新概念武器电磁轨道炮经过原理、试验研究阶段,现在逐步向战略应用方向发展。作为电磁轨道炮的主要部件,轻质、高效的身管设计和制造成为研究该技术领域的关键。身管设计的好坏直接关系到电磁轨道炮作战效率,而电磁轨道炮身管瞬态应变、温度场分布等参数不仅是身管强度设计,寿命分析和轻量化设计的基础,而且也是设计人员比较关心的热点问题。本文首次利用基于飞秒红外激光直写的光纤布拉格光栅（fiber Bragg grating,FBG）的测试方法开展电磁轨道炮身管瞬态应变、温度场分布等参数测量研究,解决了身管瞬态参数测试困难和校准手段缺失问题,可为电磁轨道炮寿命分析和身管轻量化分析提供数据支撑,促进电磁轨道炮核心技术的攻关,加快其工程化进展。主要研究内容如下:（1）通过研究光纤光栅感知理论以及反射式衍射光栅解调原理,搭建了解调速度为30 k Hz,具备抗强电磁干扰能力的高速光纤光栅解调系统,通过以衍射光栅模块为核心的FPGA波长解调电路获取传感器波长数据。基于Lab VIEW设计了上位机软件,通过千兆以太网接口采集传感器波长数据,可以高速实时的完成温度和应变数据的曲线描绘和存储。（2）采用飞秒红外激光直写光纤布拉格光栅技术和柔性毛细管封装技术,制备了耐高温和热冲击的多点式飞秒光纤光栅传感器,运用基于图像识别的静态应变校准系统开展了飞秒光纤光栅应变灵敏度的标定;通过高低温循环一体机实验完成温度灵敏度的标定;设计完成了基于霍普金森（Hopkinson）杆原理的高温动态应变校准实验,验证了高温动态应变环境下飞秒光纤光栅的应变与温度的可分离测量。（3）设计了基于飞秒光纤光栅的电磁轨道炮瞬态参数测试系统并进行了工程试验。首先对电磁轨道炮异型身管进行建模仿真分析,发现对于身管纵向截面,平行于x轴和平行于y轴是两个主要的应力分量,并且身管内部导轨和绝缘支撑板是最容易烧蚀和损坏的部件,选取身管的应力集中区域作为测点位置。然后设计了基于光纤传感的身管温度分布测量装置,能够对电磁轨道炮身管内壁温度和应变进行准分布式测量,并对装置在强冲击条件下的可靠性进行了有限元分析,得到安全系数为1.7。在此基础上,构建多个飞秒光纤光栅复用的电磁轨道炮瞬态参数测试系统,开展了身管应变和温度分布工程试验和数据结果分析,并完成测量不确定度评定。通过本文研究发现,电磁轨道炮弹丸滑过区域的轨道变形要远大于弹丸未到达的区域,轨道上最大的变形峰值出现在炮尾一段,最大值达到4074με,轨道位置越接近炮口,变形峰值越小;并且轴向应变远大于径向应变,轴向应变值约为径向应变两倍,说明非轴对称的应力导致炮管发生椭圆形的变形,设计人员需要重点关注需要身管的轴向强度,并对炮体结构的尾部支撑体进行重点加强。