模块化发射系统是一种实现潜基导弹变深度发射、导弹共架兼容发射的有效途径,可通过对燃气流量的优化控制,实现为导弹提供低冲击载荷环境与高品质发射弹道的目的。本文以导弹弹射过程为研究对象,通过建立模块化发射系统内弹道的物理数学模型,对其内弹道过程进行了数值仿真,并采用粒子群优化算法,通过对点火时序的优化,进行了内弹道优化设计。本文研究内容及结论如下:首先,深入分析了模块化发射系统的总体特性,并在总体特性的基础上,对其模块化装药的技术优势进行了针对性分析。通过建立模块化发射系统的内弹道物理模型,在对参数进行适当简化后,分别对模块化燃气发生器和发射过程建立了内弹道方程组,并建立了模块化发射系统内弹道模型的数值计算式,从而获得了整个导弹弹射过程内弹道的数学物理模型。其次,根据导弹内弹道设计的基本要求,给出了评价内弹道性能优劣的标准,通过建立内弹道设计过程所需的各基本关系式,构建出针对模块化发射系统内弹道设计的通用流程。然后,在初步选定推进剂类型和装药药型后,以参数化建模的思路,提出药柱快速结构完整性分析方法框架,构建药柱型面优化设计数学模型,完成了模块化能量单元的优化设计。最后,将粒子群优化算法应用于模块化发射系统内弹道的优化设计中,建立考虑导弹最大过载和发射筒压强效率的目标函数,进行了针对点火时序的内弹道优化。优化结果表明,模块化发射系统方案较单燃气发生器方案相比有更好的内弹道性能,且采用粒子群算法进行内弹道优化具有良好的收敛性和优化效率。通过对模块化发射系统进行内弹道仿真和内弹道优化设计,可为模块化发射系统设计以及内弹道性能优化提供理论依据与方法参考。