常规四旋翼飞行器是通过旋翼的旋转提供飞行器在竖直方向上的升力和前进方向上的拉力,四个旋翼转速不同实现各种机动动作。然而现阶段由于电池的容量限制,导致四旋翼飞行器的飞行时间较短。目前较为优秀的四旋翼飞行器实际航时亦不超过一个小时,这对飞行器承担长航时任务是不利的。现如今旋翼机的使用越来越多,在航拍,航测,植保等方面都看到了旋翼飞行器的身影。这是由于旋翼飞行器飞控系统方面的深度研究带来的飞行稳定性和操纵优越性,让旋翼飞行器的使用量大大增加。为了更好的促进旋翼飞行器的使用,在航时方面对其进一步延长。目前可用的方法有,利用与其他类型飞行器结合的方式增加旋翼飞行器在航时方面的能力。随着飞艇重新进入人们的视野,飞艇在长航时上的优秀性能被人们看到。在以四旋翼飞行器和飞艇两种飞行器的基础上,提出了一种结合四旋翼和飞艇气囊的复合动力无人飞艇。既保证拥有良好的控制性能和稳定性能,又能够在航时方面较常规四旋翼有明显的提高。复合动力无人飞艇是一种四旋翼与气囊相结合的飞行器,由四个旋翼构成,利用四旋翼翼臂穿插在气囊上的方式进行结合。在既保证四旋翼系统的正常运作,又保证气囊整体的气密性的前提下,将两种飞行器的优势结合起来。四旋翼系统用来控制整体的稳定和机动变化,气囊用来提供大部分的升力,减轻四旋翼系统在竖直方向上能量的消耗。本文对复合动力无人飞艇进行了总体设计和详细的结构设计,并对制作样机的的结构和材料进行了设计和选型。利用PATRAN&NASTRAN软件对气囊结构进行了分析,得出“X字”型飞行方式较“十字”型飞行方式对气囊的损伤要小,且随着飞行角度的增加,气囊与翼臂连接处的最大应力越大。运用CATIA三维建模软件,建立飞行器的三维计算模型。利用ICEM网格划分软件对模型进行了气动网格的划分,最终利用STAR CCM+软件进行了气动计算和分析。另外,分析了复合动力无人飞艇与常规四旋翼飞行器在倾角为20度下飞行时的气动性能;对比分析了两种飞行器在相同载荷相同航程下的能量消耗,并挑选出了两种飞行器在某个具体巡航速度时,总能量消耗最小。根据数值仿真结果:复合动力无人飞艇比常规四旋翼的能量使用效率更高,并可实现长时间的驻空飞行。为今后该类飞行器的设计提供了参考建议。