浮空器（英文名：Aerostat）是内充密度小于空气的浮升气体、依靠大气浮力升空驻留的航空器，主要分为气球、飞艇两大类。其中气球按使用形式可分为自由气球、系留气球。系留浮空器通过系缆连接地面锚泊设施，为无动力飞行器；飞艇自带动力，可在遥控或自动控制下驻空飞行。
浮空器是人类最早实现升空的航空器类型。1784年，法国人布朗夏尔将手动螺旋桨安装在气球上，成为飞艇雏形。1900年，齐伯林造出LZ-1硬式飞艇，开启硬式飞艇实用化阶段。1912年，意大利军队首次将飞艇用于军事目的。1937年5月6日，德国大型客运飞艇“兴登堡号”在美国新泽西州莱克赫斯特着陆时起火焚毁，事故造成36人遇难。这场灾难使得浮空器整体发展陷入长期停滞。1947年，美国人用塑料薄膜制成一个体积850立方米的气球，首次成功进行了宇宙线探测飞行。20世纪五六十年代，中国启动浮空相关的气球探索与基础研究，至20世纪70年代，正式启动浮空器系统研发布局。20世纪90年代，受对地观测、通信、预警探测等需求驱动，多国重启平流层飞艇研发。2004年，洛马公司研制的56K型系留气球被美国军队应用于伊拉克战场。2022年5月，中国研制的极目一号Ⅲ型浮空艇升空至海拔9032米，刷新浮空艇大气科学观测世界纪录。2025年12月，由中国航空工业集团有限公司特飞所研制的AS700载人飞艇取得中国首张国产载人飞艇生产许可证。2026年9月22日，全球首台全天候浮空器——云哨M1000-CNS首发仪式在四川自贡荣县云哨浮空器产教融合总部基地举行。
浮空器基于阿基米德浮力原理工作，通过气囊填充氦气等低密度气体产生静升力，依靠副气囊调节气压与整体密度，完成高度与姿态控制。现代浮空器采用轻质高强材料，能适应高空复杂环境，可搭载各类任务载荷开展作业。相较于传统航空器，浮空器能耗低、滞空时间长，可实现超长时驻空作业。其结构简单、安全性高，受损后可缓慢平稳降落。同时部署灵活、不受场地限制，适配各类复杂地形，载荷性能优异，且制造、运维成本低廉。浮空器应用场景丰富，军事领域可执行边境侦察、低空预警、战场监视等任务；民用领域可开展大气科考、地形测绘学、灾害监测与森林防火工作。同时可搭建高空通信平台，弥补偏远地区与应急场景的通信短板。此外，浮空器也可用于高空风力发电，涵道式浮空风力发电系统借助浮空平台将发电机组提升至高空，利用高空风能资源进行发电；飞艇还可探索重载运输等应用方向。
历史沿革
浮空器是人类最早实现升空的航空器类型。1784年，法国人布朗夏尔将手动螺旋桨安装在气球上，成为飞艇雏形。1852年，吉法尔研制出世界首艘可操纵飞艇；1900年，齐伯林造出LZ-1硬式飞艇，开启硬式飞艇实用化阶段。1912年，意大利军队首次将飞艇用于军事目的。第一次世界大战期间，英国和法国都建立了小型软式飞艇队，执行反潜侦察巡逻任务。德国建立了齐伯林飞艇队，用于海上巡逻、远程轰炸和空运。1937年5月6日，德国大型客运飞艇“兴登堡号”在美国新泽西州莱克赫斯特着陆时起火焚毁，事故造成36人遇难。这场灾难使得浮空器整体发展陷入长期停滞。
