В ряде статей по теории воздушной стрельбы, начиная с 1938 г., решены задачи о точке встречи снаряда с целью, о поправках на переносную скорость оружия, дан анализ причин ошибок стрельбы, получены формулы, определяющие зависимость рассеивания снарядов относительно цели от ошибок измерения координат цели, скорости цели и самолета . В работе "О вероятности поражения цели при стрельбе с самолета"(1939 г.) предложены практические методы определения характеристик рассеивания снарядов и оценки вероятности поражения цели.

Итоги исследований В.С.Пугачева по теории воздушной стрельбы были подведены в монографии "Теория воздушной стрельбы" (1940 г.), в которой впервые систематически изложены основы теории воздушной стрельбы. Большое внимание уделяется методам измерения входных параметров стрельбы, методам анализа рассеивания и точности стрельбы, методам оценки эффективности стрельбы. Даны конструктивные схемы механизмов для решения задач воздушной стрельбы в прицелах. При анализе методов измерения входных параметров стрельбы в этой книге впервые обращено внимание на то, что ошибки измерения координат цели представляют собой случайные функции времени.

Здесь впервые поставлена задача прогнозирования движения цели с учетом неопределенности в оценке параметров её положения и движения. По существу именно здесь первый раз была поставлена задача о применении вероятностных методов в теории управления.

Заметим, что при решении задач внешней баллистики В.С.Пугачев впервые применил поточную систему координат. Благодаря удачному выбору системы координат и линеаризации удалось полную систему уравнений, описывающих пространственное движение снаряда, разделить на три части: движение центра массы без учета вращательного движения, вращательное движение и поправки к движению центра массы, вызываемые вращательным движением. Нелинейная теория движения вращающегося