Проводится концептуальный анализ условий и аварийных ситуаций, возникающих в процессе эксплуатации воздушных судов (ВС) и показано, что основной их причиной является человеческий фактор, а одним из актуальных направлений их снижения является применение авиационных тренажеров (АТ) для подготовки экипажей воздушных судов (ЭВС). Предлагается проведение модернизации устаревшего парка процедурных, тактических и комплексных АТ исходя из возможности обеспечения ими решения ЭВС частных учебных задач (УЗ) и обоснованный переход к синтезу авиационных многофункциональных тренажеров (АТМ). Особенностью АТМ является решение стоящего перед ЭВС расширяющегося множества УЗ, решаемых одновременно и/или параллельно различным составом экипажа. Приводится физическая и математическая постановка решения поставленной задачи синтеза структурно-функционального облика АТМ на основе оптимального распределения ресурса средств аппаратного и программного обеспечения (АПО) как функция расширяющейся номенклатуры УЗ. Показано, что основу решения оптимизационных задач распределения ресурса АПО составляет формализованное представление АТМ в виде многоцелевой иерархической системы и разработка математической модели оптимального распределения ресурса аппаратных и программных средств, обеспечивающей решение определенного количества, типа и структурной сложности УЗ. Предлагается стратегия построения АТМ, которая в условиях неопределенности решаемых УЗ основывается на принципе открытой архитектуры распределением модулей АПО для решения различного приоритета задач. Введение целочисленной функции управления АТМ позволило формализовать процесс распределения разнородного ресурса АПО, обеспечивая тем самым возможность перехода ЭВС к последовательному решению УЗ. Это обеспечило представление каждого варианта облика АТМ в виде вектора показателей качества (эффективности), ресурса и стратегий управления. В предположении определенности частных показателей качества АТМ определена область определенности как функция оптимального ресурса средств АПО. Для решения приведенных оптимизационных задач предложена технологическая схема исследований, обеспечивающая алгоритмическую реализацию процесса синтеза (модернизации устаревших АТ) облика АТМ.