1947年，美国人用塑料薄膜制成一个体积850立方米的气球，载着30千克重的宇宙探测仪器，首次成功进行了宇宙线探测飞行。20世纪五六十年代，中国启动浮空相关的气球探索与基础研究，开展高空探测气球的前期论证与基础技术储备；至20世纪70年代，正式启动浮空器系统研发布局。20世纪90年代，受对地观测、通信、预警探测等需求驱动，多国重启平流层飞艇研发，美国陆续启动多项高空飞艇研发计划。2004年，洛马公司研制的56K型系留气球被美国军队应用于伊拉克战场，通过携带光学载荷，用于巴格达附近地面部队和重要据点防御工作。2014年，在加沙边境地区防卫作战行动中，以色列沿边境部署13艘“浮空器”，用于遥控监视边境动态。2019年5月23日，中科院空天信息研究院研制的极目一号（系留浮空器）达到海拔7003米的高度，创高空探测世界纪录。2022年5月15日，中国研制的极目一号Ⅲ型浮空艇升空至海拔9032米，刷新浮空艇大气科学观测世界纪录。同年，以色列空军正式接收“天空之泪”高空“浮空器”系统，可实现对远程导弹、巡航导弹、无人机等多种目标的探测。2023年，由中国航空工业集团有限公司特飞所研制的AS700载人飞艇获得型号合格证（TC证）。
2024年10月11日，长23米、重1吨的S500型充氦系留浮空器于荆门市漳河新区升至500米高空，作为涵道式浮空风力发电系统平台完成发电试验，系统由浮空平台、发电模块、电力传输和系留线缆构成。2025年12月，AS700载人飞艇取得中国首张国产载人飞艇生产许可证（PC证）。2026年1月，由航空工业特飞所研制的3500立方米民用载人飞艇（“祥云”AS700）通过工业和信息化部组织的结题验收。9月22日，全球首台全天候浮空器——云哨M1000-CNS首发仪式在四川自贡荣县云哨浮空器产教融合总部基地举行。
技术原理
浮空器基于阿基米德浮力原理工作，依靠气囊内充填密度小于空气的浮升气体产生静升力，当总浮力大于系统自重时实现升空。浮升气体多采用氦气，早期也曾使用氢气。浮空器一般设置副气囊结构，通过向副气囊充入或排出空气，调节整体平均密度，以此控制升降，同时维持主气囊内外压力平衡，保障艇体外形稳定。气球类浮空器无动力装置：自由气球依靠浮力与风力随风飘飞；系留浮空器借助系缆连接地面锚泊设施，由地面设备控制升降，能够定点驻空。飞艇除浮力提供主要升力外，自带动力推进系统与气动舵面，可自主控制飞行方向、速度，实现机动飞行。现代浮空器采用轻质高强度复合织物制作囊体，搭配高强度系缆、载荷吊舱等配套结构，在低气压、强风等高空环境下维持稳定工作，吊舱可搭载各类观测、通信任务载荷开展作业。
分类体系
分类综述
浮空器主要分为气球与飞艇两大类别。气球包含系留气球和自由气球两类，其中系留气球可进一步划分为固定式系留气球、机动式系留气球、船载式系留气球、载人系留气球；自由气球可分为自由飘飞气球、可控轨迹气球。飞艇分为对流层飞艇和平流层飞艇，对流层飞艇又包含无人飞艇、载人飞艇、重载飞艇。
系留气球
系留气球是一种依靠球体内部充入轻于空气的浮升气体（一般为氦气），产生浮力克服自重，并带有系留缆绳约束的浮空器，升空高度一般在5千米以下。一般由气球球体、系留缆绳组件、任务载荷、锚泊设施、地面控制系统等部分组成[3]。气球球体主要用于提供盈余浮力、挂载有效载荷和保持姿态稳定性，由囊体和球体硬结构组成。中大型系留气球一般采用带三片尾翼的流线型主气囊形状，小型系留气球通常采用简化的球形或椭球形囊体，尾翼采用帘布替代。系留缆绳主要功能是将气球拴系在地面锚泊设施上，同时还是球上与地面信号传输以及球上供电的主要通道。任务载荷是执行系留气球任务的主要载体，常见载荷主要包括雷达、光电、电子侦察、通信、广播等设备。锚泊设施主要用来操纵球体升降、控制和维护系留气球系统。地面控制系统主要用于遥测遥控、监控球体通信设备、监测气球各项工作数据和环境参数等，还可作为中心站完成载荷信息的存储或转发。
