轨道炮是一种全部依靠电能的新概念武器，与传统火炮的发射速度受发射药点火后的膨胀气体速度限制不同，其发射速度理论上可以达到极高的速度，具有广泛的应用前景。发射过程中电枢表面损伤会引发接触转捩的出现，其变化过程中包含了电、热、几何结构等多种因素，这些因素相互依赖形成了比较复杂的物理过程，仅依靠试验研究的数据采集很难清晰地描述出电枢是如何发生损伤甚至是发射失败的，因此理论分析与数值模拟成为了重要的研究手段。　　论文研究工作主要分为以下三个方面:　　1)重要的转捩机理-电流熔化波的形成与传播特性研究:建立了固体电枢一维、二维及三维熔化波烧蚀的瞬态模型，采用有限差分P-R格式及D-B格式对控制方程进行数值离散，通过模拟电枢的电/热参数分布，发现了电流熔化波形成与传播的发展变化规律。研究表明，速度趋肤效应是驱动熔化波烧蚀的机制。电枢接触表面尾部首先出现烧蚀，熔化波沿接触表面向电枢头部传播直至烧穿整个电接触面，烧蚀产生的缝隙是导致接触转捩出现的主要原因。通过对该烧蚀机理固有的三维效应研究，获得了烧蚀速度在接触表面的U型分布特征，并通过对电枢不同层面不同位置电/热物理参数的细致分析与讨论，更好地理解了熔化波的物理变化本质，为预测电枢接触转捩现象提供了必要的理论依据。　　2)抑制熔化波烧蚀的方法研究:提出了通过导轨涂层与电枢分层来降低并抑制熔化波烧蚀的传播过程，详细分析了涂层材料对熔化波烧蚀影响的深层物理原因，并通过对电枢分层方式、分层尺寸、材料参数等因素的研究，揭示了电枢分层后其表面与内部的电/热变化规律。研究表明，涂层材料的电导参数高于导轨基体部分将会获得降低熔化波烧蚀的积极作用，附加涂层的影响作用主要依靠其对电枢表面电流分布的改变进而导致该表面的温升下降。电枢两层分层后电枢内部会出现双高温集中区域，分层方式中的倒L型改善效果最好，而通过分层材料参数分析表明，材料电导与热导参数的提高可进一步延缓烧蚀过程。计算结果为涂层选择、电枢设计的工程应用提供了有效的参考依据。　　3)更接近实际发射过程的非理想电接触的热效应研究:建立了基于接触表面热通量的非理想电接触瞬态模型，控制方程中加入了材料物性随温度的变化，采用有限差分法模拟了电枢工作过程中电接触区域的温升过程，探索了多种影响因素对表面热效应的作用规律。研究表明，虽然轨道炮发射时间仅有几毫秒，但热传导过程十分重要，不可忽略，同时剧烈的温度变化与电导参数随温度的改变形成了相互促进的影响过程。电接触区域越厚，接触面电阻越大，表面温升越快，提供足够的接触压力是保证良好接触状况的基础，而带臂角的C型电枢温升效果明显低于块状电枢，降低臂角角度可进一步改善其接触状况，臂角降低10°，接触面温度峰值可降低近30％。计算结果为更准确地判断电枢接触表面状态，完善预测接触转捩的模型提供了理论支持。　　本文系统深入地开展了轨道炮电枢与导轨接触表面重要烧蚀机理的研究，有效提高了对接触转捩现象发生的预测能力，进一步推动了电磁发射技术的进步。