火炮发射过程实质上是一个能量转化过程。火炮依赖的能源是火药，火药是一种含能的化学材料，既有燃烧剂又有助燃剂，当达到一定的温度以后就会燃烧。火药燃烧的速度除了与它的化学成分有关以外，还与压力有关，压力越大，燃烧速度越快。火药燃烧后，在容器内生成有一定温度和压力的火药燃气，即化学能转化为热能。火药燃气在膛内膨胀，推动弹丸飞出膛口，实现了由热能向动能的转化，即将有一定质量的弹丸从静止状态加速到飞出膛口时获得一定的线速度和回转速度（滑膛炮没有或只有极低的回转速度）。由于火炮发射过程的时间很短，因此它的瞬时功率很高，但热损失很大，其能量利用率为16%～30%，远比其他热力机械低。
火炮发射过程是一个极其复杂的动态过程。一般发射过程极短（几毫秒至十几毫秒），经历高温（发射药燃烧温度高达2 500～3 600 K）、高压（最大膛内压力高达250～700 MPa）、高速（弹丸初速高达200～2 000 m/s）、高加速度（弹丸直线加速度是重力加速度的10 000～30 000倍，发射装置的零件加速度也可高达重力加速度的200～500倍，零件撞击时的加速度可高达重力加速度的15 000倍）过程，并且发射过程以高频率重复进行（每分钟可高达10 000次循环）。
火炮发射过程伴随发生许多特殊的物理化学现象。在火炮发射过程中，对发射装置施加的是冲击载荷，这个载荷是火炮构件强度设计的主要依据。在冲击载荷的激励下还会引发发射装置的振动，尤其是膛口振动，这是影响弹射散布的重要原因之一。在火炮发射过程中，身管的温升与内膛表面的烧蚀、磨损是一系列非常复杂的物理、化学现象。当弹丸飞离膛口时，膛内高温、高压的火药燃气，在膛口外急剧膨胀，甚至产生二次燃烧或爆燃。特别是采用膛口制退器时，所产生的冲击波、膛口噪声与膛口焰容易自我暴露而降低人和武器系统在战场上的生存能力，对阵地设施、火炮及载体上的仪器、仪表、设备和操作人员都会产生有害的作用。
火炮发射特点可以概括如下：
（1）周期性：一发一个循环，要求较好的重复性。(www.xing528.com)
（2）瞬时性：发射过程极短，具有明显的动态特征。
（3）顺序性：每个循环的各个环节严格确定，依次进行。
（4）环境恶劣性：高温、高压、高速、高加速、高应变率、高功率。例如，一门85 mm火炮的炮口功率约为326 MW，相当于一个小城市发电厂的功率。
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