随着计算机技术、信息技术、测控技术、材料加工技术的突飞猛进,加之数学力学、控制理论的发展,使得火炮系统的研制和装备大为改观。同时,由于传统的外弹道测量手段本身所存在的危险性以及测试过程不可逆等问题,使得其早已无法满足一些新型武器系统的外弹道测试需求,因此利用仿真软件求解弹丸的飞行姿态已成为一种安全准确的外弹道研究方法。在对国内外对于弹丸外弹道运动姿态的发展现状以及趋势进行分析和总结后,确定了利用系统仿真技术对弹丸在一定时间内的运动姿态进行建模分析的方案以及对该模型的求解算法。接着从无控旋转弹丸的陀螺效应入手,依据弹丸的飞行稳定性理论得出其稳定飞行所需要满足的条件,并由此推导出飞行中弹丸攻角变化的一般规律。这为后续数学模型仿真的结果提供了理论支持。针对刚体弹丸的运动特性并建立合适的坐标系组,这对弹丸飞行姿态数学模型的建立以及求解有着很大的帮助。而后,对飞行中的无控旋转弹丸进行受力分析,并将弹丸所受力与力矩在相应坐标系下分解;同时通过仿真或数据拟合等方法得出诸气动力系数的数学表达式。以弹箭飞行动力学理论为依托,在将弹丸飞行运动的物理过程分解为质心的运动和绕质心转动的两种形式后建立弹丸飞行姿态的数学模型,最后在MATLAB软件中利用Runge-Kutta法对其就行求解。在介绍了本实验室所研制的弹载测试后,对该套装置在靶场试验所得的数据进行分析处理,得出弹丸的实测转速与章动数据;并将其与仿真所数据进行对比分析,验证所建立的弹丸飞行姿态数学模型的合理性。