目前，世界上绝大多数潜射导弹都是冷发射，即先用高压空气将导弹弹出水面后导弹再点火发射，相较于陆地发射导弹始终在大气环境中飞行，潜射导弹要经历水中弹道、水中航行弹道，以及出水弹道三个重要阶段，才能进入大气环境中飞行。
出筒
目前导弹水下发射技术，都没有形成很成熟的理论，许多问题都需要通过开展相应的试验来解决。比较重要的几项试验，包括小比例模型弹水池静态发射试验，全尺寸模型弹水下动态发射试验，全尺寸导弹水下静态发射试验等。单是建成这一套试验体系，就是一项非常庞大的系统工程，耗资巨大，几百亿都不止，不是所有国家都能承担得起，迄今为止，能独立发展并掌握潜艇水下发射导弹技术的国家只有少数几个。
我国从20世纪60年代就开始了潜射导弹的出入水研究和试验，当时国外研制潜射导弹一共要经过地面、水面、水下七个阶段试验，而中国科研人员创造性地采用了三部试验方案，第一步先在陆地上的发射台发射。成功发射之后，再把导弹装进发射筒，模拟水下发射的环境。台、筒试验成功后，最后一步直接进行潜艇发射，这三步被称为“台筒艇”，在全世界绝无先例，大大节省了试验费用和周期。
水下发射导弹核心难点在于如何克服水压，并且始终保持平衡性。对于水压而言，潜艇要寻找一处海洋环境并不复杂的海域，这样才可以有效避免导弹发射失败。同时潜艇在发射时，需要距离海平面较近的位置，虽然这样很容易失去隐蔽性，但为了能够更好实现有效打击，就必须进行上浮，目前已知潜艇发射导弹距离是保持在几十米的水下。值得注意的是，现在很多国家都在研制能够在百米以下进行发射的技术。
为了能够保持发射时的平衡性，潜艇要装备一套较为复杂的发射系统，目前是以发射井系统为主，这种发射井的零部件较为复杂，其目的就是为了能够让导弹保持稳定性以及安全性。而且潜艇在水下发射弹道导弹一般都是采用垂直发射的方式，同时发射时潜艇还需要进行减速，从而保证导弹发射时的平稳。
水下发射弹道导弹的潜艇一般在水下30米深度以2节左右的速度航行，导弹置于发射筒内垂直装于潜艇中部。此时发射筒盖承受约3个大气压的水压，用高压气进行筒内增压，便可开启筒盖。为防止海水涌入待发的导弹发射筒，在筒口安装一层水密隔膜。
发射时，点燃燃气发生器，高温高压气体从发射筒底部喷入筒内，推动导弹穿透水密隔膜，在第一级火箭的助推下冲出水面并在空中飞行，第二级火箭进行接力助推，按预定弹道飞行后再入大气层对目标实施攻击。
最初的水下导弹发射，采用导弹飞离水面15-25米高度时１级火箭开始点火的方式。后来改为导弹发射离艇后，在水下一个安全的距离上点火，保证导弹在出水时有一个巨大的垂直向上运动的推力，以消除导弹出水时水面风浪的影响。
重达几十吨的导弹发射离艇后，必须立即向发射筒内灌注海水，弥补部分弹重。同时潜艇均衡水柜也抽水以保持潜艇的稳定性。发射产生的后坐力会使潜艇略微下沉，但不会对潜艇造成危险。
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