由于试验设备和操作人员的原因，涡轴发动机在高空模拟试验时不可避免地会出现环境模拟小偏差，由于涡轴发动机特殊的结构和工作特性使得传统的相似换算公式不再适用，故需要研究高空模拟小偏差下涡轴发动机的性能修正方法。首先，采用变比热法建立了某型涡轴发动机部件级非线性数学模型，并利用试车数据对模型进行了修正，结果表明，修正后涡轴发动机数学模型在地面状态下主要参数仿真误差小于1%，证明所建模型的有效性。其次，借助于涡轴发动机部件级仿真模型研究了进气总压、进气总温以及出口背压等环境参数模拟小偏差对涡轴发动机性能的影响，包括单个参数小偏差、两个参数组合偏差以及三个参数组合偏差对发动机性能参数的影响，仿真结果表明，在保持燃气涡轮转速不变的前提下，发动机主要性能参数的变化量与小偏差的变化量呈良好的线性变化规律，且发动机性能参数的变化量与小偏差的变化量满足线性叠加原理。最后，在分析环境模拟小偏差对涡轴发动机性能参数影响机理的基础上，提出了以环境偏差量为自变量、发动机性能参数变化量为因变量的线性矩阵修正方法。即：根据发动机不同的工作状态，确定一组性能修正矩阵，在此基础上，由实际的环境模拟偏差直接估算性能参数的变化量。经大量的仿真验证以及试验数据对比，以试车核心机换算转速为依据所求取涡轴发动机性能修正矩阵具有较高的性能修正精度。本文所提出的涡轴发动机环境模拟小偏差性能修正方法已在国内涡轴发动机高空模拟试验中得到成功应用。