舰载机拦阻着舰滑跑过程的受力状况非常复杂，不仅受到空气动力，摩擦力及发动机推力作用，还受到拦阻装置提供的拦阻力作用。舰载机能否满足纵向过载，拦停距离等限定指标要求并安全着舰主要取决于拦阻装置输出载荷的设计。因此，拦阻力的分析设计是舰载机拦阻着舰滑跑过程动力学分析的关键。本文综合考虑空气动力，摩擦力和发动机推力作用，按照由简入深的原则，从直线运动假设到平面运动假设，再到空间运动假设，逐步建立以拦阻索线弹性变化范围内的张力为拦阻力的舰载机偏心拦阻滑跑过程的单自由度、两自由度和四自由度非线性动力学数学模型。从最优控制理论出发，将舰载机偏心拦阻系统动态微分方程转换成以飞机拦阻滑跑过程尽可能保持恒加速运动为主要性能指标的多目标最优控制问题。以拦阻索释放速度为控制输入，采用高斯伪谱法寻求不同工况下系统的最优轨迹，分析研究系统参数变化对系统动响应的影响、系统纠偏性能以及大下沉速度下系统的动响应特性，为舰载机拦阻着舰动力学分析，拦阻装置的设计，起落架缓冲性能的改进设计和全自动着舰控制系统设计提供有益的参考。仿真结果表明：与能量分析法相比，本文采用的基于数学模型的最优控制方法获得的拦阻力设计及轨迹优化结果更有利于保障人机安全并提高飞机机体结构和拦阻装置使用寿命。