在面向海面战场的飞行器突防任务中,由于敌方航母舰队集群拥有远距离、高精度的预警探测系统,因此己方执行突防打击任务的飞行器会受到较大的威胁。在己方飞行器的巡航阶段,所受到的主要威胁为敌方航母舰载预警机探测的导引下敌方舰队的反导打击。同时由于预警机难以被侦察卫星实时监测,而单个飞行器在无法获取预警机精确位置的情况下很难独立完成突防打击任务,因此研究多飞行器协同突防算法具有很强的必要性。为提高飞行器集群综合突防能力,本文主要研究多飞行器多波次打击方法,首先利用较早波次的飞行器进行协同探测以获取较为准确的预警机巡逻区域,之后根据所得到的预警机巡逻探测区域对后续波次的飞行器进行航迹规划,完成突防任务。由于巡航阶段飞行器的探测主要来自无源被动雷达装置,因此为保证飞行器对与经济雷达的连续探测,需针对飞行器与预警机之间的相对探测问题进行分析优化,同时,考虑到预警机位置信息误差,需综合考虑飞行器的机动能力以及以及预警机探测区域进行协同航迹优化设计。综上所述,本文对以下几个方面进行了深入研究:首先,给出了多飞行器同时协同探测优化问题和多飞行器协同航迹规划问题的描述。对于多飞行器同时协同优化探测问题,定义了飞行器无控终端位置和机动范围可达集;分析并描述了预警机预测到达区域及其概率密度分布函数,进而给出了多飞行器对预警机的协同探测概率;对于多飞行器协同航迹规划问题,给出了飞行器的动力学模型、预警机雷达探测模型描述了多飞行器协同规划的优化问题描述。其次,基于多智能体区域分割理论,研究了基于区域分割的多智能体协同优化方法,进一步给出了面向预警机探测的多飞行器同时协同探测优化设计方法,根据飞行器的初始状态对其零控终端位置进行优化设计,并对探测任务的需用飞行器数量进行了分析;设计了多飞行器同时协同制导律并进行了仿真分析。最后,给出了基于RRT*算法与人工势场法的航迹规划方法,并针对预警机探测区域信息具有误差的任务场景,提出了一种多飞行器协同优化设计方法;设计了基于高斯伪谱法的多飞行器协同制导律设计方法,并对多飞行器航迹和优化构型进行了仿真分析。