ในวิศวกรรมอุทกพลศาสตร์ปรากฏการณ์ซูเปอร์คาวิตาชันคือการสร้าง ฟอง อากาศคาวิตาชันเทียมเพื่อลดแรงเสียดทานที่ผิวของวัตถุใต้น้ำและช่วยให้เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูง การประยุกต์ใช้ได้แก่ ตอร์ปิโดและใบพัดแต่ในทางทฤษฎี เทคนิคนี้สามารถขยายไปใช้กับเรือใต้น้ำทั้งลำได้

ปรากฏการณ์โพรงอากาศ (Cavitation) คือ การเดือดภายในของของเหลวที่เกิดจากการไหลอย่างรวดเร็วรอบวัตถุการไหลของของเหลวรอบมุมแหลมต้องการความแตกต่างของความดันที่ สูงมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งความดันที่ต่ำมาก "หลังมุม" ในบริเวณเหล่านั้น ความดันอาจลดลงต่ำกว่าความดันไอซึ่งเป็นจุดที่ของเหลวเดือด

ศักยภาพในการเกิดโพรงอากาศวัดได้จากค่าเลขโพรงอากาศ แบบไร้มิติ ซึ่งเท่ากับผลต่างระหว่างความดันเฉพาะที่และความดันไอ หารด้วยความดันไดนามิกที่ระดับความลึกที่เพิ่มขึ้น (หรือความดันในท่อที่สูงขึ้น) ศักยภาพในการเกิดโพรงอากาศจะต่ำลง เนื่องจากความดันเฉพาะที่อยู่ห่างจากความดันไอมากขึ้น

โดยทั่วไปแล้ว ปรากฏการณ์โพรงอากาศ (cavitation) ถือเป็นปัญหาในวิศวกรรมอุทกพลศาสตร์ เนื่องจากฟองอากาศที่เกิดขึ้นจากพื้นผิวจะยุบตัวลงในภายหลัง การยุบตัวนี้ก่อให้เกิดแรงกระแทกขนาดเล็กที่มีความเข้มข้นสูง ซึ่งอาจสร้างความเสียหายให้กับพื้นผิวต่างๆ เช่น ใบพัดเรือและใบพัดปั๊ม

วัตถุซูเปอร์คาวิตติ้งคือวัตถุใต้น้ำความเร็วสูงที่ออกแบบมาเพื่อสร้างและรักษาฟองอากาศคาวิตติ้งที่ส่วนหัว ฟองอากาศจะขยายตัว (ไม่ว่าจะเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติหรือเสริมด้วยก๊าซที่สร้างขึ้นภายใน) เลยส่วนท้ายของวัตถุไป และป้องกันไม่ให้ด้านข้างของวัตถุสัมผัสกับของเหลว การแยกตัวนี้ช่วยลดแรงเสียดทานที่ผิวของวัตถุซูเปอร์คาวิตติ้ง ได้อย่างมาก

ลักษณะสำคัญของวัตถุที่เกิดโพรงอากาศขนาดใหญ่คือส่วนหัว ซึ่งโดยทั่วไปจะมีขอบคมรอบเส้นรอบวงเพื่อสร้างฟองอากาศ^{[ 1 ]} ส่วนหัวอาจมีข้อต่อและมีรูปร่างเป็นแผ่นแบนหรือกรวย รูปร่างของวัตถุที่เกิดโพรงอากาศขนาดใหญ่โดยทั่วไปจะเรียวเพื่อให้ฟองอากาศครอบคลุมวัตถุ หากฟองอากาศไม่ยาวพอที่จะครอบคลุมวัตถุ โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ความเร็วต่ำ ฟองอากาศสามารถขยายและยืดออกได้โดยการฉีดก๊าซแรงดันสูงใกล้กับส่วนหัวของวัตถุ^{[ 1 ]}

ความเร็วสูงมากที่จำเป็นสำหรับการเกิดปรากฏการณ์ซูเปอร์คาวิตาชันนั้น สามารถทำได้ชั่วคราวโดยการยิงกระสุนใต้น้ำและกระสุนที่พุ่งลงไปในน้ำ สำหรับการเกิดปรากฏการณ์ซูเปอร์คาวิตาชันอย่างต่อเนื่อง จะใช้ระบบขับเคลื่อนด้วยจรวด และสามารถส่งก๊าซแรงดันสูงจากจรวดไปยังส่วนหัวเพื่อเพิ่มขนาดของฟองอากาศคาวิตาชันได้

