Приводятся результаты исследования по созданию математической модели управляемого полета вертолета по вертикальной траектории. Для оптимизации движения использован прямой приближенный метод. Оптимизирующий функционал состоит из двух основных частей: первая часть пропорциональна времени движения, вторая содержит штрафы за нарушение ограничений на траектории. Приведены примеры расчетов, результаты численных исследований, получены параметры оптимальных программных опорных траекторий для выбранного типа вертолетов.