自然空化和通气空化是空化现象形成的两种不同方式。近年来，对于“超空泡（化）”现象的关注，引领了通气空化的研究热点。所谓“超空泡”，就是使水与物体的接触面附近产生一个大型的气泡（汽化区），将原本与水接触的部分进行覆盖，进而使水下物体接触的介质由水完全变为气体，这样就可以大幅减少阻力，使物体的水下速度得以大幅提高。超空泡的实现方式有两种：一种是在足够高的速度下液体汽化形成汽相超空泡（自然超空泡）；另一种是通过在低压区通入不可凝气体，形成气相超空泡（也称为通气超空泡，如图1-5所示）。Kirschner等人（2001）的研究表明，自然超空泡与通气超空泡具有相同的几何特征和力学特性。但由于后者能够在相对较小的速度下实现超空泡的形成，从而得到了更加广泛的应用。通气超空化已经成为提高潜艇、鱼雷等水下航行体航速的重要方法之一。如图1-6所示，20世纪70年代中期苏联利用超空化技术成功研制出水下航速高达370 km/h的“火箭鱼雷”，2008年美国将鱼雷时速提高至500 km/h。此外，德国、法国等国家也十分重视这方面的研究，超空化技术发展迅速。

图1-5　通气超空泡的形成与发展过程(www.daowen.com)

（a）空泡云；（b）雾状空泡；（c）全透明超空泡；（d）半透明超空泡

图1-6　超空泡鱼雷