ความยากลำบากทางวิศวกรรมที่สำคัญในการออกแบบซูเปอร์คาวิตาชันคือเสถียรภาพเนื่องจากยานพาหนะซูเปอร์คาวิตาชันที่ถูกห่อหุ้มด้วยฟองอากาศอย่างสมบูรณ์จะไม่จมอยู่ใต้น้ำอีกต่อไป จึงไม่ได้รับแรงลอยตัวทางเลือกหนึ่งคือการห่อหุ้มยานพาหนะไว้ในฟองอากาศเพียงบางส่วน โดยมีส่วนท้ายที่จมอยู่ใต้น้ำเป็นตัวรองรับ แต่สถานการณ์เช่นนี้เป็นการแลกเปลี่ยนระหว่างการรองรับและแรงต้านที่เพิ่มขึ้น^{[ 2 ]}

โดยหลักการแล้ว วัตถุที่เกิดปรากฏการณ์ซูเปอร์คาวิตติ้งสามารถควบคุมได้ด้วยวิธีการต่างๆ ซึ่งรวมถึงวิธีการดังต่อไปนี้:

• ครีบลากที่ยื่นผ่านฟองอากาศเข้าไปในของเหลวโดยรอบ^{[ 3 ]}
• จมูกวัตถุที่เอียง
• ฉีดก๊าซเข้าไปในลักษณะไม่สมมาตรบริเวณใกล้จมูกเพื่อบิดเบือนรูปทรงของโพรงจมูก
• การปรับทิศทางแรงขับของจรวดผ่านระบบกิมบอลสำหรับหัวฉีดเดี่ยว
• แรงขับที่แตกต่างกันจากหัวฉีดหลายหัว^{[ 1 ]}

การประยุกต์ใช้หลักของปรากฏการณ์ซูเปอร์คาวิตาชัน ได้แก่ใบพัดซูเปอร์คาวิตาชันและตอร์ปิโดซูเปอร์คาวิตาชัน

ใบพัดซูเปอร์คาวิตติ้งถูกติดตั้งในเรือรบเรือแข่ง สมรรถนะสูง และเรือแข่งจำลอง รูปทรงของใบพัดช่วยบังคับให้เกิดคาวิตติ้งบนพื้นผิวด้านหน้าทั้งหมดที่ความเร็วสูง โพรงที่เกิดขึ้นจะยุบตัวลงไปด้านหลังใบพัด ทำให้หลีกเลี่ยงการแตกเป็นชิ้นเล็กชิ้น น้อย ที่เกิดขึ้นเมื่อใบพัดแบบธรรมดาเกิดคาวิตติ้งโดยไม่ตั้งใจ

ตอร์ปิโดซูเปอร์คาวิตติ้งถูกนำมาใช้ในกองทัพเรือโซเวียต (และรัสเซีย) สหรัฐอเมริกา เยอรมนี และอิหร่านเป็นอย่างน้อย ในระดับเล็ก กระสุนซูเปอร์คาวิตติ้งถูกนำมาใช้กับปืนใต้น้ำของเยอรมันและรัสเซีย^{[ 4 ]} และอาวุธอื่น ๆ ที่คล้ายกัน^{[ 5 ]}

กองทัพเรือโซเวียต ได้พัฒนา ตอร์ปิโดซูเปอร์คาวิตติ้งขนาดใหญ่รุ่นแรกคือVA-111 "Shkval" [ ^{6 ] [ 7 ] Shkval} ใช้ระบบขับเคลื่อนด้วยจรวดเพื่อให้ได้ความเร็วสูงสุด386 กิโลเมตรต่อชั่วโมง (240 ไมล์ต่อชั่วโมง; 208 นอต)ซึ่งเร็วกว่าความเร็วของตอร์ปิโดทั่วไปอย่างน้อยห้าเท่า เริ่มพัฒนาในปี 1960 ภายใต้ชื่อรหัส "Шквал" (Squall) VA-111 Shkval ได้เข้าประจำการ (เฉพาะในกองทัพเรือโซเวียต จากนั้นเป็นกองทัพเรือรัสเซีย ) ตั้งแต่ปี 1977 โดยเริ่มการผลิตจำนวนมากในปี 1978 มีการพัฒนารุ่นต่างๆ หลายรุ่น โดยรุ่นที่ประสบความสำเร็จมากที่สุดคือ M-5 ซึ่งแล้วเสร็จในปี 1972 ตั้งแต่ปี 1972 ถึง 1977 มีการทดสอบยิงมากกว่า 300 ครั้ง (95% ของการทดสอบเหล่านี้เกิดขึ้นในทะเลสาบ Issyk Kul )  