系留气球有多种分类方法，按照部署方式可分为大型固定式、机动式和船载式系留气球；按球体外形可以分为常规系留气球和非常规系留气球，常规系留气球多为球形和流线形；按体积大小可以分为小型、中型、大型系留气球。
自由气球
自由气球是本身无动力，升空后无缆绳约束，在浮力和风力作用下飞行的浮空器。自由气球一般由球体、拉索、吊舱、降落伞等部分组成。球体内充有浮升气体为整个系统提供浮力，并通过拉索与吊舱相连，吊舱内搭载有效载荷，降落伞为自由气球载荷舱的回收降落提供伞降保障。根据本身是否密闭及球体内部压力不同，自由气球又分为自由飘飞气球（又称为零压气球）和轨迹可控气球（又称为超压气球）。零压气球有与外部大气相连的管道，保证球体内气体压力与大气压力差几乎为零。超压气球球体封闭，构形上采用南瓜形或其它构形，依靠球体结构设计和材料承受较大内压，飞行过程中一般不排气或仅少量排气，超压气球可设计有充空气的副气囊，通过调节副气囊空气的质量实现气球工作高度调节。不同类型的自由气球飞行有显著的差别，用于旅游观光领域的热气球一般升限在1千米以下，用于通信中继等服务的超压气球一般飞行高度在20千米左右，用于气象研究、高空探测的探空气球飞行高度最高可达50千米。
对流层飞艇
对流层飞艇一般指飞行高度在6千米以下，依靠动力推进来实现空中航行的浮空器，其中飞行高度在3千米以下的称为低空飞艇。对流层飞艇主要包括艇体、推进系统、尾翼、吊舱和起落装置。艇体内装有浮升气体为飞艇系统提供升力，并通过调节辅助气囊体积维持不同高度下的艇身形状；推进系统一般采用由发动机或电机驱动的螺旋桨为飞艇提供飞行动力；尾翼用于保障飞行中的稳定性和操控性；飞艇吊舱通常位于艇体腹部，可承载驾驶室、客舱、货舱、动力装置、任务载荷及相关系统；起落装置用于在飞艇降落与地面接触时对产生的撞击提供必要的缓冲。
从结构上看对流层飞艇可分为硬式飞艇、半硬式飞艇和软式飞艇。硬式飞艇是由内部金属或碳纤维等材料制成的刚性骨架保持飞艇形状；半硬式飞艇依靠艇体底部硬龙骨与增压主气囊共同维持外形。现代飞艇一般采用软式结构，仅通过囊体内的浮升气体的形状来保持外形，具有载荷能力强、飞行高度高等优点。除了按结构形式划分之外，按照是否载人可分为有人和无人飞艇；从布局形式可以分为常规飞艇和混合式（浮升一体）飞艇等。
平流层飞艇
平流层飞艇是一种在平流层工作，依靠动力推进实现飞行的浮空器。虽然平流层飞艇是一种高空飞行器，但是通过搭载功能载荷，可实现通信中继、空域管理、气象监测等功能，作为重要的基础设施为低空经济活动开展提供服务支撑。平流层飞艇系统一般包括艇体、能源、推进等分系统。艇体分系统包括囊体、吊舱、尾翼等，艇体大多为流线型，艇身内充有浮升气体为飞艇提供升力，吊舱用于装载货物（包括仪器、载荷等设备），尾翼主要起稳定作用；推进分系统主要为飞艇移动和转动提供动力。对于长航时平流层飞艇，能源分系统一般包括太阳电池和储能电池。
特点优势
留空时间长
浮空器在空中停留主要依靠其在空气中所产生的浮力克服自身重量，能量消耗仅应用于机动和抗风飞行，因而能源消耗远低于其他种类的航空飞行器。不进行空中加油的情况下，非浮空类航空器最长单次飞行时间仅有40小时左右，飞艇可以实现数天的持续飞行，系留气球单次留空时间能够长达1个月，随着囊体材料与制造工艺的进步，浮空器的留空能力可以继续提升，在侦察、监视以及通信中继等需要持久工作的任务中的优势会进一步强化。
