水下垂向运动的超空泡武器在较深的水域即可形成超空泡减小阻力，并以较高的速度航行，用以打击潜艇、舰船等目标，具有航行速度高和打击目标成功率高等优势。本文的研究对象为垂向运动的超空泡航行体。超空泡航行体在水下垂向运动过程中，空泡的存在使得其在受力分析方面与普通航行体有着很大的区别；而且由于重力场的影响，空泡外压随深度的变化而变化，因此在空泡形态方面与水平航行也有一定的区别。鉴于这两方面的影响，本文通过仿真分析，研究超空泡航行体垂向运动时的弹道特性，主要研究内容如下：利用空化的基本原理和独立膨胀原理研究航行体水下运动时的空泡形态，并编制空泡形态计算程序，仿真分析空泡数、弗劳德数和流场压力梯度对空泡形态的影响。建立超空泡航行体垂向运动的运动学和动力学模型。首先定义坐标系；随后给出计算空化器受力的计算方法，并将航行体弹身根据沾湿情况划分区域，分段分析了航行体的流体动力和附加质量；最终建立水下运动方程组，并给出该方程组的求解方法。编制垂向运动的弹道仿真程序，根据德国水下射弹试验模型设计本文的仿真计算模型，分自然空化和通气空化两种情况对超空泡航行体的垂向运动进行仿真，分析弹道特性，并利用不同工况的对比来研究各参数对航行体运动规律的影响。利用空泡与通气量、航行速度、航行深度的关系给出垂向运动超空泡航行体的通气规律。