高速航行体水下发射空化水动力学研究，是具有重大工程应用背景的重要问题。航行体在水下垂直发射过程中，航行体从运动的发射平台被弹射出筒，经历水中航行、穿越自由液面后进入空中飞行。空化多相流是航行体水下发射高速运动过程中主要的流体动力现象。在出筒阶段，航行体逐渐加速，表面低压区的压力低于水的饱和蒸汽压时，液态水就会发生相变，形成水-汽混合的空泡。在水中航行段，航行体依靠出筒时的初始速度保持飞行，离水面的距离不断减小，环境压力逐渐降低，航行体表面的空泡区域不断发展、演变，有时伴随断裂和脱落。在出水段，航行体穿越自由液面，空泡在此过程中破裂溃灭，产生较大的溃灭压力作用在航行体表面，对航行体的结构受力和运动产生重要影响。

水下发射航行体的出水过程如图6-33所示。

图6-33　水下发射航行体的出水过程(www.daowen.com)

由图6-33可见，高速航行体跨介质出水过程的非定常空化演化过程包含了两种不同的表现形式。一是航行体在水下运动过程中，伴随着空泡的生长、发展和溃灭，形成复杂的水-汽-气多相流动。由于受到发射条件、海流、波浪等复杂因素的影响，航行体肩部流场结构呈现出较强的非定常、非线性效应，由回射流诱导的大尺度空泡团的断裂和脱落现象，使得航行体水动力载荷呈现出随机性和较宽的涨落范围。二是高速航行体跨介质触水瞬间，肩空泡失去了维持能量的来源发生溃灭，空泡迅速自上而下地破灭，潜射导弹携带的位于空泡外侧的水层迅速向内移动，瞬间冲击潜射导弹表面形成溃灭压力，潜射导弹所受的动力特性在短时间内发生急剧变化。

图6-34　水下发射航行体泄气方式示意图

（a）；（b）；（c）