近年来,各种类型无人机在各方面的应用发展迅速。其中,固定翼无人机在起飞时易受地形等条件限制,因此亟需开发一种能够适用于不同复杂环境、可靠性强、成本低的辅助起飞方式。压缩空气弹射起飞优势明显,具有结构简单、运维费低、能量密度高、适用场景广且对环境无污染等优点。本文以适用于固定翼无人机的压缩空气弹射系统为研究对象,建立热力学模型,分析自变量参数对弹射性能的影响规律,对主要的零部件进行设计,使用AUTODYN软件搭建动态仿真模型模拟弹射过程,并对压缩空气的流动进行解析,最后开展相关实验研究。具体研究内容如下:（1）热力学建模与系统参数设计。从压缩空气弹射系统的工作原理出发,结合气体状态方程、能量守恒方程和弹射体的动力学方程,构建了压缩空气弹射的热力学模型,计算了储气罐体积、弹射筒直径和弹射长度等重要零部件参数对弹射性能的影响规律,提出了一种压缩空气弹射系统的总体设计方法。（2）动态仿真模拟分析。基于压缩空气弹射系统的特点,采用显式非线性动力学软件搭建了压缩空气弹射的动态仿真模型,模拟出弹射全过程。与原理样机实验结果作对比,验证了仿真模型的准确性。研究分析了弹射过程中弹射体速度等运动参数和储气罐、弹射筒内不同位置处的空气压力变化规律,获得了弹射过程的压缩空气作用机理。（3）弹射器研制与实验研究。研制了压缩空气弹射器,针对50kg固定翼无人机进行了弹射实验,并开展了详细的性能测试,分析了储气装置内空气压力值和无人机加速度、速度和位移等运动参数随时间的变化曲线,总结得到了弹射器的工作性能参数,具备工程化基础。