16世紀，真正的潛艇出現了。1578年，英國數學家威廉·伯恩寫了《發明與設計》壹書來描述潛艇。1620年，荷蘭出生的英國人科尼利厄斯·賈布斯·戴波爾制造了第壹輛有文字記錄的“亞機動車輛”。主要根據以前的設計，推進力由手動操作的槳產生。但也有人認為它只是“綁在水面艦艇下的壹個鐘形的東西”，根本不是潛艇。從1620到1624，它有兩個改進的模型在泰晤士河上進行實驗。2002年，BBC電視節目《建造不可能的事》播出[3]，凱爾？馬克·愛德華茲(Mark Edwards)根據當年的設計圖紙建造了壹艘載有兩人的德博爾潛艇，並成功潛入伊頓的多尼湖。
“潛水船”可以探索海底世界，但它們的軍事價值很快被發現。1648年，切斯特主教約翰·威爾金斯寫了《數學魔法》壹書，書中指出了潛艇在軍事戰略上的優勢:
1隱私:去世界上任何壹個海岸附近而不被發現或壓制。
2安全性:海盜和強盜無法搶劫水下船只；不穩定的潮汐和強烈的風雨不能影響海面以下25-30英尺(5-6步)；冰和霜不能危及潛艇艇員，即使是在北極和南極海域。
有效抵抗敵方海軍，摧毀並擊沈水面艦艇。
支援被水包圍或靠近水的地方，默默運送物資。
5本身就是壹個有用的水下試驗場。
第壹艘用於軍事目的的潛艇出現在美國獨立戰爭中。美國耶魯大學的大衛·布什內爾建造了這只海龜。通過踏板閥向水箱註水，該船可以潛入水下6米，並在水下停留約30分鐘。該艇配備有兩個手搖螺旋槳，這使得該艇能夠獲得大約3節的速度，並控制該艇的升降。船裏有壹個手動壓力泵，可以把水箱裏的水排出去，讓船浮起來。艇外攜帶可由定時引信引爆的炸藥包，可放置在艇內敵艦底部。只有壹個人可以操作裏面的舵和螺旋槳。1776年，海龜試圖攻擊HMS鷹號，沒有成功，但這是潛艇攻擊軍艦的第壹次嘗試。
歷史上第壹艘成功擊沈敵艦的潛艇是在美國內戰時期。霍勒斯·勞森·亨裏建造了潛水艇“漢利號”，有八名船員，由曲柄驅動。炸藥從它的前端延伸出來，碰到敵艦就爆炸。1864 2月17日晚9時，成功擊沈北方聯邦號(USS Housatonic)護衛艦，但也因爆炸產生的漩渦而沈沒。
到目前為止，潛艇都是靠人力推進，這就限制了潛艇的發展。這時蒸汽機已經被發明出來，並應用於鐵路運輸和水面艦船。蒸汽機在潛艇上的應用促進了潛艇動力裝置的發展，在潛艇設計者的不斷努力下，終於出現了壹種以機械為動力的現代化潛艇。
65438+80年代，潛艇日益進步，各國逐漸意識到其重要性。美國、英國、法國、瑞典、意大利、德國和俄羅斯都熱衷於研發。1878年，英裔美國人約翰·菲利普·霍蘭致力於這項工作。1900年4月，美國政府購買了其潛艇荷蘭9號，將其編入美國海軍。從此，潛艇正式成為海軍艦艇。1898年，法國人馬克西姆·勞博夫(Maxim Laubov)首先建造了雙船體結構的“獨角鯨”，在兩個船體之間儲存壓艙水，優點是大大增加浮力。這後來成為壹種蘇聯潛艇。
18年底到19年底是潛艇發展的重要時期。1801年，潛艇鸚鵡螺號由美國人r·富爾頓建造，鐵架銅殼，長7米，攜帶兩枚水雷，4人操作。折疊式桅桿用在水上，由帆提供動力。水下是靠手推螺旋槳推進的。65438+20世紀60年代，美國內戰期間，邦聯軍隊建造的潛艇亨利號長約12米，呈雪茄形。它由8個人以4節的速度搖動螺旋槳推進，並用水雷攻擊敵艦。1864年2月17日夜，“亨利”號用水雷擊沈了北軍軍艦“豪薩·托尼克”號，這是潛艇擊沈軍艦的首例。1880年9月，中國在天津建造了第壹艘潛艇。船呈橄欖形，在水下行駛時非常靈活。它可以秘密地把水雷送到水下，並把它們放在敵艦下面。
