本文基于电热化学发射过程的实际物理现象,研究了电热等离子体的产生、发展及其与火药相互作用的相关细节,并且进一步讨论了电热等离子体作用下的内弹道过程。(1)在电热等离子体的产生方面,主要讨论了脉冲成形网络(PFN)放电和金属电爆炸过程。建立了适用于电热离子体发生器放电过程的电流计算模型,采用频谱分析方法讨论了脉冲电流和负载电阻的特性,并且进一步分析和讨论了负载参数对PFN放电回路电流峰值的影响。研究表明,回路电流和负载电阻的频谱均主要集中在低频区域(0-20Hz)。负载电阻的变化对实际电流的影响主要体现在RL一阶放电过程,对于RLC放电过程没有明显的影响；在频谱上主要引起FFT相位的变化,对于FFT幅值的影响很小。当负载电阻呈正弦变化时,其频率,幅值和初始相位引起的对相对峰值电流的误差分别约为±1.0%,±1.8%和±0.5%。在金属电爆炸方面探讨了电爆炸的物理过程,建立了金属丝电爆炸的零维和一维计算模型。其中,零维模型主要用于验证和展示电爆炸的物态变化和基本物理过程。一维模型考虑了电爆炸过程中金属丝与周围的热量传递过程,模拟了瞬态熔化波、汽化波的发展过程。利用Andor SR750光谱仪和双谱线相对强度法测量了铜丝电爆炸产生的等离子体的激发温度,并研究了激发温度随时间的变化特性。研究表明,产生等离子体初期时,激发温度变化较大；在放电后期,等离子体激发温度变化平缓且较为集中。(2)从毛细管的消融和等离子体在毛细管内的扩散流动两个方面开展了对电热等离子体在毛细管内的发展方面的研究。针对毛细管的消融屏蔽效应,建立了电热等离子体的消融计算模型,用于计算毛细管内的混合等离子体的物态参数；根据流体力学方程,建立了电热等离子体的喷口计算模型,用于计算等离子体向药筒内喷射的相关参数。计算结果表明,毛细管内的混合等离子体的物态参数具有脉冲变化特性。在脉冲放电期间,毛细管的质量消融速率先增大后减小。毛细管结构参数对等离子体参数有直接的影响。选用较大长径比的毛细管将有利于获得较高温度和压力的等离子体热源。放电电压对等离子体参数和消融质量的影响都是线性的。(3)从等离子体的辐射点火和火药的统计燃烧两个方面研究了电热等离子体与火药的相互作用细节。采用Monte Carlo和统计物理学方法,模拟了电热等离子体在膛内的辐射传播过程。通过计算可以确定电弧等离子体辐射能量在膛内的分布规律以及辐射与火药颗粒的相互作用规律。计算结果表明,电热等离子体辐射在点火之前是膛内主要能量传输方式。辐射能流密度和火药颗粒的表面层温度对于辐射的反应时间都是ps量级的。火药床的能量吸收效率总是很高,影响等离子体辐射点火效率的主要是电热等离子体附近区域内的火药颗粒的性质。火药颗粒表面的能量趋肤效应是等离子体点火的主要方式。通过建立火药颗粒的统计燃烧模型计算了膛内火药颗粒的燃烧情况。计算结果表明,由于等离子体的有限作用区域和火药颗粒在膛内的位置差异,在初期点火过程中,膛内火药颗粒依次由近及远地开始燃烧(相对于等离子体发生器的位置),药筒内的压力分布和火药燃速也存在相同的空间分布特征。随着时间的推移,高压区逐渐增大并向药筒边界扩展。统计结果表明,在药筒内,温度场的建立要优先于压力场的建立。这种预加温度场的机制也是等离子体点火优于常规点火的重要特征之一。(4)在以几何燃烧定律为假设的经典内弹道理论基础上,结合PFN放电特点,建立了一种电热化学炮的实用简化内弹道计算模型。并采用57mm高射炮数据进行了常规内弹道计算和电热化学发射的预测。计算结果表明,模型能够直观地反映火炮内弹道各个过程。常规发射过程与理论数据相吻合,电热化学发射时,在等离子体的作用下,火药燃烧速率明显增加,缩短了火药在膛内的燃烧时间和整个发射时间；也使得膛压具有更高的增速,缩短了膛压峰值时刻,增加了膛压峰值和炮口压力,炮口初速也有所提高。随着注入电能的增加,膛压峰值和炮口初速均大致呈线性增加,并且膛压峰值曲线的增速较大。简化模型在实验预估内弹道参数上具有计算方法简便、易于实现的优点。进一步的细化模型考虑了更多电热化学发射中的物理过程,并采用了相同的计算条件进行了模拟计算。获得了更多等离子体参数的变化曲线和参考数值。计算表明,两种计算方法的各种内弹道参数计算结果基本一致。