发动机建模是飞行仿真的重要工作,准确高效的发动机模型有助于提高飞行仿真的精度和实时性;同时,发动机特性也是飞机总体特性的决定因素之一,对飞机起飞过程及起飞安全的影响尤为巨大。为了设计适用于飞行仿真的发动机模型,并籍此分析和研究民机的起飞性能和起飞安全性,本文的研究工作主要有:根据涡轮发动机的通用特性,以JT9D发动机为例,设计了结合数据综合法和相似法的稳态模型,根据现有实验数据获取了动态系数,据此建立了动态模型。通过与现有实验数据的对比表明该模型精度和效率均满足飞行仿真的要求。分析了现有民机气动特性数据的典型组成要素和基本描述形式,用二维线性插值查询算法建立了B747-100飞机的全量非线性气动模型。把起飞分为三轮滑跑、抬前轮滑跑、空中段三个过程分别建立了含风影响的起飞动力学模型,与气动模型、发动机模型、控制律、大气模型进行集成,实现了各种情况下起飞和中断起飞过程的动力学仿真。通过仿真与飞行试验的对比,验证了模型的有效性。将FAR适航条例的定义与动力学模型相结合,设计了民机起飞性能的综合计算方法和逻辑流程,并基于弦截法设计了平衡V1的优化算法。基于发动机模型和起飞动力学模型,研究了假设温度减推力起飞,并设计了相关参数选择和仿真验证的方法,结果表明该方法满足减推力起飞的安全性规定,且效果明显。本文对发动机建模的研究可为飞行实时仿真提供基础,在起飞性能研究中总结的一些实用的方法和结论可作为后续研究提供一定参考。