在目前现代化的海上军事行动中,鱼雷依旧是被看做是对水面舰艇威胁最大的武器之一,而现代化的鱼雷又大多都具备了较强的水声对抗能力和自导能力,尤其是当这一类鱼雷快要接近目标时,水面舰艇想要靠传统的非杀伤和软杀伤手段来躲避鱼雷攻击的概率已经越来越小,因此硬杀伤手段必定会成为水面舰艇近程反鱼雷的重要手段。由于我国现役130mm舰炮具有优秀的火控系统和自动装弹技术,使其在射速方面远超地面火炮,若将该舰炮高射速的特点应用到近程反鱼雷作战中,则可实现在短时间内在鱼雷运动轨迹附近形成大规模弹幕对鱼雷进行封锁拦截,而要想实现这一目的,对发射出去的弹丸就提出了较高的要求,众所周知普通榴弹是很难入水的,极易在撞水瞬间就发生跳弹现象,即使入水了后期的水下弹道也不稳定的,因此首先要保证弹丸具有较好的入水稳定性以及水下弹道性能;其次要求弹丸在空气中具有良好的气动特性,良好的气动特性是弹丸拥有最佳入水的姿态前提保证;最后要求弹丸能够高效的毁伤目标。基于以上这些要求,本文针对舰载大口径水下防御射弹在入水弹道、空气弹道、终点毁伤等方面存在的问题,以理论分析为基础和数值模拟为手段,对射弹在各个阶段的关键技术进行深入研究,具体内容如下:(1)根据战术指标要求以及参考国外大口径超空泡射弹,应用质心弹道方程对射弹的总体方案进行初步设计,主要包括射弹的大体结构外形、射弹各部分材料和装填物质量的确定。(2)针对射弹入水过程进行研究分析,由于射弹入水速度较高,入水后期必将会产生超空泡现象,因此首先对射弹入水初期的空化现象和受力情况进行理论分析,然后应用ABAQUS有限元仿真软件,分别研究射弹质心位置以及空化器结构对入水稳定性的影响,最终得到入水稳定性最佳的射弹结构外形。(3)应用ANSYS/CFX流体力学分析软件,对入水稳定性良好的射弹进行空气动力学仿真分析,计算多个攻角以及多个马赫数下的气动参数,研究射弹的气动特性,得出射弹具备飞行稳定性的最低条件,最终利用外弹道程序计算射弹的外弹道,根据计算结果,验证射弹在飞行5km之后能否还具有良好的入水速度和入水姿态。(4)利用AUTODYN有限元仿真软件进行射弹水下爆炸相关规律的仿真分析,首先研究了射弹壳体厚度对水下爆炸超压分布的影响,然后研究了水深变化对超压分布的影响,最后研究了多发射弹在水下同时起爆时的超压分布。根据本文研究,应用大口径舰炮进行近程反鱼雷是完全可行的,研究结果可为水下防御射弹的工程设计提供良好的参考。