Дисертацію присвячено побудові нових математичних моделей перспективних космічних рушійних систем (РС) великої тяги РС на основі ядерних (ЯРД) та перспективних рідинних ракетних двигунів (РРД), аналізу оптимального керування у порівнянні з законами, відомими раніше. Побудовано нову математичну модель оптимально керованого РРД з незалежною подачею компонентів паливної суміші. Проведено інваріантне, відносно крайових умов та функціоналу задачі Майєра, звуження множини допустимих керувань. Розроблено алгоритми апроксимації основних характеристик РС, ЯРД, якою, на відміну від моделей регульованих ЯРД, відомих раніше у механіці польоту, враховано обмеження на швидкість зміни температури робочого тіла на вході в сопло, тяга на ділянці розхолоджування реактора. Доведено теорему про інваріантні, відносно крайових умов і функціонала задачі Майєра, властивості оптимального керування. Побудовані математичні моделі використано для розв'язання ряду модельних задач механіки польоту, на прикладі яких досліджено ефективність отриманих законів керування.