此外身管发热可能会导致发射药自燃及膛炸，限制发射速度，导致身管产生热应力，降低射击精度，高温还使炮管具有很高的红外辐射强度，成为火炮红外识别的重要特征之一，并且因身管过热可能导致炮射导弹等特种弹的控制仓中含有大量的热敏感电子元器件失效。鉴于火炮射击时火药燃气及弹带摩擦等所产生的热对火炮工作带来了许多不利影响，因此很有必要通过建立火炮射击时内弹道与膛壁温度耦合过程的数学物理模型，得到射击后炮管的温度分布情况。该研究不仅对对身管的烧蚀过程能够有一个更清楚的认识，对于如何提高身管使用寿命和射击精度及热安全性等具有重要的参考价值，对提高武器系统的综合性能具有重要的意义火炮。

1.2  制导弹药发射过程中的特征

    制导弹药是指利用常规发射平台，在已有常规弹药之外增加的有制导功能的弹药。制导弹药在飞行过程中通过制导控制组件控制弹药命中目标。相对于目前使用的精确制导导弹来说,制导炮弹的发射平台和制导机构相对较为简单、成本相对低廉、制导精度相对不变等优点；而相对常规的弹药来说，制导弹药具有首发命中度高、效费比高、可对付静止和移动目标等优点。

    火炮射击时，由于高温的火药气体与膛壁之间存在温差，因此必然发生热量的交换，此时膛面被火药气体加热，温度升高，危及到膛面烧蚀、身管强度及发射的安全性。对于大威力高射速的武器而言，连续射击的速度将受到限制。为了削弱这种不利影响，就需要通过理论与实验途径研究膛内的特征，从而逐步寻求解决与控制这一问题的措施。

    火炮在发射过程中由于内部粘性的作用，弹丸运动到身管的不同位置，边界层外缘线的位置将随着变化。由于发射历时很短，都是毫秒的数量级，而且膛内气流温度、压力、速度及密度等均是时间和坐标的函数，膛内存在压力差，因而火药气体的流动属于非定常可压缩的粘性流。就流动的状态而言，不论以身管口径或以弹丸的行程作为特征尺寸，弹丸一开始运动时气流的雷诺数就达到106的数量级，而且核心流的紊流度很大，径向速度和温度存在很大梯度，无疑气流边界层处于湍流状态。以边界层外缘线为界，可以把膛内流动划分为核心流和边界层流两个区域。对于一般的管内流动，在入口阶段流动是不定型的，流动速度及边界层厚度都沿流程的变化，只有当边界层在轴线重合后，流动才充分发展。但是对于火炮膛内的流动，由于身管的长度有限，两端封闭，而气流的速度又很高，弹丸出炮口瞬间的雷诺数Red仍在106以上(如以身管口径d作为方程中的身管热弹耦合分析特征尺寸)，对于这样高的雷诺数，火炮膛内流动边界层不会在身管轴线上汇合。此外，由于膛内气流的前方受弹丸所阻，因而边界层的变化规律与一般的管内流动不同:至于膛底，因为气流速度等于零，边界的厚度也必然等于零，在弹底截面上，气流速度应等于弹丸速度，但在该截面的膛面上，因气体的粘性作用流速降为零，所以在弹底的截面上边界层厚度也等于零，因而边界层最厚的位置将出现在膛底与弹底之间的某一位置。弹丸运动还伴随着装药的运动和燃烧[3]，所以又是具有化学反应的两相流；其次在发射过程中膛面环境的温度在极短的时间内由初始温度升到3000K以上，因而对流换热是在壁温变化的条件下进行的。与工程上的经常遇到的传热现象一样，膛内的传热也是以导热、对流和辐射这三种基本的传热方式进行。虽然气体温度高达3000K以上，但辐射换热量只是对流换热的百分之一，所以辐射换热一般可以不加考虑。火炮射击时火药燃烧生成的热量中，相当大的部分是被身管吸收。该热量是逐步输入膛壁的，身管壁存在着较大的温度梯度，从而产生了热应力。