飛彈質心在空間的的運動軌跡稱為彈道。這條軌跡稱為基準彈道，並根據此基準彈道可進一步確定飛彈的主要性能指標。
基本介紹
- 中文名：飛彈彈道
- 外文名：missile trajectory
- 含義：飛彈質心運動的軌跡
- 作用：發射飛彈
概論,分類,按飛行過程分類,按坐標系分類,按制導方法分類,按力學特徵和用途分類,研究方法,最佳化設計,
概論
研究和掌握飛彈運動規律是從事飛行工作者的一項十分重要的任務。
在飛彈設計過程中，只有經過彈道分析掌握飛彈運動規律，才能正確的選擇結構參數、選擇飛行彈道和進行彈道計算、評定飛彈的基本性能參數、並為飛彈飛行試驗提供需要的理論彈道參數數據；在飛彈實際完成後的飛行試驗過程中，只有套用彈道理論分析實驗數據，研究彈道參數變化規律，才能正確的評定飛行實驗結果，確定各分系統的性能指標的優劣，為飛彈定型提供可靠地依據；在飛彈交付作戰部隊使用過程中，也只有掌握了飛彈彈道理論和飛彈的飛行規律，才能正確地制定精度高、使用方便的諸元計算方案。判斷和排除使用中出現的技術故障，確保飛彈準確地瞄準和命中目標，才能根據定型後的狀態參數進行射程和精度挖掘，充分發揮武器系統效能，提高戰鬥力，才能根據定型後狀態參數進行決策和制定作戰方案提供理論依據，才能正確的確定發射陣地控制區和火力控制範圍，進行落點預報和建立飛彈彈道走廊安全區。因此在飛彈的初步設計階段就必須進行彈道設計，研究和初步確定彈道特性。
飛彈的彈道因飛彈類型、制導方法和動力裝置的不同而異。對於某一確定的飛彈，其彈道還決定於運動的初始條件、受力情況和所選取的坐標系。
分類
按飛行過程分類
彈道按飛行過程中有無推力分為主動段和被動段兩段。
1、主動段是有推力作用的，是從飛彈離開發射台到頭體分離為止的一段彈道。在這段彈道上，
由於發動機和控制系統一直工作，因而稱之為主動段。在該段的飛行特點是：作用在彈上的力和力矩有地球引力、氣動力、發動機推力、控制力以及它們相對飛彈質心所產生的相應力矩。推力主要用來克服地球引力和空氣阻力並使飛彈作加速運動；而控制力則主要產生控制力矩，以便在控制系統作用下使飛彈按給定的飛行程式飛行，確保飛彈按預定的彈道穩定的飛向目標。通常，飛彈在主動段的飛行時間不長，一般約在幾十至幾百秒的範圍內。地空飛彈彈道的大部分甚至全部是主動段。
2、被動段的推力為零，從頭體分離到彈頭落地的一段彈道稱為被動彈道。在無控制的情況下，彈頭依靠在主動段終點所獲得的能量作慣性飛行。雖然在此段不對彈頭進行控制，但作用在它上的力量可以相當精確地計量的，因而基本上可較準確地掌握彈頭的運動，以確保其在一定的射擊精度要求下命中目標。若在彈頭上安裝控制系統，即設有末制導時，則飛彈的射擊精度可大大提高。在被動段，根據彈頭在運動中所受的氣動力大小又可分為不計大氣影響的自由飛行段和計大氣影響的再入段兩部分：
（1）自由段：由於主動段終點高度較高，而大氣密度又隨著高度的增加而迅速降低，因而可認為在自由段上彈頭是在相當稀薄的大氣中飛行。這時作用在彈頭上的空氣動力遠遠小於其他作用力（地球引力和地球慣性力等），這樣空氣動力完全可以略去，即認為彈頭是在真空中飛行，故自由段也稱真空段。
（2）再入段：再入段就是指彈頭重新進入稠密大氣層的一段彈道。當彈頭高速進入大氣層時，由於大氣對彈頭的作用不僅使彈頭承受強烈的氣動加熱，出現高溫，也將使彈頭受到巨大的氣動阻力，從而使其速度迅速減小。
按坐標系分類
彈道按選取的坐標系不同分為絕對彈道和相對彈道。
1、絕對彈道是在慣性坐標系中描述的。慣性坐標系是固定不動的或在空間只有平行移動而無加速度運動的坐標系。對於射程不大的飛彈，如地空飛彈、岸艦飛彈、 近程的地地飛彈等，可以把固連在地球上的坐標系近似地當作慣性坐標系來研究彈道。
2、相對彈道是在動坐標系中描述的，如空空飛彈相對於目標的彈道（見飛彈導引彈道）。
按制導方法分類
按彈道制導方法的不同分為自主彈道和導引彈道兩種。
2、導引彈道不是預先確定的，而是根據目標運動特性以某種方法導引飛彈飛經的路線。空空飛彈、地空飛彈、空地飛彈的彈道以及巡航飛彈的末段彈道等都是導引彈道。兼有自主段和導引段的彈道叫複合彈道，如巡航飛彈的彈道前段是自主段，臨近目標時是導引段。
按力學特徵和用途分類
彈道按力學特徵和用途，又可分為彈道式彈道、滑翔彈道、巡航彈道等。戰略飛彈、遠程火箭、航空火箭彈的彈道多是彈道式彈道。滑翔彈道是配有不大的空氣動力面的彈道飛彈在再入段（或降弧段）內利用空氣動力所飛經的路線，有增大射程和迷惑敵人的作用。巡航彈道往往是巡航飛彈巡航飛行（通常是有動力的、定高的飛行）的軌跡，目的是快速地、隱蔽地接近目標。
研究方法
以經典的力學定律為基礎。飛彈的運動有兩個特點：運動過程中有控制作用和質量隨時間快速變化。在飛彈質量變化不大的飛行過程中，可以把它看作常質量的物體，用經典的力學定律來研究彈道。當質量快速變化時，須用變質量力學原理來研究彈道（見火箭運動方程）。對飛彈的控制作用能使彈體產生繞質心的轉動，從而引起飛彈受力情況的變化。這表明飛彈質心的平行移動和繞質心的轉動是緊密地聯繫在一起的。只是在採用了一些簡化假設的情況下，才可以單獨地研究飛彈質心運動方程組，求出彈道（見大氣層飛行動力學）。
最佳化設計
彈道飛彈彈道最佳化設計是彈道飛彈設計的重要課題之一。
彈道飛彈彈道最佳化研究的目的是提高飛彈的飛行性能，達到精確有效地打擊目標。彈道飛彈彈道最佳化的研究是根據給定的要求，建立飛彈的運動方程，並選擇主要設計參數，構造性能泛函，運用現代控制理論及數學原理求解最優參數，形成飛行程式和相應的彈道。
彈道最佳化的研究方法主要有間接法和直接法兩種。間接法主要運用龐特里亞金極大值原理和經典變分法中的拉格朗日乘子法求出最優控制問題的必要條件， 然後用其它數值方法求解獲得最優變數。直接法是將最優控制問題轉化為參數最最佳化問題，然後套用參數最最佳化方法求解最優變數。因為彈道最佳化問題本身的復 雜性，用間接法得到的必要條件通常是多點邊值問題求解特別複雜，所以在彈道最佳化問題中更廣泛套用的是直接法。