ในปี พ.ศ. 2537 กองทัพเรือสหรัฐฯเริ่มพัฒนา Rapid Airborne Mine Clearance System (RAMICS) ซึ่งเป็น ระบบ กำจัดทุ่นระเบิดในทะเล ที่คิดค้นโดย C Tech Defense Corporation C Tech เสนอให้ใช้กระสุนซูเปอร์คาวิตติ้งที่เสถียรทั้งในอากาศและในน้ำ^{[ 8 ] [ 9 ]}ในปี พ.ศ. 2543 ที่Aberdeen Proving Groundกระสุน RAMICS ที่ยิงจาก เรือรบ Sea Cobra ที่ลอยอยู่กลางอากาศ สามารถทำลายทุ่นระเบิดใต้น้ำได้สำเร็จหลายลูก ในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2552 Northrop Grummanได้เสร็จสิ้นขั้นตอนเริ่มต้นของการทดสอบ RAMICS เพื่อนำไปใช้ในกองทัพเรือ^{[ 10 ]}

สหรัฐอเมริกายังได้เผยแพร่ข้อมูลเกี่ยวกับตอร์ปิโดต่อต้านเรือรบแบบซูเปอร์คาวิตติ้งในปี 2547 ^{[ 11 ]}ซึ่งกระตุ้นให้กองทัพเรือหลายแห่งรีบดำเนินการตามมาในปี 2549 บริษัทผู้ผลิตอาวุธของเยอรมนีDiehl BGT Defence ได้ประกาศ ตอร์ปิโดซูเปอร์คาวิตติ้งของตนเองชื่อ Barracuda ซึ่งปัจจุบันมีชื่ออย่างเป็นทางการว่าSuperkavitierender Unterwasserlaufkörper ( ภาษาอังกฤษ: supercavitating underwater projectile ) ตามข้อมูลของ Diehl ตอร์ปิโดนี้มีความเร็วมากกว่า400 กิโลเมตรต่อชั่วโมง (250 ไมล์ต่อชั่วโมง; 220 นอต) ^{[ 12 ]} ในปีเดียวกันนั้นอิหร่านอ้างว่าได้ทดสอบตอร์ปิโดซูเปอร์คาวิตติ้งตัวแรกสำเร็จแล้ว ชื่อHoot (วาฬ) ในวันที่ 2-3 เมษายน 2549 แหล่งข้อมูลบางแห่งคาดการณ์ว่ามันมีพื้นฐานมาจากตอร์ปิโดซูเปอร์คาวิตติ้ง VA-111 Shkvalของรัสเซียซึ่งมีความเร็วเท่ากัน^{[ 13 ]}รัฐมนตรีต่างประเทศรัสเซียเซอร์เกย์ ลาฟรอฟปฏิเสธว่าไม่ได้จัดหาเทคโนโลยีให้กับอิหร่าน^{[ 14 ]}  

ในปี 2547 DARPAของสหรัฐฯยังได้ประกาศโครงการ Underwater Express ซึ่งเป็นโครงการวิจัยและประเมินผลเพื่อสาธิตการใช้ปรากฏการณ์ซูเปอร์คาวิตาชันสำหรับเรือใต้น้ำความเร็วสูง เป้าหมายสูงสุดของกองทัพเรือสหรัฐฯ คือเรือใต้น้ำประเภทใหม่สำหรับ ภารกิจ ชายฝั่งที่สามารถขนส่งบุคลากรของกองทัพเรือกลุ่มเล็กๆ หรือสินค้าทางทหารเฉพาะทางด้วยความเร็วสูงสุดถึง 100 นอต^{[ 15 ]} DARPA ได้มอบสัญญาให้กับ Northrop Grumman และGeneral Dynamics Electric Boatในช่วงปลายปี 2549 แม้ว่า Electric Boat จะประสบปัญหาในการสร้างแม้แต่แบบจำลองขนาดเล็ก [ ^{16 ] ใน} ปี 2557 Juliet Marine Systemsมีเรือต้นแบบชื่อGhostซึ่งเป็นเรือคาตามารันแบบซูเปอร์คาวิตาชัน [ ^{17 ] ทำให้}กองทัพเรือจีนพยายามสร้างเรือของตนเอง^{[ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]} สองปีต่อมาการวิจัยและพัฒนายังคงดำเนินต่อไปในสหรัฐอเมริกา^{[ 21 ]}

