在飞行过程中，常规直升机的实际旋翼转速往往低于设计的固定转速值。变旋翼转速直升机根据飞行状态改变旋翼转速，可达到显著扩大飞行包线，延长航时，增加航程的目的。　　本文中以黑鹰直升机为研究对象，首先建立了变转速条件下的飞行动力学模型，旋翼气动力模型以叶素理论为基础，采用等环形面积法进行划分，并加入反流区计算修正及俯仰偏差驱动模型。将100％旋翼转速情况下的计算结果与固定旋翼转速的飞行试验数据对比，以验证模型的正确性与准确度。在该计算模型的基础上得到降低旋翼转速时悬停及不同前飞速度下的飞行性能及配平操稳特性，并对其相应随旋翼转速的变化规律进行分析和归纳。　　最后，分别以旋翼需用功率和桨叶载荷作为主要优化目标，以飞行品质规范中对稳定性及操纵性的等级要求以及桨叶动力学问题作为约束条件，得到相对优化的旋翼转速，再将优化旋翼转速后的飞行性能与固定转速情况下进行对比分析，结果表明两种方法得到的优化后的旋翼转速均可以降低旋翼的需用功率，显著提高续航性能。