安全性能好
浮空器一般具有较大的柔性囊体，构成相对简单，因此在使用过程中故障率低。即使囊体出现局部破坏，整个飞行器浮力的损失也较为缓慢，能够以一个较为安全的速度逐渐降落到地面，基本不会发生像其它航空器那样的机毁人亡事故。尤其适合于城市、大型活动举办地等人口稠密区域执行任务。
载荷能力强
除了采用浮升一体设计的飞艇外，浮空器起降不需要依赖机场、铁路、公路等大型基础设施，仅需简单平整场地与锚泊设备即可部署，可以在山区、沙漠、海洋等各种地理环境条件下实现起降，比固定翼航空器具有更大的自由度。重载飞艇可以轻松实现数十吨载荷搭载能力，对于超大重量/超大尺寸整体类货物，如大型天线、超高压输电塔、大型水电轮机、风力机叶片等，可以整体直接吊运到目的地，有效解决“跨地长途运输”和“最后一千米运输”等问题。系留气球除了具备大搭载重量优势外，还可利用系留缆绳从地面设备供电，消除载机供电能力对载荷性能的限制，通过搭载更大功率的载荷设备，实现更强的载荷覆盖范围。
制造运行成本低
飞艇与系留气球已有长期的研制和应用历史，在飞行与操纵原理、总体设计、系统组成、制造工艺、材料成本、生产设备等方面相对于飞机来说简单不少，技术难度和制造成本较低。同时在升空和回收过程中不需使用机场设备，在留空或巡逻飞行中燃料消耗较少，留空任务执行时间长，使用维护也比较简单方便，在全寿命周期内使用维护费用具有优势。
应用领域
浮空器可长期定点驻空，具备滞空时间长、成本较低、覆盖范围广的特点，在多个领域拥有应用价值。军事领域，浮空器可搭载预警雷达、光电侦察载荷，执行边境侦察、低空目标预警、战场监视等任务，可长时间值守，弥补传统预警装备续航短板。在大气科学科考领域，以“极目一号”为代表的系留浮空器可搭载探测设备，用于高原环境大气参数观测、温室气体监测；在遥感与对地观测领域，浮空器搭载光电、雷达载荷，能够开展地形测绘学、灾害监测、森林防火、土地资源巡查等工作。在通信领域，浮空器可作为高空通信平台，在偏远地区、应急救灾场景中搭建临时通信网络，弥补地面基站覆盖短板。在安防预警领域，系留浮空平台搭载监测设备，用于边境监视、大型活动安保。此外浮空器也可用于高空风力发电，涵道式浮空风力发电系统借助浮空平台将发电机组提升至高空，利用高空风能资源进行发电；飞艇还可探索重载运输等应用方向。
适用案例
极目一号系列（中国，系留浮空器）
由中国科学院空天信息创新研究院研制，属于大型高原系留浮空艇。2022年5月15日，极目一号Ⅲ型浮空艇升空至海拔9032米，创造浮空艇大气科学观测世界纪录。该浮空艇搭载水汽稳定同位素分析仪、黑碳、甲烷、臭氧等多种分析仪器与设备，获取珠峰地区大气水汽传输和温室气体垂直变化过程关键科学数据。
AS700“祥云”载人飞艇（中国，对流层载人飞艇）
由中国航空工业集团有限公司特种飞行器研究所研制，是中国首款拥有完全自主知识产权的民用载人飞艇，最多可搭载10名乘员。依靠氦气浮力升空，支持短距及垂直起降，飞行平稳，可用于空中观光、航测航拍、应急通信等场景。
圆梦号平流层飞艇（中国，平流层飞艇）
2015年在内蒙古自治区锡林浩特市成功放飞，艇体体积达18000立方米，依靠氦气浮力升入空中，升空后依靠太阳能提供动力，采用三个六维电机的螺旋桨，具备持续动力、可控飞行、重复使用能力，飞行高度可达20公里，搭载宽带通信、数据中继、高清观测等系统。
