为了分析轨道炮静止条件下膛内磁场分布特性,建立了轨道炮二维计算模型,基于磁扩散方程与安培定律,得到导轨和电枢各区域电流密度值,并通过毕奥-萨伐尔定律对轨道炮电枢前端各考察点磁通密度进行理论计算,基于电磁感应法进行了膛内磁场测量实验,实验测量值与理论计算值基本一致,结果表明,膛内磁场大小主要由流经电枢和导轨的的电流决定,电枢前端中心轴线上各考察点,随着与电枢前端面距离的增大,磁通密度峰值呈衰减趋势,但衰减速度逐渐变小。研究结果有助于轨道炮膛内强磁场屏蔽与智能弹药设计。

枢轨电接触性能随电枢膛内滑动而演变，界面电磁特性变化是其演变的根本作用因素。以系统时变电磁场计算为基础，从脉冲电流、电枢速度和局部接触等三个方面讨论了对界面电磁特性演变的作用规律，并设计实验综合验证了电枢膛内运动时枢轨电接触界面的电磁特性演变。结果表明：脉冲电流驱使电流向接触前端聚集，电流峰值聚集随电流变化而下降；电枢速度克服脉冲电流作用向接触尾部聚集电流，尾端聚集临界速度（50 m/s）下，接触表面电流分布最为均匀，高速下接触表面呈现尾端U型电流聚集模式；局部接触对电流的聚集作用随接触面增加、速度增加而减弱；在法向磁力作用下，预置接触会向前扩展并趋于稳定。实验后枢轨表面检测验证了各因素对电磁特性演变的作用规律。研究结果为深入探究枢轨滑动电接触机理奠定基础。

针对同步感应线圈炮常用的导体圆筒式电枢,结合电流丝法,建立了电枢温升计算模型；通过搭建三级同步感应线圈炮试验平台,验证了计算模型的正确性,并分析了电枢材料和剖分设置对电枢温升计算的影响。结果表明：发射过程中电枢的最高温升位于其底部外侧,电枢前端也有较高温升；当调节载荷使铜、铝电枢等质量时,前者的温升虽然更高,但温升对其发射效率的影响却小于后者,这是因为铜的电阻率温度系数小于铝；电枢的剖分设置对电枢温升的计算的影响比较明显。因此从电枢温升对发射过程的影响来看,铜电枢比铝电枢更适合用于高速发射。

基于固体导热原理和多物理场耦合理论，推导出电枢表面瞬态磨损量计算方程，同时提出接触电阻和瞬态接触力的计算方法。在此基础上，总结并提出电枢瞬态磨损量的计算方法，并利用此方法分析了磨损量随着接触长度、宽度的变化规律：枢轨接触面的磨损主要分布在前端边缘以及两侧边缘，沿着接触长度方向，磨损量越来越小，沿着接触宽度方向，磨损量先减小后增大，中间部分磨损较小。电枢表面磨损率计算结果与美国德克萨斯大学高技术研究所的实验结果吻合较好，为建立电枢磨损量与转捩之间的关系奠定理论基础。

为了在低储能条件下研究电磁发射过程中的刨削现象，要对电枢进行优化设计，使其在小口径发射试验装置中实现高初速发射。通过计算、仿真，对电枢尺寸、初始预紧力等参数进行优化，并进行预紧力、塑性性能和接触面积等相关参数的测试和实验，最终确定电枢型号，在保持良好电接触的条件下实现了高初速发射。

介绍了W波段多普勒雷达测量电磁轨道炮内弹道度速度的基本方法，并对口径30 mm×25 mm的串联增强型电磁轨道炮内弹道速度进行了实际测量。初步研究表明: 雷达接收的信号易受到脉冲放电过程的干扰; 雷达信号的信噪比取决于电枢与轨道电接触状态，在电源充电电压较低、接触面无电弧生成时测得了完整的内弹道速度，并与丝网靶和磁探针测量结果吻合; 在较高充电电压条件下，由于电弧电接触产生的干扰，测速结果不够理想。

在假设导轨为半无限长固体导体及电枢表面磨损主要是熔化磨损条件下，基于固体接触面导热原理，推导出电枢和导轨温度分布方程，提出了电枢平均磨损率计算方法。利用此方法分析了驱动电流、电枢和导轨材料匹配和接触面积参数对电枢平均磨损率影响。将平均磨损率计算结果与Stefani和Parker的实验结果进行对比，二者吻合较好，从而为建立电磁轨道炮磨损率与转捩之间的关系提供理论支持。

利用一种小型脉冲功率系统的脉冲形成网络进行波形调制, 得到了锯齿、凸顶和平顶脉冲电流波形, 利用这三种脉冲电流开展了导轨型电磁驱动系统中的固体电枢滑行实验, 通过测量电枢极限出口速度, 比较了不同脉冲电流波形对固体电枢滑行性能的影响。结果表明：电流变化急剧的锯齿波形在较低的充放电能量下就会引起固体电枢与导轨界面接触失效, 发生烧蚀现象, 因而不利于固体电枢的滑行；相同充放电能量条件下, 凸顶波形比平顶波形得到的固体电枢出口测速高, 即效率更好；平顶波形可使固体电枢承受更高的充放电能量, 且平顶波形比凸顶波形的极限出口测速高；三者相比, 平顶波形最有利于固体电枢与导轨良好接触, 电枢的滑行性能表现得最好。

设计了T2LXD1系列电枢，分析了6061-T6铝合金材料的弹塑性特点，利用线性强化理论和接触理论并结合ANSYS软件,建立了T2LXD1系列电枢弹塑性接触模型，研究了电枢尾翼结构对电枢/导轨滑动界面接触状态的影响规律，得到了界面接触力、接触面积和接触压力分布等状态参数的数值模拟结果。利用短导轨电磁驱动系统,进行了T2LXD1系列电枢滑行实验，分析了电枢/导轨界面滑磨状态，比较了滑行性能曲线。实验结果表明:长尾翼电枢并不能带来实际接触面积的增加，电枢的滑行性能随着电枢尾翼长度的增加反而减小；对于柔顺性好的电枢和短导轨来说，适当增加滑动界面的预紧接触力能够提高电枢的滑行性能。