直升机机动飞行实时仿真是研究直升机机动飞行特性的有效手段,它不仅要求所采用的直升机数学模型在机动飞行状态具备较高准确性,同时还需具备快速、实时的计算效率。针对这一需求,本文提出了一种新的基于多自由度涡环单元的旋翼动态尾迹模型,并开展了相关的验证和应用研究。该模型采用涡环单元来描述旋翼尾迹涡系,每个涡环具有7个自由度,可描述大机动飞行中尾迹的动态畸变行为,快速给出桨盘或空间任意区域的诱导速度分布,对于直升机机动飞行研究具有重要的应用价值。第一章,作为前提和背景,本文简要介绍了国内外对于旋翼入流/尾迹模型的研究现状,指出在通用性和计算效率上现有模型仍不能完全满足工程要求。第二章,提出了涡环单元描述的旋翼尾迹模型,建立了涡环单元的生成、运动和涡核扩散模型;研究了涡环单元尾迹模型数值稳定的时间步进算法;提出了涡环单元诱导速度快速计算方法。第三章,初步验证本文模型的有效性和正确性;在此基础上,将涡环单元尾迹模型拓展为包括旋翼内部涡系和双旋翼尾迹模型的两种情况;并采用试验数据对尾迹模型进行验证。第四章,将涡环单元尾迹模型与桨叶挥舞运动模型、翼型非定常气动力模型相结合,建立旋翼非定常气动力模型,并通过算例分析旋翼非定常气动特性。第五章,将涡环单元尾迹模型与已有飞行动力学模型耦合集成,与飞行试验数据的对比验证表明,本文建立的旋翼尾迹模型具有较高的准确性,可正确计算俯仰/滚转机动飞行中的异轴响应。