TARS系留雷达浮空器（美国，军事预警系留浮空器）
全称系留浮空雷达系统，由美国海关与边境保护局运营，填充氦气，可升至10000至12000英尺高度。搭载远程雷达，克服地球曲率带来的探测限制，用于监测低空飞行器、小型船只，部署在美国南部边境，执行边境监控、打击走私任务。
LZ-1齐柏林硬式飞艇（德国，早期硬式飞艇）
1900年，德国的齐伯林伯爵制造出世界上第一艘硬式飞艇LZ-1号，该艇长129米，直径11.6米。艇身框架由一根纵向龙骨、24根木桥条、大量的纵向和径向的张线组成。框架外面蒙有防水布，分前后2个舱室，各装有16马力的发动机，通过长驱动轴驱动机身两侧的螺旋桨。艇内有16个气囊，容积为22500立方米，载重量为8700千克，总升力达13吨，最高可飞至2500米。
LTA20-1（加拿大，马格努斯效应球形浮空器）
由加拿大马格努斯航空航天公司于20世纪80年代初设计，属于球形混合式浮空器，融合氦气静浮力、矢量推力以及球体旋转产生的马格努斯效应三种升力来源。该浮空器设计有效载荷达54.4吨，规划用于向交通不便的偏远地区开展资源运输，具备垂直起降能力，无需专用跑道，设计满载航程804公里，巡航速度80公里每小时。
云哨M1000-CNS（中国，全天候浮空器）
北京驭风飞行科技有限公司发布的云哨M1000-CNS全天候浮空器，直径21米、长24米，在千米级空域运行，可承载300多公斤载荷，设计连续驻空五年、使用寿命二十年，单平台覆盖约两千平方公里，导航差分增强精度20厘米级。
参考资料 >
【新华社】海拔3000多米放“气球”?浮空艇助力青藏科考--中国科学院空天信息创新研究院.aircas.2026-09-23
《浮空器低空应用场景与发展研究报告(2025)》正式出炉 - 学会动态 - 中国航空学会.csaa.2026-09-23
国家标准|GB/T 43328-2023.国家标准全文公开系统.2026-09-23
【北京日报】聚焦亚太空飞行器!中国临近空间浮空器实验基地项目开工--中国科学院空天信息创新研究院.aircas.2026-09-23
国内首次！浮空器助力电力基础设施建设有这三大优势→.CCTV.2026-09-23
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【世界知识】郑关天：说说“浮空器”.微信公众号.2026-09-23
【中国青年报】9032米!我国创造浮空艇大气科学观测世界纪录--中国科学院空天信息创新研究院.aircas.2026-09-23
“祥云”AS700通过工信部结题验收.澎湃新闻.2026-09-23
全球首台全天候浮空器在四川自贡首发.百家号.2026-09-23
外交部发言人推介“会飞的发电站” 这款“黑科技”曾在荆门试飞 - 湖北省人民政府门户网站.湖北省人民政府.2026-09-23
中国浮空器突破海拔7000米，创高空探测世界纪录！.微信公众号.2026-09-23
曾在荆门试飞，外交部发言人毛宁再秀中国“黑科技”.百家号.2026-09-23
中国临近空间飞艇成功放飞 全球首个投入使用--军事--人民网.人民网.2026-09-23
Frontline November Aerostats | U.S. Customs and Border Protection.cbp.2026-09-23
科幻大片既视感：马格努斯效应浮空器.今日头条.2026-09-23