飞行管理系统的应用可大大减轻飞行员的驾驶负担,提高经济效益。本文鉴于直升机在民用领域的应用前景,以黑鹰直升机为研究样例,开展直升机飞行管理系统的研究。首先,根据ARINC702A-3协议研究直升机飞行管理系统的功能架构,并根据已公布的黑鹰直升机的结构参数和风洞实验数据,建立黑鹰直升机的全量非线性动力学模型,并利用小扰动理论得到线性化模型。其次,对直升机的四维飞行管理系统进行研究。对于水平剖面,采用蚁群算法优化水平轨迹,建立了水平剖面预测模型,设计了基于L1引导律的水平剖面引导算法;对于垂直剖面,以需用功率最小对巡航段进行剖面优化,针对不同的性能模式给出爬升段与下降段轨迹模型,并设计了固定爬升梯度模式的垂直引导算法;根据直升机飞行RTA要求,设计了基于ETA的飞行速度引导算法;最后,针对黑鹰直升机航线飞行时存在风扰的情况,设计了基于H∞的姿态内环控制器和基于PID的轨迹外环控制器。然后,对黑鹰直升机救灾任务飞行管理系统进行了研究。基于直升机的性能约束,将改进PSO算法和DSAS算法相结合,应用在黑鹰直升机救灾三维航路规划中。并针对救灾任务中的定点悬停典型动作进行分析,设计了定点悬停轨迹曲线规划算法,并进行了仿真验证。最后,设计并构建了黑鹰直升机飞行管理系统半实物仿真平台。仿真平台由飞行管理系统计算机、直升机模型仿真计算机和人机交互仿真计算机组成,验证了本文设计的飞行管理系统的有效性。