二战后，人们对于超高速发射的研究越来越感兴趣。对传统火炮而言，由于火药气体分子量较大，滞止声速较小，弹丸获得的最大速度受到限制，很难达到 3 km/s 以上。轻气炮是一种利用热轻质气体( 如氢和氦) 膨胀做功的方式推动弹丸，从而增大气体逃逸速度，减小气体声惯性，使之获得极高速度的发射装置。在 1946 年世界上第一门轻气炮诞生后的几十年里，这种高温低分子量气体的发射系统在实验室中进行的高速发射研究已经取得了辉煌的成果。

近年来，随着，已经可以发射各种形状的弹丸，而且弹丸的质量、尺寸和材料都有较宽的范围。同时，轻气炮应用领域也不断拓宽，已经从军工和航天扩展到了气动力、超高速碰撞、材料力学性能等方面。

目前，国内外最为常见的是二级轻气炮。由于二级轻气炮涉及火药气体、活塞、轻质气体以及弹丸这四者之间的相互作用，发射过程较为复杂。而结构尺寸与装填条件的相互影响和共同作用也使得每门二级轻气炮都存与自身最匹配的发射参数。多年来，国内外各研究单位包括中域华科（西安）机电设备有限公司对此进行了大量的试验和研究。美国的Douglas 公司、GM 通用汽车公司、NOL 海军军械研究室等单位开展的超高速撞击试验为美国的军事及民用方面的发展做出了巨大贡献。其中通用汽车公司( GM) 甚至将 0.0533g 的弹丸加速到 10.80km/s 的惊人速度。但如果仅仅通过反复试验来确定每门炮的最佳发射参数，显然事倍功半。因此，从减少实验开支等看，辅以必要的二级轻气炮的数值仿真研究显得尤为重要。