载人飞艇诞生于150多年前,经历过半个世纪的消沉期之后,在20世纪80年代以来,重新活跃于航空领域。飞艇与传统飞机以及直升机相比,具有造价以及运行费用少、噪声污染小、长时间滞空停留、覆盖面广阔等优点,是非常理想的空中平台,得到了许多航空大国的关注。气囊是飞艇的主体结构,气囊的氦气泄漏量对飞艇的飞行最大高度、有效载重以及飞行安全等有很大的影响,由于气囊蒙皮选材、气囊制造以及气囊受力等因素导致氦气泄漏是不可避免的,飞艇气囊氦气的泄漏量的检测对飞艇的安全飞行是至关重要的,应对气囊泄漏检测进行深入的研究。传统气密性检测方法中,对于大体积密闭结构的检测多采用气体压力法或流量法,这两种对于传感器的精度要求较高。为了研究气囊承受内压条件下,同时承受温度载荷以及风载荷时,气囊泄漏量的检测,本文提出了一种基于气囊表面应变的预测泄漏方法,用来解决测量大体积低内压的密闭结构泄漏时,受限于压力传感器精度的问题。以正球形气囊为例,根据蒙皮薄壳承受的内压、体积和表面应变之间的关系,建立了考虑气囊形变和受温度影响的氦气泄漏的预测模型。结合气囊蒙皮材料的力学性能参数,对气囊表面应变和内压关系进行了有限元计算,并将理论预测模型和有限元分析模型的应变值进行了对比,验证了预测模型的准确性。利用建立的氦气泄漏预测模型,预测了温度改变对飞艇气囊氦气泄漏的影响。以双椭球气囊为例,在受内压作用下,根据母线切向和环向应力以及应变,建立了由于泄漏导致的压强变化和蒙皮内应力、表面应变的定量理论分析模型。将建立的理论模型与有限元模型计算结果对比,验证了理论模型的准确性,并得到可利用气囊蒙皮表面应变测量气囊内压强变化的最合适位置。针对气囊在泄漏后不同压强条件下,同时承受风载荷的情况进行了有限元计算,得到了适合利用气囊表面应变测量气囊内压强变化的位置。本文提出的表面应变测量泄漏的方法对飞艇气囊的泄漏测量与设计有一定的指导意义。