埋头弹是一种特殊装药结构的新型弹药,弹丸全部装在药筒内,整体呈现为简单的圆柱体或其他较规则的形状。这种特殊的装药结构使埋头弹火炮系统能在不改变原有炮塔尺寸的条件下换装较大口径的弹药系统,提高战斗威力和装甲武器的生存能力。正是由于埋头弹在提高火炮威力和紧凑化火炮结构方面的优越性,使其得到了迅速发展。本文以35mm埋头弹火炮系统的发射为工程背景,根据经典内弹道及现代内弹道理论,结合弹药的特殊结构和二次点火程序燃烧的新原理,建立了埋头弹火炮的内弹道零维模型和一维两相流模型,编制程序分别模拟了膛内火药气体平均参数随时间的变化规律以及膛内物理量的分布规律；并分析了零维模型中多参数变化对埋头弹火炮内弹道性能的影响,数值模拟结果与实验结果吻合较好。在此基础上,根据所要求的内弹道性能与火炮系统的设计指标,建立埋头弹火炮的内弹道优化设计模型。分别采用直接搜索法中的模式搜索法以及全局搜索法中的遗传算法和模拟退火算法进行优化,三者的优化结果具有较好的一致性,说明优化结果可从理论上指导埋头弹火炮的内弹道设计；并对三种算法优化结果及算法本身优化性能进行了分析比较,结果表明模式搜索法寻优效率最高,遗传算法次之,模拟退火算法运行时间最长,但是遗传算法和模拟退火算法更能有效地收敛至全局最优解,尤其是在处理有约束条件的优化问题时,模拟退火算法具有更好的收敛性。上述结论对优化算法的选择有一定的指导意义。