Для модели трансзвукового пассажирского самолета с передним горизонтальным оперением и стреловидным крылом рассматриваются результаты экспериментального исследования нестационарных аэродинамических характеристик при вынужденных колебаниях по тангажу с различными частотами и амплитудами. По результатам колебаний с малой амплитудой получены зависимости динамических производных от угла атаки и частоты. Для полной модели существует диапазон углов атаки, в котором наблюдается антидемпфирование, величина которого зависит от частоты колебаний. При колебаниях с большими амплитудами исследовались динамические петли гистерезиса полных аэродинамических характеристик. Традиционная линейная математическая модель нестационарных аэродинамических характеристик на основе концепции аэродинамических производных не позволяет описать зависимость демпфирования модели от частоты колебаний, а также наблюдаемые динамические эффекты для коэффициента момента тангажа при колебаниях с большой амплитудой. В статье предлагается нелинейная феноменологическая математическая модель для коэффициента момента тангажа, которая позволяет описать все наблюдаемые в эксперименте динамические особенности. В предложенной математической модели использовано дополнительное обыкновенное дифференциальное уравнение для описания эффектов запаздывания развития отрыва потока на переднем горизонтальном оперении.