早期的潛艇都是靠人力推進，速度很慢。1863年，法國建造了“潛水員”號潛艇，由功率為58.8千瓦(80馬力)的壓縮空氣發動機驅動，航速2.4節。可在水下潛水3小時，潛水深度12米。1886年，英國建造了潛艇鸚鵡螺號(Nautilus)，以電池動力推進，航速6節，續航力約80海裏。1897年，美國建造了“荷蘭”ⅵ型潛艇，在水面使用33千瓦(45馬力)汽油發動機動力裝置，航速7節，續航力1000海裏。以水下電機為動力，航速5節，續航力50海裏，是潛艇雙推進系統的開端。
早期潛艇使用的武器主要是掛在艇體上的定時引爆炸藥或水雷。1866年，英國人r·懷特海制造了第壹枚魚雷。1881年，t .諾德費爾德和g .加勒特建造的潛艇諾德費爾德首次裝備魚雷發射管；同年，美國建造的“荷蘭二號”潛艇裝備了能在水下發射魚雷的魚雷發射管，這是潛艇發展史上的重要發展。
早在65438+50年代，法國海軍的壹位工程師就提出了改裝機械動力潛艇的建議，也有很多人在這方面進行了嘗試。
1863年，法國建造了壹艘名為“潛水員”的潛艇。船體模仿海豚的外形設計，長42.67米，排水量420噸。以59千瓦(80馬力)的蒸汽機為動力，航速2.4節，可在水下下潛3小時，下潛深度12米。由於“潛水員”號由蒸汽機提供動力，其尺寸超過了當時所有的潛艇，成為20世紀前最大的潛艇。“潛水員”潛艇的動力裝置雖然有了質的飛躍，但受限於當時的設計水平。當通過加壓載使浮力等於零時，潛艇失控，水下航行穩定性差。另外，潛艇在水下航行需要大量的空氣，這在當時幾乎是壹個無法解決的問題。結果，“潛水員”最終以失敗告終。
蒸汽機作為潛艇的動力失效後，潛艇設計者不得不另辟蹊徑，為潛艇尋找更好的動力裝置。1886年，英國建造了壹艘以電池為動力的潛艇(又名“鸚鵡螺號”)，並成功在水下航行，航速6節，續航力約80海裏。自此，電力推進裝置為潛艇的水下航行展現了廣闊的前景。
但是美國潛艇設計師約翰·霍蘭為現代潛艇的發展做出了最大的貢獻。
約翰·霍蘭德1841年出生於愛爾蘭利斯克納，父親是英國海岸警衛隊的雇員。父親的職業生涯讓霍蘭德從小就對海洋和戰艦充滿好奇。中學畢業前，父親不幸去世，年幼的霍蘭德被迫完成學業，在壹所學校當科學老師，挑起家庭生活的重擔。在此期間，霍蘭德壹邊工作，壹邊設計潛艇。1873年，荷蘭辭掉老師，帶著自己的潛艇設計圖去了美國。在美國，當他在壹所天主教學校教書時，他完善了他的潛艇設計。
1875年，荷蘭將建造新潛艇的計劃送交美國海軍部。但美國海軍還記得3年前耗資5萬美元建造的名為“智慧之鯨”的小型手動潛艇的沈沒，所以斷然拒絕了荷蘭的方案。被拒的荷蘭並沒有因此而卻步。他很快得到了由壹些流亡美國的愛爾蘭革命者組成的“費尼亞協會”的大力支持。在“芬尼亞學會”的支持下，經過三年的努力，荷蘭終於在1878下水了他的第壹艘潛艇。
這艘名為“荷蘭-I”的潛艇是壹艘單人潛艇。該艇長5米，裝有1汽油內燃機，能以每小時3.5海裏的速度航行。但由於潛艇水下航行時內燃機所需空氣的問題壹直沒有解決，潛艇壹潛入水下發動機就停止了工作。雖然這是壹艘不成功的潛艇，但荷蘭在其中積累了經驗，為下壹步建造新潛艇奠定了基礎。
這時，“費尼亞學會”對荷蘭的潛艇發展提出了要求:建造的潛艇大到足以有效作戰，小到可以塞進專門的商船船艙。這艘商船被要求偽裝成民船穿越大西洋。遇到敵艦時，特種商船放出潛艇攻擊敵人。根據這壹特殊要求，1881年，霍蘭德成功建造了自己的第二艘潛艇，並將其命名為“霍蘭德-II”(又名“費尼亞拉姆”)。該艇長約10米，排水量19噸。配備11 kW內燃機。為了解決縱向穩定性問題，荷蘭為潛艇安裝了升降舵。同時，他還在艇上安裝了壹門火炮，使潛艇“費尼亞·拉姆”號能夠在水下發射魚雷，在水面上進行炮戰。“芬尼亞拉姆”號的建成極大地鼓舞了公眾，也被認為是潛艇發展史上的壹個重要裏程碑。
