制囊体的内部压力。
其优点有：增加可靠性，某一囊体破损仅仅影响飞行高度，不会对飞艇产生致命后果；可分别对各个囊体的浮力大小进行控制，从而调整飞艇的俯仰姿态角。
这些囊体分为氦气囊和空气囊，一般通过对空气囊进行充气或放气来实现压力控制。
压力控制系统的主要作用有：（l）外形保持平流层飞艇是充气的柔性体，必须通过压力控制，建立飞艇内外差压l03%（400 ~ 800 Pa），并在整个飞行过程中保持这一压差，从而保持整个飞艇的外部形状。
在飞艇上升期间，外部压力降低。
相应地，通过差压阀门放气保持内外压差一致。
在飞艇下降过程中，随飞艇高度降低，外部压力增加，飞艇内部趋向负压，需打开鼓风机充气，维持压差。
在定点期间，主要由于昼夜温差的变化，使飞艇内部压力改变，从而影响飞艇的外形。
可以通过两种方法保持飞艇形状，一是进行充气放气；二是调整驻空高度。
（2）升力浮力控制平流层飞艇的主要升力源是它所受的浮力，外形压力保持系统使飞艇外形始终不变，飞艇所受浮力就主要取决于此高度的空气密度。
由于大气密度随着高度的不同而有很大变化，因此在上升和下降过程中，升力在垂直方向是不稳定的，需要对飞艇内部空气与氦气比例加以控制。
一般采用的方法是在飞艇前后各有一副气囊，通过对副气囊充放气，获得升力控制和纵向配平控制。
4.2 能源电池研制平流层飞艇通信系统长时间在没有云雨等气象条件的高空运行，采用太阳能电池+储能电池的能源系统方案最为有利：白天由太阳能电池把光能转化为电能，在为各工作设备提供连续电能的同时，对储能电池充电，夜晚由储能电池为设备供电。
由于在冬季和高纬度地区，太阳能电池吸收到的太阳能十分有限，因此提高电池的效率和比功率、降低电池重量是太阳能电池技术研究的重点与关键。
另外，考虑到飞艇的弧形表面和柔性结构，太阳能电池的薄膜化、柔性化也是一种必然趋势。
对于储能电池，无论是常规蓄电池、锂离子电池还是可再生燃料电池，除对其效率（包括充电和放电）、重量的要求与限制外，还必须考虑到电池在大规模使用和长期使用时的环境适应性、安全性与可靠性。
而对于还处于试验阶段的微波能量传输技术，要应用于平流层飞艇主要需解决传输距离及其与通信信号的干扰问题。
4.3 动力控制平流层飞艇要实现长期定点，需要太阳能、燃料电池等装置存储和提供能量，并利用无刷直流电机替代航空发动机作为动力源带动螺旋桨，以对抗风的扰动。
由于风速大小是随机变化的，所以飞艇的动力控制系统必须不断调节电机的转速，来改变推力大小，以抵抗风速变化的影响，保持定点。
这样，就必须解决高空环境下的无刷直流电机转速及转矩控制问题，还要设计电机的控制器及控制算法4.4 材料研制平流层通信平台的主体是庞大的充氦飞艇，其表面积约为几万平方米。
为了降低飞艇自身重量，并延长其寿命，用于构成飞艇囊体的材料必须重量轻、强度高、抗老化性能好，同时还应有较强的抗高能辐射和臭氧腐蚀的能力。
据初步估算, 飞艇囊体材料的主要性能应达到下列要求: 单位面积重量小于1809/m²，拉伸断裂强度大于400N/cm , 氦漏率小于0.5L/m².DA。
当前已有的各种单一材料都难以满足这些要求，通常都采用以高分子材料为主的多层复合结构。
这种多层结构一般分为承力层、阻气层、热封层、防老化层，以及用于粘合功能材料的中间层等。
制备这种复合材料的加工工艺也是重要的研究课题。
4.5 环境控制平流层空间的低密度、高辐射和低温特点给飞艇通信系统的环境控制、特别是热控制带来不利影响。