Güdüm kontrol alanında, yüksek manevra kabiliyetine sahip, kaçınma manevraları yapabilen hava hedeflerinin bir hava-hava füzesiyle uzun menzilden vurulması zorlu bir problemdir. Hava-hava füzeleri için vuruş hassasiyeti önemli bir gerekliliktir. Uzun mesafelerde uçuş süresi ve vuruş enerjisi (hız) de dikkate alınmalıdır. Böyle bir füzenin yukarıda belirtilen gerekliliklerinin karşılanması için güdüm komutlarının oluşturulmasına yönelik uygun güdüm yöntemlerine ihtiyaç duyulmaktadır. Bu tezde, "görüş ötesi menzilli" hava-hava füzeleri için, optimal bir ara faz aşaması ve standart oransal seyir güdümü ile bir terminal aşamasından oluşan yeni bir hibrit güdüm kuralı önerilmektedir. Önerilen güdüm kuralının ara fazı, bir optimal kontrol problemi olarak ortaya konmuş ve çözülmüştür. Optimal ara faz aşamasında, doğrusal olmayan programlama yolu ve doğrudan sıralamayla uçuş süresi en aza indirilmiştir. Ara fazdan terminal güdüm aşamasına geçiş, önceden belirlenmiş bir yarıçapa sahip olan hedefin etrafındaki bir küreye girmek olarak tanımlanabilir. Ara faz aşamasının optimizasyon süreci aynı zamanda terminal güdüm aşamasına geçişi de dikkate almaktadır. Optimal görüş hattı açısıyla söz konusu küreye optimal giriş noktası sağlamaktadır. Bu noktadan giriş, füzenin geçiş anındaki manevra ve ivme taleplerinin en aza indirilmesi, dolayısıyla sürenin kısaltılması ve terminal aşamasında hedefi vurma olasılığının artması anlamına gelmektedir. Ayrıca önerilen güdüm kuralı, kanatçık sapmaları ve hücum açısı gibi fiziksel parametrelerin sınırlarını da dikkate almakta ve bunları problemdeki yörünge kısıtları olarak formüle ederek sınırlar içinde tutmaktadır. Tasarlanan güdüm kuralının performansı, farklı angajman senaryolarının çeşitli simülasyonları aracılığıyla değerlendirilirmiştir.

In the guidance and control area, the pursuit of a highly maneuverable evasive airborne target by an air-to-air missile through a long range is a challenging problem. For the air-to-air missiles, precision is an important requirement. The impact time and velocity should also be taken into consideration in the case of long ranges. In this thesis, a hybrid guidance law consisting of an optimal midcourse phase and a terminal phase with standard Proportional Navigation Guidance (PNG) is proposed for a beyond-visual-range air-to-air missile. The midcourse phase of the proposed guidance law is posed and solved as an optimal control problem. In the optimal midcourse phase, the impact time is minimized through nonlinear programming via the direct collocation method. The transition from the midcourse to the terminal phase is described as entering a sphere around the target, which has an appropriately predetermined radius for an effective terminal phase. Optimization of the midcourse phase also considers the terminal phase. It provides an optimal entrance point to the mentioned sphere with an optimal Line-of-Sight (LOS) angle. Entering through this point as such means minimizing maneuvers and acceleration demands of the missile. Moreover, the proposed guidance law considers the limits of the physical parameters such as angle of attack and fin deflections as well and keeps them within the limits by formulating them as path constraints in the problem. The performance of the proposed guidance law is assessed by means of several simulations of different interception scenarios.