当今各国争相发展潜射导弹这一高精尖武器,弹体带空泡出水问题作为潜射导弹超空泡技术的重要组成部分,对于提高潜射导弹的作战性能的研究具有极高价值。因此潜射导弹的通气方案设计对于水下潜射导弹出水过程设计十分重要。本文设计了一种基于多孔材料的头部通气弹体出水方案,并通过实验研究和数值仿真相结合的方法,对其水下航行与出水过程进行了多角度研究。首先设计了一种小尺寸样弹进行新型通气方案的研究,弹体头部采用多孔钛材料制作,与弹身通过阀栓相连,实现预期的通气过程。对该弹体物理建模并实体加工制作,以此为基础进行数值模拟和发射实验。在数值模拟方面,使用仿真软件STAR-CCM对弹体的垂直出水过程与倾斜出水过程进行了数值模拟,并分析了通气压力、发射初速度、材料孔隙率,倾斜角度和发射攻角等发射参数对弹体出水过程的影响,从流场参数、空泡形态和弹体的动力学特性三个方面进行研究。在出水过程中,与未通气弹体(头部为壁面)相比,通气弹体所受阻力较小、速度衰减率低,所设计的头部通气气层方案确实能达到减阻效果。而通气压力、发射初速度、材料孔隙率对弹体所受阻力、空泡稳定性与弹体姿态的影响并不呈线性关系。如何设计合适的通气压力与多孔材料的孔隙率并将之和弹体不同的运动速度相配合,是工程上一个较为复杂的问题。在实际发射环境中,受复杂水文条件的限制,发射攻角不可避免会存在,模拟发现发射攻角会降低弹体空泡及运动姿态的稳定性,弹体发射时应尽量避免攻角的产生。在实验方面,设计了一套可以进行头部通气弹体出水过程实验的设备,从零开始装置的设计和加工,实现了实验系统从无到有的过程。这套包含发射装置、通气装置和数据采集装置的实验系统,其通气压力可调、发射速度可调、发射角度可调。使用此套系统分别完成了头部通气弹体垂直出水与倾斜出水的发射实验。实验验证了基于多孔材料的头部通气弹体发射方案的可行性,在实际发射环境中弹体能够形成完整闭合的超空泡,所设计的气层方案达到了减阻效果。分析了通气压力、发射速度、倾斜角度对弹体空泡形态的影响,得到了相关结论。本文设计了一种基于多孔材料的头部通气弹体,并对设计方案的可行性和影响因素作了初步研究。由于出水问题的复杂性,想要此设计方案实现工程上的应用,还有很多问题可在后续进一步开展工作。