В процессе разработки программного обеспечения систем интегрированной авионики вертолетов необходимо учесть изменения значений характеристик качества программного обеспечения, возникающие из-за наличия большого количества нелинейных причинно-следственных связей, существующих между моделируемыми характеристиками, а также влияния на них параметров окружающей среды. На основе авиационных стандартов определены основные показатели качества программного обеспечения, а также внешние факторы, оказывающие влияние на моделируемые характеристики. Разработан граф причинно-следственных связей, характеризующий сложную систему причинно-следственных взаимоотношений между характеристиками программного обеспечения. На основе статистических данных, а также экспертного опроса специалистов определены зависимости между моделируемыми характеристиками и внешними факторами. Предложен комплекс математических моделей и алгоритмов, позволяющих прогнозировать характеристики программного обеспечения, при проектировании систем интегрированной авионики вертолетов за счет использования системно-динамического подхода и теории причинно-следственных комплексов. Рассмотрен пример практического использования разработанного математического обеспечения для вертолета МИ-171. Построена система дифференциальных уравнений по основным показателям качества и влияющим на них факторам на основе имеющейся статистики и оценок экспертов для вертолета МИ-171. Построены графики моделируемых характеристик качества программного обеспечения, а также получены сравнительные данные среднего квадратичного отклонения показателей качества программного обеспечения.