目前,水下枪炮的发射方式主要有全淹没式发射和密封式发射,但这两种发射方式均具有较大的局限性。其中全淹没式发射时,因身管内充满水,射击过程中阻力大、膛压超高,必须采用减装药等方式来保证发射安全性,因此获得的弹丸初速较低,毁伤威力不足;而水下密封式发射,由于其膛口水密封装置结构复杂,难以适应复杂多变的水下连发射击环境。基于此,本文提出了一种高效低阻的水下发射新方法——水下枪炮气幕式发射。该发射方式可以利用现有滑膛式枪炮,在不需要额外的膛口复杂水密封装置前提下,对弹、药进行优化设计,通过引导部分弹后气体实时排除身管内水柱,实现水下枪炮的低阻、高速发射。针对这种新方法,开展了水下枪气幕式发射内弹道及气液相互作用特性的实验与理论研究。主要研究内容与成果如下:（1）设计并搭建了水下枪可视化射击实验系统,首先开展了空气中发射、水下全淹没式发射和密封式发射的内弹道性能实验,在此基础上,设计气幕式射弹（包括中心喷孔和侧壁喷孔两种射弹）,开展了多工况气幕式发射内弹道特性的对比实验。实验结果表明,在最大膛压相同条件下,气幕式发射比全淹没式发射初速高,并且上述两种发射方式在初速相当条件下,气幕式发射的最大膛压远低于全淹没式发射,实验结果验证了这种新发射方式的有效性和先进性。另外,密封式发射的内弹道性能与空气中发射相近。（2）在实验基础上,建立了水下枪气幕式发射的内弹道及多维多相流模型,针对典型实验工况开展数值模拟,获得了内弹道特性参数及气液两相流场气幕演化、湍流强度、压力、速度和温度的时空分布特性。分析了水下枪弹前身管内气幕演化4个典型阶段的相互耦合规律,揭示了气幕式发射的减阻机理,即:在弹丸启动前,部分弹后空间燃气被引导至弹前喷出形成气幕,实时排开了身管中水柱,随后弹丸在低压气幕中运动,从而实现了水下枪低阻、高速发射。（3）通过改变装填与结构参数,数值分析了水下枪气幕式发射的内弹道及枪管内多相流场特性。计算结果表明,针对中心喷孔（Ф=3mm）气幕式射弹,在装药量一定条件下,控制弹前平均通气质量流率从74.3g/s升高到87.9g/s时,存在一个最佳的通气质量流率81.5g/s,此工况下内弹道性能最优;随着水深从1m增加到100m,相当于枪口外部环境压力增大,通气质量流率也应适当增大,如100m水深时,通气质量流率需要提高至约88.0g/s,否则内弹道性能会有所下降。在装药量和弹丸质量相同条件下,增大弹丸中心喷孔直径,弹头压力降低,但弹丸初速和推进效率也降低;在装药量、弹丸质量和喷孔面积相同条件下,采用4个侧壁喷孔的气幕式射弹,其初速和推进效率比中心喷孔的射弹高。说明喷射模式和结构参数是决定气幕式发射内弹道性能的关键因素之一。在以上工作基础上,进一步分析了高膛压下,气幕式发射相较于全淹没式发射的优势。在弹重相同、装药量和最大膛压相当的条件下,水下枪采用气幕式发射方式时,最大膛压和弹丸初速分别为353.2MPa和775.1m/s,而采用全淹没式发射方式时,最大膛压和弹丸初速分别为383.3MPa和582.8m/s,进一步从理论上说明了气幕式发射新方法,相较于传统的全淹没式发射,可以控制膛压、提高初速,获得接近空气中发射的内弹道性能。（4）建立了水下枪密封式发射内弹道及膛口多相流理论模型,基于Fluent软件,对变参数条件下的膛口流场特性进行了数值模拟。计算结果表明,受气液界面和弹底的共同影响,水下密封式发射时马赫盘结构在弹丸出膛70μs时就已形成。而空气中发射时,仅受弹底影响,弹丸出膛200μs时仍未形成马赫盘。水下密封式发射时,自由膨胀区远小于空气中发射,马赫盘上游流场中参数变化规律与空气中发射相似,但马赫盘下游各参数均呈波动分布,分布特性较空气中发射复杂。不同装药量条件下,密封式发射的膛口Taylor空腔轴向最大位移随时间近似呈线性增长。