舰炮作为舰艇的主要战斗武器,在现代战争中仍然发挥着积极的作用。随着科学技术的发展和现代海战的需要,要求舰炮的技术性能要不断的提高。因此,进行舰炮模块化和轻量化的研究对提高舰炮的作战性能和适装性有着十分重要的意义。本文运用模块化设计理论,结合舰炮武器系统的特点,在功能相关性分析的理论基础上,确定了舰炮模块化设计的流程与功能模块划分的方法及原则。给出了舰炮功能相关度及相关度的计算方法。依据相关度值的大小来确定了舰炮的功能模块的划分,建立了舰炮的功能模块化结构图。再根据功能模块与结构模块的映射关系,建立了舰炮供弹系统的形态学矩阵给出舰炮供弹系统的模块化方案。针对舰炮供弹系统模块化设计的特点,运用层次分析法对舰炮供弹系统的模块化方案进行了评价与选优。并根据设计参数对各模块进行了设计,解决了供弹系统的同步技术和接口技术等问题。运用模块化组合、删减理论与可拓工程方法中物元模型与发散树方法对某型舰炮进行了轻量化改造并得出了多种轻量化方案。确定了评价轻量化方案的评价准则。对各轻量化方案进行了物元建模,并用可拓工程方法中的优度评价法对各方案的物元模型进行了评价与选优。选出了最优的轻量化方案,完成了此轻量化方案的虚拟样机。对轻量化样机与一般的虚拟样机进行了测试研究,从动态冲击、响应时间两个方面进行了对比与验证。结果表明,轻量化设计方案具有结构紧凑、体积小、动态响应好等特性。