直升机吊挂飞行机外运输,是其主要用途之一,在军事、民用领域中的应用均十分广泛。直升机吊挂飞行,与直升机非吊挂飞行状态相比,增加了新的气动载荷、重力载荷,和因此产生的对直升机重心的力矩,其飞行运动模式、低频振荡固有频率均发生改变。本文着重研究了吊挂物在飞行过程中的运动数学模型,及直升机/吊挂物整个系统的数学模型的建立。根据对直升机、吊挂物运动学特性的分析,利用牛顿定律建立模型。模型由包括吊挂物在内的多个部分组成,以机体运动为主运动方程,吊挂物运动为辅助方程,考虑到各部分之间的耦合,为非线性数学方程组。根据小扰动假定,对数学模型线性化,得到线性方程组、稳定性导数矩阵,进而分析整个系统的稳定特性。直升机机外吊挂飞行过程中,体现飞行品质的运动模态主要为荷兰滚模态、纵向浮沉振荡模态,以及吊挂物横向、纵向振荡模态。根据美国航空设计标准军用旋翼飞行器驾驶品质要求(ADS-33E-PRF)的相关条例,对直升机吊挂飞行进行飞行品质稳定性方面的评估。影响飞行品质稳定性要求的主要因素为:直升机飞行速度、吊挂物/直升机质量比、吊挂物气动特性、吊挂钢索长度等。通过对上述结构参数、性能参数的调节,可确定合理、经济的飞行参数,保证安全、高效的完成直升机机外吊挂飞行运输任务。