随着对空间资源需求的日益增长，临近空间越来越受到世界各国的重视，新型多功能临近空间飞艇的大力开发，将为航天事业的发展打开一扇崭新的大门。然而，由于临近空间环境的特殊性，在研制新型飞艇过程中，为提高其使用寿命并实现长久的驻空运行，蒙皮耐侯防护技术和表面减阻技术是其关键性问题。本文针对飞艇用耐候层材料PVF（聚氟乙烯）和TPU（热塑性聚氨酯）薄膜的耐候性能及薄膜表面减阻微沟槽的设计和制备开展了理论和试验研究。首先，对PVF和TPU薄膜进行了加速老化试验，研究了辐照前后两种薄膜的性能变化。其次，引入沟槽减阻技术在柔性薄膜表面实现了微沟槽的制备，并结合耐候涂层构建了多功能耐候减阻薄膜。最后，建立了减阻微沟槽的数值计算方法，为临近空间飞艇结构减阻设计，促进临近空间低动态飞行器应用奠定理论基础。通过颜色变化、质量损失、拉伸试验及扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、红外光谱(FTIR)、X-射线光电子能谱(XPS)的表征知PVF薄膜的耐老化性较好，TPU薄膜表现出一定的老化现象。针对TPU薄膜耐候性相对较差的问题，本文对其进行了涂层防护，并对制备的涂层进行了表征，研究表明：所制得的铝涂层都具备一定的反辐射和阻隔性能，可延缓TPU薄膜的老化降解。利用超精细机械加工和光刻蚀两种方法分别制备了Al基和Si片模版，对PVF和TPU两种薄膜进行热压印，研究表明：PVF薄膜表面无法压印出规则的微沟槽结构；而TPU薄膜表面可得到理想的微沟槽结构，其热压印的工艺参数为温度130~135℃、压力50~70N、压印时间15~20min、降至室温下冷却时间2~2.5h；将压印后的TPU薄膜放置两个月后，利用三维光学显微观测系统观察发现其微沟槽的尺寸变化逐渐趋于平缓，宽度和高度平均回弹率分别为4.26%和6.28%；同时，结合真空蒸镀Al和磁控溅射Al两种方法所制备的TPU薄膜表面微沟槽的三维形貌也比较理想，实现了飞艇蒙皮用多功能耐候减阻薄膜的制备。围绕临近空间低速低雷诺数流场环境条件，基于有限体积法，采用计算流体动力学软件AnsysFluent14.0求解器，结合kωSST湍流模式对减阻微沟槽进行数值计算，结果表明：与光滑平板相比，铺设有微沟槽的平板改变了近壁面区域边界层速度场的分布，在有效的降低表面剪切应力的同时，不会大幅增加压差阻力；宽高为100μm×100μm、260μm×200μm和200μm×100μm的V型沟槽分别可获得1.10%、1.55%和1.63%的减阻率，说明减阻微沟槽应用于飞艇表面是可行的。