ในปี 2025 บริษัท ADDของเกาหลีใต้ได้เริ่มทดลองยานใต้น้ำแบบซูเปอร์คาวิตติ้งของตนเอง^{[ 22 ]}

ในตอนแรกคิดว่า ภัยพิบัติเรือดำน้ำเคิร์สค์เกิดจากตอร์ปิโดซูเปอร์คาวิตติ้ง Shkval ที่ผิดพลาด^{[ 23 ]}แม้ว่าหลักฐานในภายหลังจะชี้ไปที่ตอร์ปิโด 65-76 ที่ผิดพลาด ก็ตาม

คาดว่าการจมเรือบรรทุกสินค้าMV Ursa Major ของรัสเซีย ห่าง จากชายฝั่งสเปน16 ไมล์ทะเล (30 กม.) เมื่อวันที่ 23 ธันวาคม 2024 เกิดจากตอร์ปิโดซูเปอร์คาวิตติ้ง ทำให้เกิดรู ขนาด 50 เซนติเมตร (20 นิ้ว) ที่ตัวเรือ เรือลำนี้บรรทุกชิ้นส่วนเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ไปยังเกาหลีเหนือและยังไม่ทราบว่าใครเป็นผู้รับผิดชอบ^{[ 24 ]}  

• ปืนไรเฟิลสะเทินน้ำสะเทินบก APS
• ปืนพกใต้น้ำ SPP-1
• ใบพัดซูเปอร์คาวิตติ้ง

• สำนักงานวิจัยกองทัพเรือ (14 มิถุนายน 2547) กลศาสตร์และการแปลงพลังงาน: อาวุธใต้น้ำความเร็วสูง (ซูเปอร์คาวิตติ้ง) (D&I) สืบค้นเมื่อ 12 เมษายน 2549 จากหน้าแรกของสำนักงานวิจัยกองทัพเรือ
• Savchenko YN (ไม่มีวันที่ระบุ). CAV 2001 - การประชุมวิชาการประจำปีครั้งที่สี่ว่าด้วยเรื่องโพรงอากาศ - สถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนีย สืบค้นเมื่อ 9 เมษายน 2549 เก็บถาวรไว้ที่Wayback Machine
• Hargrove, J. (2003). การเกิดโพรงอากาศยิ่งยวดและเทคโนโลยีการบินและอวกาศในการพัฒนายานใต้น้ำความเร็วสูง ในการประชุมและนิทรรศการวิทยาศาสตร์การบินและอวกาศ AIAA ครั้งที่ 42มหาวิทยาลัยเท็กซัสเอแอนด์เอ็ม
• Kirschner และคณะ (ตุลาคม 2544) การวิจัยและพัฒนาปรากฏการณ์ซูเปอร์คาวิตาชันเทคโนโลยีป้องกันใต้น้ำ
• Miller, D. (1995). Supercavitation: going to war in a bubble. Jane's Intelligence Review . สืบค้นเมื่อ 14 เมษายน 2549 จากDefence & Security Intelligence & Analysis | Jane's 360
• Graham-Rowe และ Duncan. (2000). เร็วกว่ากระสุนปืนNewScientist , 167(2248), 26–30.
• Tulin, MP (1963). การไหลแบบซูเปอร์คาวิตติ้ง - ทฤษฎีการรบกวนเล็กน้อย. Laurel, Md, Hydronautics Inc.
• Niam JW (ธันวาคม 2014), การจำลองเชิงตัวเลขของการเกิดโพรงอากาศขนาดใหญ่

• กลุ่มวิจัยซูเปอร์คาวิตาชัน มหาวิทยาลัยมินนิโซตา
• "Barracuda" ของ Diehl BGT Defence - ตอร์ปิโดซูเปอร์คาวิตติ้งจากเยอรมนี
• โครงการ DARPA Underwater Express
• Global Security.org เกี่ยวกับปรากฏการณ์ซูเปอร์คาวิตาชัน
• วิธีการสร้างอาวุธซูเปอร์คาวิตติ้ง (Supercavitating Weapon), Scientific American