航空发动机结构复杂,运行工况苛刻（高转速、高温、高压）,对军机发动机还存在着机动飞行环境。飞机在完成各种机动飞行动作时,发动机转子系统除了受到自身的各种激励外,还承受机动飞行产生的附加激励影响。这些影响使原本稳定运行的转子系统突然产生大的振动,可引发转子运行失稳、动静件碰摩、叶片断裂等故障或事故。本文以机动飞行环境下航空发动机转子系统动力学建模和瞬态响应分析研究为主线,针对考虑滚动轴承和挤压油膜阻尼器耦合非线性支承的转子系统,以及含有不同故障（中介轴承损伤故障、碰摩故障、耦合碰摩故障等）的转子系统,研究机动飞行瞬态扰动对转子非线性动力学的影响,并对这些现象进行深入的理论分析,给出其振动故障机理及典型特征。主要成果如下:（1）考虑航空发动机滚动轴承和挤压油膜阻尼器耦合非线性作用,研究机动飞行条件下复杂非线性支承-非对称转子系统的非线性动力学行为,分析飞机的平移加速运动、俯仰角运动和瞬态跃升飞行运动对转子系统振动的影响规律。重点揭示机动载荷作用下转子系统的双稳态现象、振幅跳跃行为和非同步振动等非线性响应机理,给出转子在共振临界转速区间运行失稳的临界飞行参数。（2）针对含中介轴承损伤故障的双转子系统,研究机动飞行条件下转子系统的冲击振动特性。分析系统参数（包含转子参数与飞行参数）对双转子冲击振动响应的影响规律。通过仿真与实验的手段,给出高低压转子转速比对转子冲击振动响应频率调制作用的一般规律。发现在机动负载环境下,转子冲击振动响应会产生幅值调增现象,振动响应的Hilbert包络谱中的边频幅值也会大幅增加。机动负载环境下转子冲击振动响应的故障信号特征放大现象可用于轴承损伤故障检测。（3）在第（2）部分的研究过程中,发现当双转子转速比达到某些特殊值时,中介轴承损伤故障-双转子系统响应会表现出阵发性冲击振动现象。对比分析双转子系统阵发性冲击振动和一般性冲击振动的差异。给出阵发性冲击的动力学现象、物理机理和发生条件。推导出与转速比有关的解析公式,此公式可有效预测双转子系统阵发性冲击振动的条件。最后,利用双转子实验台的振动信号验证中介轴承损伤故障引发的阵发性冲击振动现象和发生条件。（4）研究飞机机动飞行引起的双转子系统碰摩运动,分析转子系统碰摩后的弯扭耦合振动瞬态时频特征。发现转子不平衡力矩和碰摩引起的摩擦力矩是转子系统产生弯扭耦合运动的诱发因素。分析碰摩刚度、摩擦系数和转子转动速度对碰摩双转子系统弯扭耦合振动的影响。揭示瞬态碰摩后转子系统弯扭耦合振动规律,给出弯曲振动和扭转振动时频特征的区别与联系。（5）考虑转子系统的碰摩和不对中-碰摩耦合故障,搭建机动飞行条件下的耦合碰摩故障转子实验台,研究机动飞行环境下两种碰摩故障转子系统的升速和固定转速下的非线性非稳态振动响应,分析机动飞行条件下碰摩故障转子系统和耦合碰摩故障转子系统振动的内在联系和区别。研究结果可为机动飞行环境下转子碰摩故障诊断提供理论指导。本文的研究成果对机动飞行环境下转子系统的非线性动力学行为和瞬态故障特征认识具有理论指导意义。