刘哲,陆浩然,郑伟,*,闻国光,王奕迪,周祥

1. 国防科技大学 空天科学学院,长沙 410073

2. 北京宇航系统工程研究所,北京 100076

3. 北京交通大学 理学院,北京 100093

高超声速滑翔飞行器是一种在临近空间飞行,最大速度可达马赫数20以上的升力式飞行器,具有速度快、侧向运动能力强、精度高、强突防的特点。然而随着反导武器防御系统的不断完善和发展,单个飞行器的生存能力下降,传统的多弹同时饱和攻击方式突防能力有限。因此,高超声速飞行器集群中的个体可通过精确协同控制再入总时间及终端状态的方式,多角度、多批次抵近目标,从而实现“探测-打击-评估”一体化协同再入,有效提升集群的综合效能。

相关学者从2005年起开始对多弹协同算法的研究。文献[1]最早设计了固定总时间约束下的单弹最优制导律(ITCG),实现了多弹同时到达目标点；文献[2-3]分别提出了“领弹-从弹”及双层协同架构,后续的多弹协同末制导方法多基于这两种架构,协同方式主要集中在时间协同。近年来,文献[4]首先论证了高超声速飞行器与常规导弹协同的可行性,而后对于高超集群协同轨迹规划与制导的研究逐渐兴起。

相比于多弹、多无人机协同,滑翔飞行器集群为欠驱动系统,控制能力有限,再入环境复杂,多弹协同方法无法直接应用,因此多采用“标准轨迹法[5]”“预测校正法[6-9]”或优化方法实现多滑翔飞行器时间协同。文献[5-6]通过调节航向角误差走廊宽度的方式改变侧向运动幅度,间接控制再入总时间；……