气动发射武器相对于传统的火药发射武器具有弹药结构简单、发射能量易于控制的优点,特别适合于要求变威力发射的场合,在反恐防暴领域具有巨大的应用前景。本文提出了一种以压缩空气作为动力源的气动发射武器的工作原理,对气动发射武器进行了总体方案设计,将气动发射的工作过程分为压力控制过程和发射动力学过程,对气动发射基本理论进行了研究。基于热力学理论和一维准定常气体动力学理论,建立了基于PID控制策略的压力控制过程的数学模型,并利用MATLAB/Simulink软件对其进行了数值仿真计算,得到了压力控制过程出口压力的动态响应规律。基于赫兹接触理论和热力学、一维准定常气体动力学理论,建立了弹丸的摩擦力模型和发射管内气体的变质量热力学模型,从而建立了发射过程的动力学模型,并对其进行了数值仿真计算,得到了膛内气体状态参数和弹丸运动参数的变化规律,并在此基础上分析了充气压力变化和结构参数变化对气动发射过程的影响。建立了压力控制过程和发射过程耦合的发射过程综合数学模型,对其进行了数值仿真计算,得到了膛压和弹丸运动参数的变化规律。本文的研究结果对压缩空气驱动的气动发射武器的研发和设计具有理论指导意义。