一般而言，水下航行器都是由其携带的载荷与提供动力及控制的运载体部分所组成。传统的水下航行器都只携带一个载荷且是不可分的。本文所要研究的是一种可实现载荷分离的特殊水下航行器。作为国防科工委“十五”基础预研课题“低速水下航行器操纵性和载荷分离技术研究”的子课题，本文主要的研究重点是对载荷的分离技术进行研究。本文主要的工作内容与创新点有以下几个方面： 1．建立了基于广义矢量参数形式的水下航行器的空间运动方程以及变质量航行器的空间运动方程，并考虑到实际需要，分别使用欧拉角和四元数形式对其进行表示。 2．对载荷分离后的运动特性进行了研究，并建立了相应的运动模型。考虑到载荷分离后的安全性，建立了载荷分离后的碰撞模型，并对载荷的分离运动进行了仿真与分析。 3．对分离后载体段部分的进水过程进行了研究，并建立了进水的数学模型。研究了进水对载体的衡重参数的影响。推导了在给定进水模型下的载体的质量、质心位置以及转动惯量等参数的具体变化表达式；建立了进水时的载体运动方程。 4．建立了分离相关运动阶段的运动方程。考虑了载荷与载体在分离过程中的相互影响，使用拉格朗日方法对整个系统的运动过程建立了数学模型；并对水下航行器分离前后的运动分段进行了仿真与分析。