复合式共轴高速直升机以其飞行速度快、机动性好等优点在军事和民用领域拥有广阔的应用前景。同时,由于其操纵机构复杂、通道耦合严重,目前高速直升机仍然有许多研究难点亟待解决。本文将从共轴高速直升机的飞行保护安全控制方面着手,研究其飞行安全边界范围和边界保护控制策略,为今后提升高速直升机飞行可靠性和工程实现提供理论基础。首先,介绍了复合式共轴高速直升机的结构和操纵特点,采用分模块化、机理建模的方法对本文研究对象建立了全量非线性数学模型,并对数学模型进行配平分析,在此基础上利用小扰动线性化的方法对非线性数学模型进行线性化。其次,针对复合式共轴高速直升机的飞行特点,本文依次选取了低速段、高速段和过渡段三种典型模态进行控制器设计,基于工程实现考虑,采用经典控制方法设计每个模态的内外环控制律。仿真实验表明本控制器能够精确跟踪任务指令,控制效果良好。再次,针对复合式共轴高速直升机安全边界生成问题,本文利用理论分析和工程经验相结合的方式确定不同飞行状态下需要保护的关键飞行参数,通过功率平衡限制和水平集求解后向可达集的方法生成高速直升机飞行参数安全范围。考虑到研究对象过渡阶段的操纵冗余,对过渡段平衡点进行配平分析,建立过渡段安全评估函数,从而确定过渡段安全边界。最后,基于已设计的飞行控制律和确定的安全飞行范围,本文提出了控制量优化和指令优化相结合,内环保护优先级高于外环的安全保护策略。针对角速率等快变状态量采用基于神经网络自适应动态逆的控制量优化保护方法,速度、姿态角等慢变状态量采用基于神经网络自适应动态配平的指令优化保护方法。仿真实验表明,两种方法均能实现应有的保护功能,验证了方法的可行性和有效性。