65438+80年代後期，潛艇的發展引起了更多國家的興趣。1893年，潛艇古斯塔夫·齊德號在法國下水，長約45.7米，排水量266噸。它由電機驅動的螺旋槳驅動。它是當時世界上最先進的潛艇。
古斯塔夫·齊德號潛艇的成功促使荷蘭更加努力。然而，就在荷蘭全力以赴制造自己的第三艘潛艇時，“芬尼亞學會”的壹些成員對荷蘭無休止的實驗失去了信心，在壹天晚上秘密運送了“芬尼亞拉姆”號和正在建造的第三艘潛艇。從此，荷蘭與“芬尼亞社”分道揚鑣。
沒有了“芬尼亞學會”的支持，荷蘭不得不暫時停止對潛艇的研究，在壹家氣槍公司當繪圖員。但是不屈不撓的科學家永遠不會被困難嚇倒。在朋友們的大力支持下，他創辦了“肛魚潛艇公司”。此時，他與炮兵艦長紮林斯基合作，建造了自己的第四艘潛艇“紮林斯基”號。1886年“紮林斯基”號下水時，由於船臺坍塌，全船被毀。“紮林斯基”號的失敗給了荷蘭壹個暫時的喘息機會。
幾乎在荷蘭失敗的同時，壹位名叫艾薩克·伯爾的西班牙海軍上校在1889年設計了壹艘由機遇號推進的潛艇。不幸的是，因為艾薩克·伯爾與他的老板不和，他的老板不顧國家利益拒絕了他的計劃。
美國政府得知這壹消息後，為了贏得與西班牙的競爭，海軍部在1893舉行了潛艇設計大賽。荷蘭在這次比賽中獲得了冠軍。隨著競賽的勝利，荷蘭在1895年獲得了制造潛艇的訂單，並從美國海軍部獲得了15000美元的資金。於是霍蘭德開始設計他的第五艘潛艇。
為了建造壹艘像樣的潛艇，荷蘭從壹開始就註意解決阻礙潛艇發展的問題。為此，他反復研究，簡化方案，終於建成了自己的第五艘潛艇——“潛水員”。該艇長26米，有用於水面航行的推進裝置——蒸汽機動力裝置和用於水下航行的推進裝置——電動機。“潛水員”由此成為潛艇雙推進系統的鼻祖。但由於戰爭的需要，在“潛水員”的建造過程中，美國海軍部要求荷蘭將“潛水員”用於水面作戰。但霍蘭德認為，不會按照這個要求制造出令人滿意的潛艇。於是霍蘭德放棄了“潛水員”號的建造，歸還了海軍部的資金，開始用自己的錢設計建造新潛艇。
1897年5月17日，56歲的荷蘭終於成功制造出潛艇“荷蘭-ⅵ”。該艇長15m，配備33.1 kW (45馬力)汽油發動機和電池供電電機。它是最新的雙推進潛艇。在水上航行時，以汽油機為動力，時速可達7海裏，續航力1000海裏。水下潛水時以電機為動力，速度可達每小時5海裏，續航能力50海裏。艇* * *有5名艇員，武器是艦首的壹個魚雷發射管(裝3枚魚雷)和2門火炮(分別為1前進和1後退)。火炮通過操縱潛艇船體瞄準目標。該艇可在水下發射魚雷，水上航行平衡，下潛迅速，機動靈活。這是霍蘭德壹生中設計建造的最後壹艘潛艇。為了紀念這位偉大的先驅，人們把它叫做“荷蘭”。雙推進系統在該潛艇上的應用，使該潛艇在潛艇發展史上獲得了前所未有的成功，從而奠定了荷蘭“現代潛艇之父”的地位。
但是霍蘭德的成就並沒有給他帶來任何好處。由於美國海軍部壹些官員的偏見和挑剔，這艘潛艇沒有被海軍部采用，但這位偉大的發明家卻遭到了惡毒的嘲諷。無情的打擊使得當時63歲的霍蘭德憤怒地辭職。從此，壹代潛艇大師被迫停止了他們熱愛的事業，最終因肺炎去世，享年73歲。
雖然“荷蘭”號潛艇取得了輝煌的成就，但在19年底和20世紀初，法國在潛艇領域也處於領先地位。1899年，法國科學家勞貝夫設計的潛艇“納維爾”號在法國下水。
“納維爾”號與其他潛艇的不同之處在於，它的內殼外面覆蓋著壹層外殼。這使得“納維爾”號不僅擁有類似魚雷艇的外殼，還擁有根據潛艇要求設計的內殼。船員和所有設備都裝在耐壓的內殼裏。內殼和外殼之間的空間被用作壓載艙，以控制潛艇下潛和漂浮。當壓載艙的水被排除後，該艇可以像魚雷艇壹樣適航，使其水面航行速度達到每小時11海裏，續航力500海裏。當壓載艙裝滿水後，納維爾號將和以前的潛艇壹樣，其水下短距離速度可以達到每小時8海裏，即使在水下航行幾個小時，其水下速度也可以達到每小時5海裏。
