Рассмотрена одна из проблем начального проектирования малоразмерных газотурбинных двигателей со свободной турбиной (МГТД СТ) для многоцелевых вертолетов - методы формирования математических моделей критериев оценки эффективности МГТД СТ. Показаны недостатки существующих методов формирования математических моделей. С помощью аппроксимации методом наименьших квадратов исходных данных, полученных при выполнении вычислительного эксперимента, получены регрессионные модели основных критериев оценки эффективности многоцелевых вертолетов, выполняющих пассажирские и транспортные работы. Эти модели показали свою эффективность при оптимизации параметров МГТД СТ в системе вертолета и при определении границ локальных областей рациональных значений параметров рабочего процесса. Ключевые слова: малоразмерные двигатели, вертолет, аппроксимация, регрессионная модель, расчетный эксперимент, критерии оценки эффективности, экстремум.