高超声速滑翔式飞行器结合了飞航导弹和弹道导弹的技术优点,其高升阻比气动外形使它在滑翔飞行段具备大范围机动能力。在不断发展的防御武器威胁下,需要开展高超声速滑翔式飞行器机动突防相关研究。再入滑翔阶段是面临防御武器威胁的主要阶段,也是区别于弹道式武器突防的主要阶段。本文主要从高超声速滑翔式飞行器在再入滑翔段面向突防的轨迹规划、制导方法以及机动突防方法三个方面开展研究。主要研究内容和研究结果如下:1.研究了高超声速滑翔式飞行器再入轨迹规划方法。针对飞行器抵达目标位置的轨迹优化问题,在传统伪谱法基础上提出了结合多样性初值策略的伪谱法,该方法增大了获得可行解的概率,从多个可行解择优作为优化结果;考虑伪谱法求解过程存在结果不收敛、不可行的可能,研究了结合控制向量参数化方法和目标轨迹设计方法的目标轨迹优化方法,避免了无法抵达目标位置的飞行器轨迹的计算消耗。针对飞行器抵达目标位置的轨迹设计问题,提出了应用控制量解耦变换和滑模控制方法的快速轨迹设计方法;研究了结合李导数运算和序列二次规划方法,考虑攻角、倾侧角变化率约束的轨迹设计方法。2.研究了飞行器基于再入标准轨迹的跟踪制导方法。针对标准轨迹位置跟踪的制导问题,提出了基于完整再入运动模型和航路点,应用控制量解耦和滑模控制方法的标准轨迹跟踪制导方法。针对标准轨迹的全状态跟踪的制导问题,提出了应用伪线性化方法和序列二次规划方法的标准轨迹全状态变量跟踪制导方法。针对抵达时间调整问题,提出了应用李导数运算和序列二次规划方法的高超声速滑翔式飞行器抵达时间调整方法,为后续多飞行器协同突防奠定了基础。3.研究了高超声速滑翔式飞行器机动突防方法。研究了应用伪谱法的防御区能否规避的判断方法,并针对防御区能否规避提出了相应的突防策略。针对无法规避防御区的机动突防问题,考虑通用PPN制导拦截模型,应用李导数运算和优化方法,研究了通用模型下的机动突防方法,并进一步应用于高超声速滑翔式飞行器机动突防。4.高超声速滑翔式飞行器机动突防三维仿真。基于三维可视化仿真平台,考虑防御区的不同情况,应用轨迹规划方法、制导方法、机动突防方法,分别对高超声速滑翔式飞行器的可规避防御区的大范围机动绕飞突防、不可规避防御区机动突防以及多飞行器协同突防进行了三维可视化仿真。对携带脉冲推进发动机的高超声速滑翔式飞行器对不可规避防御区的机动突防进行了分析和三维可视化仿真。