水下航行体在高速航行时,其表面易产生自然空化现象,会对水下航行体结构产生很大的冲击和振动,严重影响其结构强度,从而影响出水姿态。近些年来的研究发现解决这一难题的最有效的方法是主动充气技术,其原理是在水下航行体表面形成包裹住着的人工通气空泡,来达到有效控制水下高速航行体运动姿态、消除自然空化带来的不利影响的目的。因此本文采用模型实验的方法来研究水下航行体表面排气空泡的流动特性,并且得到形成均匀排气空泡的控制方法,本文主要研究工作如下:针对水洞试验存在的种种问题,基于空化流的相似理论,提出了一整套完善的实验设计总体思路,完成了实验总体方案及流程设计。创新性地设计出了一整套用于在减压条件下开展排气实验的实验装置,包括减压系统、通气系统、运动系统和信息采集系统。对实验装置的各个子系统进行不断地调试和改进,并完成了实验装置的加工工作。完善了实验数据的处理方法,并总结了本实验所具有的种种优势。结合本实验的具体要求,创新性地提出了实验模型的总体设计思路。设计出了周向多孔排气实验模型、排气缝排气实验模型和联合排气实验模型,详细介绍了具体设计过程以及调试过程。得到了从结构形式上确保形成均匀空泡的控制方法,并形成了一套完善的水下航行体表面排气实验模型设计方法。利用设计好的实验装置和实验模型来开展水下航行体表面周向多孔均匀排气实验,研究了不同排气参数、排气孔参数对排气空泡形态发展特性的影响,获得了不同排气参数的合适范围,得到了从排气参数上形成均匀排气空泡的控制方法。开展了不同排气参数下的排气缝均匀排气实验以及周向多孔和排气缝联合排气实验,获得了不同排气参数的合适范围,得到了从排气参数上形成均匀排气空泡的控制方法以及不同排气参数对排气空泡流动发展特性的影响。