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)

7-3.2.3 Three Degrees of Freedom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-10

7-3.2.3.1 Aerodynamic Force . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-10

7-3.2.3.1.1 Instantaneous Response . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-10

7-3.2.3.1.2 Second-Order Response . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-13

7-3.2.3.2 Propulsive Force . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . 7-13

7-3.2.3.3 Gravitational Force . . . . ....... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-13

7-4 TARGET MOTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... . 7-14

7-4.1 STRAIGHT, CONSTANT-SPEED FLIGHT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-14

7-4.2 MANEUVERING FLIGHT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-14

7-4.2.1 Load Factor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-15

7-4.2.2 Horizontal Turns. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-15

7-4.2.3 Weaves in Horizontal Plane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-16

7-4.2.3.1 Cosine Weave . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-16

7-4.2.3.2 Circular-Arc Weave . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-16

7-4.2.4 Roll Attitude . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 7-17

7-5 RELATIVE MISSILE-TARGET GEOMETRY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . 7-17

7-5.1 RELATIVE POSITION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-17

7-5.2 RELATIVE ATTITUDE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-17

7-5.3 MISS DISTANCE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . 7-18

REFERENCES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-21

BIBLIOGRAPHY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 7-21

CHAPTER 8

GUIDANCE AND CONTROL MODELING

8-0 LIST OF SYMBOLS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 8-1

8-1 INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 8-2

8-2 GUIDANCE MODELING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ............ .. 8-3

8-2.1 SEEKER MODELING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..... 8-3

8-2.1.1 Perfect Seeker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......... ... 8-3

8-2.1.2 Accurate Tracking With Time Lag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . 8-5

8-2.1.3 Intermediate-Fidelity Seeker Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-6

8-2.2 GUIDANCE PROCESSOR MODELING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 8-8

8-2.2.1 Perfect Guidance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-8

8-2.2.2 Practical proportional Navigation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-9

8-2.2.2.1 Missiles With RF Seekers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-9

8-22.2.2 Missiles With IR Seekers . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-10

8-2.3 AUTOPILOT MODELING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 8-11

8-2.3.1 Six Degrees of Freedom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-11

8-2.3.2 Five Degrees of Freedom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . 8-13

8-2.3.3 Three Degrees of Freedom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-13

8-2.4 GROUND-BASED GUIDANCE MODELDING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 8-13

8-2.4.1 Semiactive Homing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .... 8-14

8-2.4.2 Command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..... 8-14

8-2.4.3 Beam Rider and Command to Line of Sight . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-14

8-2.4.4 Track Via Missile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . .. . . . . . . . . . . . 8-16

8-3 CONTROL SYSTEM MODELING . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-17

8-4 HARDWARE SUBSTITUTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .... 8-18

8-4.1 DESCRIPTION OF MISSILE HARDWARE SUBSTITUTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-18

8-4.1.1 Substituting Missile Hardware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-18

8-4.1.1.1 Missile-Seeker-in-the-Loop Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-19

8-4.1.1.2 Missile-Seeker-Electronics-in-the-Loop Simulation . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-19

8-4.1.2 Positioning Missile Hardware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-20

8-4.1.3 Closing the Loop With Missile Hardware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-20

8-4.2 SEEKER HARDWARE SUBSTITUTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . 8-23

8-4.3 AUTOPILOT HARDWARE SUBSTITUTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-23

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