MIL-HDBK-1211 Missile Flight Simulation Part One Surface-To-Air MissilesSurface-to-air missile systems are developed to meet specified operational requirements. In a broad sense these requirements include the size of the defended area and lethality. In addition, the conditions under which the missile system is to operate are specified to include the environment and characteristics of the threat \(target\).

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MIL-HDBK-1211(MI)

2-2.5 .1.2 Boost Sustain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-21

2-2.5.1.3 Specific Impulse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-21

2-2.5.1.4 Temperature Effects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-22

2-2.5.2 Tube Launch Ejection. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-22

2-2.5.3 Propulsion Design and Operational Implications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-22

2-2.6 AIRFRAME . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-23

2-2.6.1 Typical Configurations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-23

2-2.6.2 Static Stability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-23

2-3 GUIDANCE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-24

2-3.1 GUIDANCE IMPLEMENTATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-25

2-3.1.1 Ground Guidance and Tracking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-25

2-3.1.1.1 Command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-25

2-3.1.1.2 Track via Missile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-25

2-3.1.1.3 Command to Line of Sight . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-27

2-3.1.1.4 Target Illuminators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-27

2-3.1.2 (Inboard Guidance and Tracking. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-27

2-3.1.2.1 Active . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-27

2-3.1.2.2 Semiactive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-27

2-3.1.2.3 Passive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-27

2-3.2 GUIDANCE LAWS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-27

2-3.2.1 Intercept Point Prediction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-28

2-3.2.2 Pursuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-28

2-3.2.3 Beam Rider . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-28

2-3.2.4 Proportional Navigation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-28

2-3.2.5 Optimal Guidance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-30

2-4 LAUNCHER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-31

2-4.1 SOURCE OF INITIAL CONDITIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-31

2-4.2 LAUNCHER POINTING DIRECTION. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-31

REFERENCES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-31

BIBLIOGRAPHY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-31

CHAPTER 3

MISSILE SIMULATION OVERVIEW

3-0 LIST OF SYMBOLS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-1

3-1 INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-1

3-2 MISSILE SIMULATION OBJECTIVES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-2

3-2.1 MISSILE SIMULATION PERSPECTIVE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-2

3-2.1.1 Establishing Requirements l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . `3-2

3-2.1.2 Designing and Optimizing Missiles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-3

3-2.1.3 Assessing Missile Performance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-3

3-2.1.4 Training . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-4

3-2.2 OBJECTIVES OF SIMULATIONS ADDRESSED IN THIS HANDBOOK. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-4

3-3 ESSENTIALS OF MISSILE SIMULATIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-4

3-3.1 SIMULATING MISSILE GUIDANCE AND CONTROL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-4

3-3.1.1 Guidance . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-5

3-3.1.2 Autopilot and Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-5

3-3.2 SIMULATING MISSILE AND TARGET MOTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-5

3-3.2.1 Gravitational Force . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-5

3-3.2.2 Propulsive Force . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-6

3-3.2.3 Aerodynamic Force . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-6

3-3.2.4 Airframe Response . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-7

3-3.3 ROLE OF COORDINATE SYSTEMS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-8

3-3.4 COMPUTATIONAL CYCLE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-10

3-4 LEVEL OF SIMULATION DETAIL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-12

3-4.1 MODELING TO MATCH SIMULATION OBJECTIVES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .