针对基于天基平台的临近空间飞行器,本文进行无动力滑翔再入轨迹规划设计,并开展了部分飞行性能计算,为概念设计阶段提供了有效的参考数据。本文参考军用飞机设计手册中相关性能计算经验公式和工程算法,编写了一个飞行器飞行性能计算辅助工具。在再入轨迹规划设计方面,本文首先建立了复杂环境下飞行器再入动力学方程和运动学方程;其次比较了不同初始条件下滑翔再入的轨迹以及性能指标,通过对结果分析确定了初始再入条件,同时也确定了在规划设计中待优化的参数为飞行攻角;接着分析了传统的优化方法,发现传统的单一目标优化轨迹会以其他性能的大幅度折损来换取目标函数的最优化。本文采用航空返回工程中通常采用的标称攻角的设计思想,将滑翔再入轨迹分成三段单独设计,在初始俯冲阶段控制热流率的影响,在第二段采用基于模拟退火算法的粒子群算法分别以三种目标函数优化攻角,在第三段采用最大升阻比进行滑翔再入。最后,将传统单一目标函数优化的结果同本文所采用的方法规划得到的结果进行对比分析。仿真结果表明,采用将再入轨迹分段设计的方法,会在不同目标函数之间取得一个较为均衡的值,有效避免了传统单一目标设计中以一种或几种性能的损耗来换取目标性能最优的缺点。