飞机在实际运行过程中会遇到各种大气环境，需要驾驶员能够对各种大气扰动做出迅速的反应及操作，而随着航空运输业的快速发展，对民航客机的飞行安全性和乘坐舒适性都提出了更高的要求。飞行模拟器作为能够精确复现飞行器及空中环境的模拟装置，其研制开发成为目前航空业不可或缺的一部分。搭建飞行实时仿真系统是研制飞行模拟器的关键，而良好的飞行仿真系统取决于所建模型的正确程度。本文从提高飞行仿真逼真度着手，研究建立了两种典型复杂大气环境下的飞行动力学模型，仿真模拟了飞机穿越大气扰动的动态响应，并开发了一套用于实时模拟的飞行仿真平台。　　本文针对大气紊流、微下冲气流两种典型风场建立了具有较高逼真度的三维风场模型。针对紊流场推导了一种离散自递归的三位紊流速度模型，扩展了沿机翼和铅垂方向的紊流速度，通过与统计数据的理论对比和相关性分析表明，该方法具有计算占用内存小，生成的紊流场满足各向同性的优点；本文基于涡环原理对微下冲气流诱导速度模型做了连续性的修正，通过风速量级、风切变尺度指标的验证，表明本文所建立的微下冲气流模型具有较高的逼真度，可用于飞行实时仿真中的风切变模拟。　　基于原始的气动系数数据曲线，本文建立了Boeing737飞机的空气动力学模型，在气动系数调用时比较了线性插值、样条插值、神经网络预测几种方法的计算效率和计算精度，确定了调用方案；并通过推导平面大地下的飞机六自由度运动方程，本文搭建了飞机的整体动力学模型，基于此对比验证了飞机在配平状态、滚转状态、长短周期振动模态、荷兰滚模态下的飞机参数指标和验模数据，表明所建立的飞机动力学模型能够满足飞机实时仿真的逼真度要求，可以用于飞机操纵品质的研究。　　在两种典型风场模型、飞机动力学模型的基础上，本文将变化风场对飞行的影响简化为风速矢量及风速梯度对于飞机运动方程、空气动力学的影响，对飞机的动力学模型进行了相应的修正，并基于含风扰动的修正动力学模型，采用数值仿真的方法，模拟了飞机穿越三维紊流、微下冲气流的飞行过程，研究分析了飞机穿越复杂大气环境的动态响应问题，同时表明了所建立的飞行仿真模型满足飞机穿越复杂大气扰动的逼真度。　　以建立的飞行动力学为基础，本文采用面对对象的开发方法搭建了一个用于飞行实时仿真的图形界面程序，实现了从外部硬件设备主动控制飞行模拟的功能，并将飞机的运行状态以仪表、三维视景的模式再现出来，实现了人机界面的交互，并且通过测试表明该飞行仿真平台可以用在飞行模拟器当中，为飞行模拟器输出飞机的运动位置和姿态。该模型目前已经应用于开发的福州主题乐园的机械臂的视景软件，用于飞行驾驶飞行体验。