相比于传统的化学能发射技术,电磁发射技术具有发射速度更高、发射过程更受控、使用能源清洁等优点。在目前已有的导轨式、线圈式和重接式电磁发射技术中,重接式发射技术起步最晚,但从原理上克服了导轨式发射的枢轨烧蚀问题,以及线圈式发射径向电磁力大于轴向电磁力等问题。并且重接式发射技术综合了导轨式发射能实现高速直线发射和线圈式发射能发射大质量发射体的优点,因此重接式发射技术具有更高的应用价值和更广泛的应用领域。为了获得更高的发射速度,作为研究热点的多级发射装置所占空间庞大、制作成本较高,必须提高发射效率才能保证装置具有更好的综合性能。本文以机械强度较高的箱型驱动线圈和板状电枢构成的多级重接式发射装置为研究对象,建立了多级重接式电磁发射装置加载过程的动态电磁场模型和考虑级间耦合效应的动力学方程,为效率优化设计提供理论基础。对上述模型进行仿真求解,计算结果表明,多级重接式发射装置的动态加载特性取决于电枢运动状态,电枢加载速度越高,耦合磁场的削弱作用越强,电枢受到的加速电磁力峰值越小,反向电磁力出现位置越靠前,导致各级速度增量逐渐减少,装置发射效率随级数的增加逐渐减少。针对效率优化设计,本文通过装置的结构优化提高了单级发射装置发射效率,并提出双绕式驱动线圈结构。在单级发射装置结构优化的基础之上,计算不同加载速度下装置参数对发射效率的影响,结合多级发射装置触发策略得到多级装置参数的动态优化策略,优化后的百级装置发射效率从4.3%提高到17.65%。此外,本文提出了一种基于导磁铁芯的磁场调控方法,通过增加E型导磁铁芯提高电枢截断的磁力线数量,使电枢受到的加速电磁力增大,从而提高装置最大发射效率。最后,本文搭建了多级重接式电磁发射实验平台,实验首先验证了触发位置、充电电压、线圈结构对发射性能的影响,实验结果验证了仿真计算方法的可靠性。然后对添加导磁铁芯的两级发射装置进行实验研究,验证了导磁铁芯对发射效率的提高作用。而后根据效率优化结果设计并搭建了八级实验装置,将总重12kg的电枢与负载加载到了4m/s。实验结果表明本研究可为多级重接式电磁发射装置效率优化问题提供参考。