平流层飞艇平台广阔的应用前景吸引了世界越来越多的关注。飞艇长期驻留在平流层时,会反复经历昼夜变化,白天温度升高时需要利用高空压缩机构将主气囊内适量的氦气压缩至超压氦气囊中,实现对艇囊内外的压差调节。平流层氦气压缩机设计技术是实现飞艇长期驻留高空的关键技术之一。本论文依据飞艇定点停留时压缩机入口的设计参数和设计指标,对平流层氦气压缩机进行了设计与性能研究。首先介绍了压缩机的主要分类和设计方案的选定,通过编写C++程序,对设计压缩机进行热力计算,最终确定了设计采用双级离心压缩机。根据热力计算得到压缩机各截面上的气动参数和结构参数,采用BladeGen软件进行叶片造型,利用UG完成各部件的三维建模。叶轮作为压缩机的主要部件,需要对其进行流动特性分析和结构强度分析。本文利用ANSYS-CFX对叶轮进行数值模拟,结果表明叶轮的流场和压力场分布合理,初步满足设计要求;文中运用Workbench平台中的Static Structural模块对叶轮进行了结构静力分析,运用Modal模块对叶轮进行了模态分析,结果表明叶轮的结构强度满足要求。