无后坐炮是一种特殊火炮,在射击过程中利用火药燃气经炮尾喷管后喷的反作用来消除炮身后坐,使火炮达到平衡。为研究线膛式无后坐炮与滑膛式无后坐炮发射时的动力学响应,从内弹道建模、弹炮耦合分析以及架射稳定性等方面进行对比分析。针对无后坐炮的内弹道建模设计,线膛炮内弹道模型是基于无后坐炮经典内弹道方程建立的。而由于滑膛炮发射的弹丸为涡轮尾翼弹,其弹尾部带有尾杆、尾翼以及涡轮等特殊结构,改变了膛内气流流动的状态,故针对其膛内的运动特性,对经典内弹道模型进行一定改进,其模型解算与试验值接近。无后坐炮为单兵携行类武器,为降低火炮总体质量,身管壁一般较薄,故需对膛内压力进行控制设计。通过分析混合装药配比对内弹道性能的影响,发现相同装药量下厚火药比例的增加可降低膛内压力,故将滑膛炮的内弹道模型与遗传算法相结合,对火炮的装药进行优化,获得了满足战术指标要求的最佳装药量以及装药配比。通过建立身管有限元模型,分析了滑膛炮身管的温度场分布以及应力场分布。分析表明,在发射过程中身管内壁的温升较快且温度较高,但身管外壁温升较为缓和且温度低;身管的散热效果较好,连发时每发之间能够充分散热,无温度的累积现象,身管外壁的温度在人体的承受范围内;身管所受最大应力主要分布在身管药室部分,在受膛压以及弹体碰撞共同作用下,其最大应力值未超过材料的屈服极限。通过分析无后坐炮尾部喷管结构特征以及结合气体动力学,推导了喷管所受的不平衡力,求解结果与试验相近。鉴于弹丸与身管的定心部间隙、接触摩擦系数、弹丸的质量偏心、身管内膛结构不同等因素的存在,使得弹丸运动具有不确定性,导致弹丸在出炮口时的运动参数具有不确定性,故依据移动载荷下的自由梁振动理论建立了火炮发射过程弹炮耦合动力学模型,对弹丸膛内运动规律进行分析。同时根据分析结果建立神经网络代理模型进行结构优化设计,优化后弹丸初始扰动大大降低,对提高火炮射击精度具有一定意义。针对轻三脚架搭载的无后坐射击稳定性问题,建立了火炮发射系统虚拟样机进行不同工况仿真分析。结果表明滑膛炮稳定性优于线膛炮稳定性、水平方位射角越大火炮射击稳定性越差。