森林火灾是一种危害严重的自然灾害。在各种类型的森林火灾中，以树冠火为主的森林火灾危害最大，现有的扑救设备都无法直接有效地实施扑救。近年来，我国森林消防专家提出了采用森林灭火航弹扑救森林火灾的方法。本课题研究目标是针对上述扑救森林火灾的方法研制一种直升机专用的吊舱式森林灭火航弹挂载投放系统。该系统能够挂载森林灭火航弹，利用直升机吊运至森林火场上空投放，扑灭以树冠火为主的森林火灾。对于初起的和突发的森林火灾，本系统能快速反应，迅速遏制，实现“打早、打小、打了”的扑火方针。本文介绍了国内外航空灭火装备的现状，分析了直升机吊载挂载投放系统进行森林灭火的工作流程，明确了对挂载投放系统的设计需求。通过功能分析法和层次分析法将挂载投放系统进行功能分解并建立投放系统的递阶层次结构图，完成了机械系统和控制系统的总体方案研究。针对机械系统子功能所要实现的具体功能，逐步求得了机械系统各子功能元的解。将求得的子功能元的具体执行机构进行组装，并利用有限元软件ANSYS12.0对复杂焊接件进行了有限元的静力学分析。考虑到桁架式结构的机械系统在工作过程中易受到风载荷和直升机的影响产生共振现象，本文又对基本模组、一级组装模组、能装载十二和十六枚森林灭火航弹的机械系统进行了模态分析，得出了相应的固有频率频谱。直升机吊载挂载投放系统进行森林灭火的过程，是一个复杂的过程。本文通过建立直升机吊载挂载投放系统的模型，求得了直升机吊载投放系统在飞行状态和悬停状态时的动力学方程和挂载投放系统对直升机悬挂点的广义力方程。并通过森林灭火航弹的落点分布要求，求得了投放航弹时直升机工作高度。最后，本文分析了控制系统各子功能元所要实现的功能，详细设计了下位机系统的控制电路，并对上位机系统和控制软件的功能元解做了简要的说明。