航行体高速跨越介质时会激起头部附近介质的流动,与此同时流体介质会对航行体施加猛烈的反作用力,航行体会在最初几毫秒内遭受到流体介质巨大的瞬态冲击。在这种猛烈的冲击作用下航行体会发生结构的动态响应,如果航行体结构的强度不足,则会引起结构发生弹塑性变形,甚至会引发结构的折断、屈曲和破损失效,进一步对航行体的弹道轨迹产生影响,导致航行体发生忽扑、跳水等问题。因此如何安全可靠的实现航行体跨越介质,在跨介质研究领域有着举足轻重的意义。本文选用任意拉格朗日欧拉方法(ALE),建立航行体高速跨介质数值模型。并针对航行体跨水空介质这一过程中涉及的冲击载荷特性、空泡演化规律以及降载机理进行了研究分析。揭示了航行体跨介质过程中的运动响应特性、环境影响机理,为航行体高速跨介质的设计制造提供参考。首先,本文根据跟航行体高速跨介质中的动力学特性,使用ALE方法,建立航行体跨介质运动数值模型,并开展了机理性研究,验证了 ALE方法的收敛性和正确性。研究分析了流场压缩性和结构自身弹塑性对航行体跨水空介质冲击载荷和空泡演化规律的影响。在此基础上,针对跨介质弹道及空泡演化问题,通过分析现有弹体构型设计出文章主要研究的六种弹型。并使用ALE方法对弹体跨水空介质中自由液面、空泡演化、空泡内压力进行仿真模拟,将仿真结果与实验结论比较,以此来验证ALE方法对于弹道及空泡演化仿真的可行性与准确性。随后研究分析了弹体重心位置、弹体长径比、入水攻角等参数对于弹道空泡特性的影响。针对航行体高速跨介质载荷特性的研究,首先使用ALE方法对平头超空泡型弹体、球头和橄榄型弹体的入水过程仿真模拟,将仿真结果与实验结论进行对比,验证ALE方法对入水问题载荷计算的准确性。对弹体头型、入水速度、入水角度等参数对载荷的影响进行研究分析,得到各种参数对冲击载荷的影响规律。最后立足实际入水问题存在航行体飞行速度高、入水攻角等无法避免的不利条件,从弹体构型和运动参数两个方面研究高速跨水空介质抗冲击构型降载机理。