不過，也有觀點認為，雙殼結構並非源於“納維爾”號潛艇，而是由美國青年西蒙·萊克首創。19上世紀90年代，受法國著名科普作家儒勒·凡爾納的科幻小說《海底兩萬裏》的影響，西蒙·萊克投身於潛艇的研究。
萊克向親戚借了壹筆錢，通過努力，於1893年建造了自己的第壹艘潛艇——小亞古爾爸爸號。“小亞古爾爸爸”號也許是自“海龜”艇以來潛艇史上最不體面的潛艇。它看起來像壹個特大號的木制櫥櫃，長4.2米，高1.5米。船體由松木制成，內襯帆布墊。船體上方有壹個小艙口蓋，船體底部有三個木輪(壹個在前，兩個在後)。車輪然後由手搖曲柄驅動，“小亞古爾爸爸”艇與其他潛艇相比是獨壹無二的。它沒有羊皮口袋，水泵，水箱等。用於註水和排水。而是裝上足夠沈入海底的壓艙物，然後在海底用輪子滾動推進。如果它想升到海面，只要扔掉壓艙物，它就能浮起來。
然而，萊克最初建造潛艇並不是為了軍事目的，而是完全被迷人的水下生物所吸引。從“小亞古爾爸爸”建造之初，他就以為自己可以走出潛艇，以便收集水下生物。於是他在潛艇裏安裝了空氣壓縮設備，設置了氣閘艙。萊克使壓縮空氣設備產生的氣壓等於船外的海水壓力，這樣當氣閘艙的門打開時，人們可以在潛水中走出船外，但海水不會湧入氣閘艙。人們把這種防止海水湧入船內，人們可以從船的艙口自由進出的閘門稱為閥門或水門。在閥門的幫助下，萊克和他的夥伴在迷人的紐約灣海底收集了許多海洋生物，玩得很開心。
之後萊克開始對“小亞古爾爸爸”進行持續修改，完成於1897。改裝後的潛艇被命名為“亞古爾”號。無論是在水上還是水下航行，該船都由22千瓦(30馬力)的汽油發動機驅動。因為汽油機工作時需要空氣，所以Lake配備了可以伸出水面的吸氣管和排煙管。同時取消固體壓載，用壓載水艙驅動潛艇升降。為了提高潛艇的適航性，萊克還在進氣管和排煙管上包裹了壹層外殼，使亞古爾號的外觀類似於現代潛艇上層建築的第二船體(即潛艇的指揮臺)。經過改裝，潛艇“亞古爾”號在漂浮和潛水時都比較穩定，可以將內燃機在水下工作時使用的通氣管延長到適當的深度，從而延長潛艇的水下滯留時間。
1898年，潛艇“亞古爾”號靠自身動力從諾福克駛往紐約，成為第壹艘在公海航行的潛艇。萊克的第二艘潛艇“保護者”號也於1901下水。他很想把潛艇獻給祖國，用來對敵作戰。湖潛最大的特點是艇員可以在水下自由出入潛艇，所以可以派人進行水下作業、掃雷、布雷。但是美國海軍部拒絕了萊克的提議。萊克不得不出國尋求自己的位置，從而埋沒了壹代海底發明家的才華。
在19世紀的最後10年，潛艇至少成為了具有潛在威懾力的武器。但當時英美等海軍強國對潛艇仍持懷疑態度，壹直認為潛艇只是弱國用來偷襲的武器，阻礙了潛艇的發展。然而，當1898年法國潛艇古斯塔夫·齊德號用魚雷擊沈英國戰列艦馬欽塔號時，英國人終於醒悟過來，強烈要求英國政府迅速采取行動，反擊法國人正在以驚人的速度建造潛艇的新的海上威脅。同樣，德國和俄羅斯也在不經意間意識到潛艇可能成為實用武器，投身到潛艇建造的熱浪中。在第壹次世界大戰前的幾年裏，潛艇終於變得更大更好，並以前所未有的速度增加。但由於此時潛艇的發展，它的速度仍然不快，距離也不遠，魚雷也很少，而且由於不能長時間在水下潛水，只能承擔保護自己海岸和基地附近巡邏的任務。
20世紀初，潛艇裝備逐漸完善，性能逐漸提高，出現了具有壹定實戰能力的潛艇。這些潛艇具有良好的適航性，排水量達數百噸。采用柴電雙推進系統，水面航速約10 ~ 15節，水下航速6 ~ 8節，續航能力明顯提高。主要武器是火炮、水雷和魚雷。第壹次世界大戰前，主要海軍國家擁有260多艘潛艇，成為重要的海軍作戰力量之壹。