本文以军用多弹头步枪为研究对象,在查阅分析大量文献资料的基础上,结合环型弹和多弹头各自的优点,提出了多弹头环型弹的设计思想。环型弹具有一系列优异的性能特性,将环型弹推广应用于多弹头步枪后,依靠多弹丸形成的散布,可以提高弹丸的命中概率。本文针对军用多弹头步枪的结构动作特点,在进行了适当的基本假设和简化的前提下,以经典内弹道学、外弹道学、武器气体动力学以及多自由度刚体动力学为理论基础,建立了军用多弹头步枪的三自由度数学模型。在此基础上,使用VB语言编制了具有一定通用性的多弹头步枪仿真和优化程序,可以比较准确地模拟多弹头环型弹丸的全弹道发射过程,较好地满足了辅助设计的要求。本文对军用多弹头步枪射击时膛内压力、各机构运动以及外弹道特性等进行了仿真计算,对仿真结果进行了讨论和分析,找出了对军用多弹头步枪综合性能有较大影响的参数,并运用复合形法进行了优化设计,最终在一个具体算例中给出了几组优化结果,得到了一些有价值的参考数据,为多弹头步枪的设计与改进提供了理论依据。研究结果对研制更符合现代战争环境的新一代多弹头步枪有一定的指导作用。