软式飞艇作为典型的充气薄膜结构,在外载荷作用下容易发生失稳现象,临近空间热环境复杂且昼夜变化较大,促进飞艇热场集中和褶皱产生,加速飞艇的破坏,开展软式飞艇的褶皱特性研究具有重要的指导意义。针对三点弯曲充气梁的弯皱特性,建立了多尺度分析模型,对其褶皱发生、扩展规律和承载特性进行了数值分析。考察了多尺度模型中不同的界面处理方式以及精细化区域选取对褶皱分析结果影响,得到了充气梁的多尺度模型最优建模方式。设计了充气梁褶皱的三点弯曲实验,获取了充气梁在三点弯曲载荷作用下的褶皱特性实验结果,与数值分析结果对比,验证了多尺度分析方法的准确性和有效性。建立了三点弯曲充气梁褶皱特性预报模型,预报了褶皱区域长度、褶皱角和抗弯刚度变化,确定了充气梁三点弯曲载荷位移曲线,实验验证了预报模型的准确性。建立了空间变截面梁传递矩阵推导方法,得到了变截面梁刚度矩阵;完成了非连续变截面单元刚度矩阵计算,明确了锥形变化梁传递矩阵和刚度矩阵表达形式,验证了该理论准确性与高效性;建立了飞艇多尺度模型,完成了大变形非线性弯曲分析,获得了飞艇起皱载荷与失效载荷。建立了临近空间大气温度、太阳辐射、地球反照和红外辐射模型,开展了飞艇瞬态与稳态温度场分析,阐明了飞艇的温度场变化规律,分析了太阳能电池对飞艇热特性影响。开展了临近空间热环境下飞艇褶皱特性研究,分析了临近空间热环境对飞艇褶皱特性的影响。