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因为制空权对战争的胜负起着决定性的作用，世界各国都在大力开展空空导弹的研究工作。超视距作战将成为制空权争夺的关键技术，为此各国都在争相研制射程更远和精度更高的空空导弹。由于新型号导弹的研制会遇到诸多困难与约束，本文以“流星”空空导弹为研究对象，提出了一种在现有导弹的基础上采用高抛弹道来实现增大射程的方法，并分析了空空导弹高抛弹道的增程机理。将F16战斗机作为假想目标，以不可逃逸攻击距离为指标，采用ADC作战效能分析模型对常规弹道与高抛弹道的使用效果进行了比较研究。 本文建立了包含动力的空空导弹常规弹道与高抛弹道模型。对高抛弹道可增加射程的原理进行了研究与分析，对高抛弹道优化的最优控制问题给出了数学描述，并采取高斯伪谱优化方法进行了针对空空导弹高抛弹道的研究与优化设计，且验证了其最优性。对常规弹道与优化后的高抛弹道的射程进行了比较，所得结果证实了高抛弹道具有增加射程的作用，并分析了高抛弹道的增程特性。建立了F16战斗机的五种典型机动模型，并建立了其易损性模型。结合“流星”空空导弹的特点，分析了其战斗部、引信以及引战配合的特性，并建立了其杀伤概率模型。在空空导弹杀伤概率模型和敌机易损性模型的基础上，对“流星”空空导弹杀伤F16战斗机的作战效能模型开展了研究。以常规弹道模型、优化后的高抛弹道模型以及作战效能模型为基础，分别建立了常规弹道作战效能模型与高抛弹道作战效能模型。采用蒙特卡洛法进行打靶仿真，所得结果证实了高抛弹道具有提高空空导弹作战效能的作用。