固定翼飞机具有鲜明的结构特点,在诸多飞行器中是实现功能较多的一种,应用领域极为广泛,因此飞机的飞行特性以及在使用时的安全性与有效性十分重要。本文以一种轻型固定翼飞机为背景,对飞机进行建模与仿真分析,研究飞机的飞行动力学特性与振动特性。在建立固定翼飞机动力学模型时,为保证模型准确性并降低模型复杂程度,将飞机视为面对称、变质量的六自由度刚体;分析大气环境与固定翼飞机的力学环境,计算飞机气动系数,给出一种气动数据处理方法;选用标准四阶Runge-Kutta法对动力学模型进行求解,并采用Matlab程序实现飞机的动力学仿真;针对预设飞行轨迹,选取飞行动力学的主要特性参数,将仿真结果与飞行实测数据进行对比与分析,对比结果表明,仿真结果能够较好地反映飞机的实际飞行情况,体现飞机的飞行动力学特性,验证了模型与仿真方法的正确性与有效性。在建立固定翼飞机结构有限元模型的过程中,将飞机分为机身、机翼和尾翼三部分,分析各部分的结构特点和承载方式,并据此简化飞机的结构形式,在ANSYS软件中建立固定翼飞机的全机结构有限元模型。基于该模型选用Block Lanczos法计算飞机模态,采用完全法计算在多种动载荷作用下飞机关键位置处的轴向、纵向和侧向振动位移随时间的变化情况。固定翼飞机模态与动响应计算仿真结果表明,航向、姿态的改变会促使较为强烈的振动产生,振动在单次激励产生后始终处于衰减状态;轴向和纵向是飞机动载荷的主要响应方向,飞机在轴向和纵向上,振动幅值相对较大,振动频率也更高。仿真结果验证了建模方法的合理性,体现飞机的振动特性。