在实际的反导作战中,利用破片式战斗部产生大量密集飞散的破片是一种极为有效的反导方式;大量密集飞散的破片在空中与导弹战斗部交汇,将会使得导弹战斗部及结构受到多枚破片的毁伤。这时多枚破片毁伤导弹战斗部及其结构所带来的累积毁伤效果是不容忽视的。为了能够模拟出多破片错位异时分布情况下对战斗部的累积毁伤效果。本文主要对一种利用弹道炮发射的气动弹出式破片分离装置进行了多破片高速同步发射与错位异时分离技术的可行性研究。本文首先对气动弹出式破片分离装置进行了工作原理上的分析;利用弹托装置上的两级气腔室使双破片以不同速度先后被推出弹托装置,以此模拟双破片毁伤战斗部时的异时效果;双破片间的错位分离效果则依靠于整个发射与分离过程所引起的散布。为了对双破片的高速同步发射过程进行分析,利用经典内弹道理论对弹托装置膛内运动阶段的膛内压力、速度等进行了计算;并结合气体动力学建立了内弹道阶段弹上气腔室内气体流动过程的微分方程模型,对不同条件下的气腔室气压变化过程进行了研究。为了对双破片的异时分离过程进行分析,本文根据等熵绝热的理想气体方程、连续方程、牛顿第二定律对双破片弹出弹托装置的运动过程进行了建模;分析了不同气腔室体积比、不同气腔室压力、不同相对运动长度下双破片运动过程的变化。结果表明可通过调节气腔室体积比来改变双破片的速度差,进而控制双破片的异时分离效果。利用CFD软件对几种典型结构的弹托装置进行了破片弹出过程的仿真模拟;仿真与理论计算对比分析的结果证实了理论模型的可靠性。为了对双破片错位间隔距离进行研究,根据弹托装置与双破片的受力情况建立了两者外弹道微分方程组模型。结合双破片相对弹托装置的弹出速度与时间计算了不同工况下双破片错位间距（质心距）的分布范围。结果表明弹托装置的初始攻角加速度、破片相对弹托运动的速度与时间是影响破片错位间隔距离的主要因素。本文根据双破片的错位异时分布特性,通过对零件结构与气路的设计,得到了一种利用膛内火药气体作为双破片分离动力的弹托装置。并对该装置进行了理论研究与仿真分析,结果表明该装置能够使双破片达到错位异时分离的效果,对相关试验方案的确定具有一定参考价值。