速射火炮射击时，承受高温高压耦合冲击载荷的作用，随射击发数增加，身管的机械强度会降低，当身管机械强度降低接近材料的屈服极限时，就必须停止射击，对身管进行冷却。针对速射火炮身管在射击时承受高温高压火药燃气的作用，分析身管在自然冷却和汽化冷却方式下，不同射击规则时身管温度的瞬态热响应；研究两种冷却方式下身管的温度变化规律；以及对采用汽化冷却时身管温度进行测试。本文主要内容和结论如下：（1）以传热学等知识为基础结合相关理论，建立身管传热的数学模型。（2）利用有限元法对自然冷却时的身管传热进行数值模拟，获得不同射击方式下身管的瞬态热响应。通过对仿真结果的分析对该种冷却方式下的身管温度场的变化规律进行了探究，仿真分析表明不同射击方式下身管温度的变化规律是不同的；在射击过程中冷却对身管内壁温度基本没有影响，身管外壁的温度主要取决于射弹数，最终温度是射弹数和冷却时间共同作用的结果；空气自然冷却效率不高，在连续射击发数较少时自然冷却尚可满足冷却要求，但是长时间连续射击时就无法满足身管的冷却要求。这就必须采用其他的冷却方式来强化散热。（3）对采用汽化冷却方法下身管的瞬态热响应进行了分析计算，对该冷却方式与自然冷却方式下身管温度场的变化规律进行对比研究。通过对比分析发现射击发数越多时汽化冷却的冷却效果越是显著；与自然冷却相比在射击间隔时冷却效果更加的突出。（4）结合沸腾传热及相变传热等理论，对速射火炮射击过程中的身管蓄热量进行了数学计算；对冷却水套内加注的冷却液全部汽化时速射火炮的连续射击发数进行了估算。（5）通过制定合理的温度测试方案，对速射火炮身管采用汽化冷却方案时的身管温度场进行了实验测试。通过实验测试获得身管外壁的温度变化曲线，测试结果表明采用汽化冷却时可以满足速射火炮连续射击时身管的冷却要求，能使身管外壁的温度维持在可靠工作的最高温度300℃以下，证明了汽化冷却这一新型冷却方式的可行性。而且实验结果表明冷却水套内注水量为80%时即可满足全部带弹量射击完毕的身管冷却需求。