金属风暴武器是一种高频发射武器,能够在极短的时间内发射较多数量的弹丸,在空中形成弹幕,从而提高了身管武器对目标的毁伤威力,在未来战争中将起到重要作用,因此受到各国军方的高度关注。其与传统身管武器相同的是仍然使用了常规发射药,但是在装弹、装药及点火方式上有较大差别。本文在研究了金属风暴武器系统原理的基础上,基于串联预装填发射方式,对40mm金属风暴武器系统进行了弹丸的整体结构设计。确定了其战斗部、装药和EFP药型罩的结构,并利用LS-DYNA软件对EFP的形成过程进行了数值模拟。为研究40mm口径金属风暴武器弹药的内弹道发射过程,建立了弹丸膛内运动数学模型和内弹道基本方程,采用Matlab软件对弹丸在非耦合、弱耦合以及强耦合三种情况下的发射内弹道过程进行了数值模拟与分析。通过对不同射击频率下内弹道过程的数值模拟,获得了弹丸膛内运动速度和膛压变化规律。非耦合发射时,各发弹丸的行程不一致是导致弹丸炮口压力和速度不同的主要原因;而弱耦合发射时,影响各发弹丸内弹道参数的主要因素是前一发弹丸出炮口后,其弹后发射药的燃气尚未排空,增大了后一发弹丸的启动压力;强耦合发射时,前一发弹丸还没有出炮口,后一发弹丸已经被击发,导致弹前阻力更大,从而导致最大膛压升高,弹丸的炮口速度变化减缓。