低空、低速飞行是直升机的特点和优势，近地面飞行是直升机的重要飞行状态，但现有的旋翼空气动力学理论模型对地面效应尚缺乏完整的分析方法。发展适用于旋翼地面效应的分析模型，能用于模拟旋翼在无限地面效应和有限地面效应中的稳态飞行和过渡飞行，分析不同地面效应状态下的旋翼流场特性和旋翼性能，为直升机的设计提供理论指导，具有重要的理论意义和实用价值。　　本文针对直升机近地飞行时的旋翼地面效应问题，发展了用于计算地面效应中旋翼流场和气动力的空气动力学模型，用于模拟旋翼在无限地面、有限地面上方进行稳定悬停、稳定小速度前飞（前进比小于0.1）以及过渡飞行所产生的多种地面效应。　　（1）针对无限地面作用下的旋翼稳态飞行地面效应，基于现有的松弛迭代旋翼自由尾迹格式和面元法，提出了按环式布置梯形地面面元的面元法，采取地面面元的控制点分布与旋翼尾迹涡线几何形状相接近的手段，消除了由于地面离散所导致的近地涡线非物理波动问题，提高了计算模型的准确性。同时采用“等比例”修正法，修正旋翼初始尾迹，解决了现有模型中尾迹涡线落入无限地面下方的问题，通过对比有地效和无地效情况下的旋翼性能与尾迹结构特性，得到了旋翼在无限地面上方进行稳定悬停和小速度前飞（前进比小于0.1）的地面效应。　　（2）建立了旋翼在无限地面上方进行近地面过渡飞行的地面效应分析模型。该模型针对现有时间步进旋翼自由尾迹格式CB2D稳定性不足的问题，提出了三阶精度的时间步进自由尾迹显式格式CB3D，与CB2D格式相比，消除了具有反数值耗散效应的二阶误差项，提高了旋翼近地面过渡飞行的地面效应分析精度与计算效率，并改善了地面效应的数值稳定性问题。同时提出了“等体积”修正方法，消除了“等比例”修正法用于过渡飞行状态误差过大的问题。通过对比分析旋翼在无限地面上方稳态飞行和过渡飞行的地面效应，得到了过渡飞行的速度变化率对地面效应中的旋翼尾迹结构和旋翼气动性能的影响。　　（3）建立了旋翼在有限地面上方进行近地面悬停和过渡飞行时的地面效应分析模型，针对无限地面和有限地面对旋翼尾迹的不同作用效果，提出了“物质线”修正方法，解决了尾迹节点“穿过”有限地面而落入其下方的问题。将“物质线”修正法与CB3D格式综合，研究了旋翼在有限平面、有限斜面和动态平面附近悬停和低速飞行时的旋翼流场和气动性能，分析了旋翼在有限地面上方不同位置处悬停时的地面效应与旋翼挥舞和操纵，以及地面动态升降和动态旋转对旋翼地面效应的影响，计算了旋翼以不同飞行路线飞越有限地面上方时的过渡飞行地面效应。　　（4）针对旋翼有限地面效应试验数据相对匮乏的现状，发展了模拟旋翼在有限平面和有限斜面上方运动的地面效应试验系统，开展了旋翼在有限地面上方进行近地面运动时的地面效应试验研究，获得了旋翼在有限平面和有限斜面上方悬停，以及不同前进比掠过有限平面和有限斜面上方时的旋翼拉力、反扭矩和桨榖力矩，为验证有限地面效应的分析方法奠定了坚实的基础。