大口径转管机枪由轻型三脚架搭载射击,具有威力大和机动性强的突出优点,但也带来了后坐力大、射击稳定性差和射频难以提高的问题。本文以轻型三脚架支承射击的大口径内能源驱动转管机枪系统为研究对象,以转管机枪射击时的射击稳定性为核心研究内容,运用多体动力学理论、气体动力学理论以及外弹道方程对转管机枪由轻型三脚架搭载射击时的动态特性以及射击散布进行数值计算,分析影响转管机枪射击稳定性的关键因素。以提升转管机枪系统在轻型三脚架上的射击稳定性为最终目标,对转管机枪系统发射动力学特性、膛口制退原理、膛口助旋制退原理以及火药气体反推控制连发射击振动机理等进行了深入的研究和探索。主要内容如下：(1)利用多体动力学建模理论,考虑土壤作用力与内能源转管武器射频变化,建立了含轻型三脚架的大口径转管机枪系统发射动力学模型。基于射击过程中的膛口动态响应,结合外弹道方程建立了转管武器射击散布数学模型。通过动力学仿真以及外弹道计算,分析了转管机枪系统射击散布,并以此作为评价转管机枪射击稳定性的衡量标准。通过分析转管机枪射击散布和膛口动态响应之间的关系,得出了影响射击稳定性的主要因素,为后续提升转管机枪系统射击稳定性提供了研究方向。(2)基于超音速气体动力学方程,结合内弹道方程建立了高效能膛口制退器气体动力学数学模型。研究了制退效率随制退腔数量、边孔道面积和角度的变化规律。结合转管机枪系统发射动力学建模,系统分析了不同膛口制退效率对转管机枪系统发射动力学以及膛口动态响应的影响程度,计算了不同膛口制退效率对转管机枪系统射击稳定性和射击密集度的提升效果。(3)根据转管机枪系统轻型三脚架不同支承状态,分析了三脚架有无支撑弧板和支撑弧板安装位置对转管机枪系统射击稳定性的影响规律。针对转管机枪由轻型三脚架搭载射击时的实际情况,研究了在不同方位射角上射击时的转管机枪系统射击稳定性变化规律以及射击密集度变化情况,分析了不同方位射角下转管机枪系统动态响应随武器系统支承刚度的变化规律。(4)对含膛口助旋制退器的内能源转管机枪发射动力学模型进行了研究。根据气体动力学方程,建立了两种结构膛口助旋制退器气体动力学数学模型。通过改变膛口助旋制退器关键结构参数,研究了其对膛口助旋制退效能的影响规律。结合转管机枪系统发射动力学模型,计算了膛口助旋制退器其对转管机枪射频提升效果,以及机枪膛口动态响应变化情况,为应用膛口助旋制退器于转管武器系统提供了理论依据。(5)以控制后坐力对轻型三脚架作用力矩进而减小机枪系统自由振动为出发点,提出了利用部分膛内火药气体经过喷管外流反推实现控制连发射击振动的稳定方案。结合气体流动准一维非定常流方程,以及变质量热力学内弹道方程对气体稳定装置进行了气体动力学数值建模,分析了气体稳定力随结构参数的变化规律。结合转管机枪系统发射动力学模型,分析了力偶式气体反推稳定装置提供的稳定力偶对机枪系统连发射击振动的控制效果。通过以上关键问题研究,本文最终形成了一整套应用于轻型三脚架支承发射高射频武器系统的建模理论与振动控制方法。