概述
潜艇是一种能潜入水下活动和作战的舰艇，也称潜水艇，是海军的主要舰种之一。潜艇在战斗中的主要作用是：对陆上战略目标实施核袭击，摧毁敌方军事、政治、经济中心；消灭运输舰船、破坏敌方海上交通线；攻击大中型水面舰艇和潜艇；执行布雷、侦察、救援和遣送特种人员登陆等。
按作战使命分为攻击潜艇与战略导弹潜艇；按动力分为常规动力潜艇（柴油机-蓄电池动力潜艇）与核潜艇（核动力潜艇）；按排水量分，常规动力潜艇有大型潜艇（2000吨以上）、中型潜艇（600～2000吨）、小型潜艇（100～600吨）和袖珍潜艇（100吨以下），核动力潜艇一般在3000吨以上；按艇体结构分为双壳潜艇、个半壳潜艇和单壳潜艇。
战略导弹潜艇。用于对陆上重要目标进行战略核袭击。多为核动力，也有常规动力的。主要武器是潜地导弹，并装备有鱼雷。
核动力战略导弹潜艇水下排水量5000～30000吨左右，水下航速20～30节，下潜深度300～500米，自给力60～90昼夜。常规动力战略导弹潜艇水下排水量3500吨左右，水下航速14～15节，下潜深度约300米，自给力30～60昼夜。
攻击潜艇。用于攻击水面舰船和潜艇。有核动力和常规动力两种。主要武器是鱼雷、水雷和反舰、反潜导弹。核动力攻击潜艇水下排水量3000～7000吨，水下航速30～42节，下潜深度300～500米，有的可达700余米，自给力60～90昼夜。常规动力攻击潜艇水下排水量600～3000吨，水下航速15～20节，下潜深度200～400米，自给力30～60昼夜……
潜艇之所以能够发展到今天，是因为它具有以下特点：能利用水层掩护进行隐蔽活动和对敌方实施突然袭击；有较大的自给力、续航力和作战半径，可远离基地，在较长时间和较大海洋区域以至深入敌方海区独立作战，有较强的突击威力；能在水下发射导弹、鱼雷和布设水雷，攻击海上和陆上目标。
但其自卫能力差，缺少有效的对空防御武器；水下通信联络较困难，不易实现双向、及时、远距离的通信；探测设备作用距离较近，观察范围受限，掌握敌方情况比较困难；常规动力潜艇水下航速较低，充电时须处于通气管航行状态，易于暴露。
构成
主要有艇体、操纵系统、动力装置、武器系统、导航系统、探测系统、通信设备、水声对抗设备、救生设备和居住生活设施等。
艇体
双壳潜艇艇体分内壳和外壳，内壳是钢制的耐压艇体，保证潜艇在水下活动时，能承受与深度相对应的静水压力；外壳是钢制的非耐压艇体，不承受海水压力。内壳与外壳之间是主压载水舱和燃油舱等。单壳潜艇只有耐压艇体，主压载水舱布置在耐压艇体内。
个半壳潜艇，在耐压艇体两侧设有部分不耐压的外壳作为潜艇的主压载水舱。潜艇艇体多呈流线型，以减少水下运动时的阻力，保证潜艇有良好的操纵性。
耐压艇体内通常分隔成3～8个密封舱室，舱室内设置有操纵指挥部位及武器、设备、装置、各种系统和艇员生活设施等，以保证艇员正常工作、生活和实施战斗。
艇体中部有耐压的指挥室和非耐压的水上指挥舰桥。在指挥室及其围壳内，布置有可在潜望深度工作的潜望镜、通气管及无线电通信、雷达、雷达侦察告警接收机、无线电定向仪等天线的升降装置。
操纵系统
用于实现潜艇下潜上浮，水下均衡，保持和变换航向、深度等。潜艇主压载水舱注满水时，增加重量抵消其储备浮力，即从水面潜入水下。用压缩空气把主压载水舱内的水排出，重量减小，储备浮力恢复，即从水下浮出水面。
艇内设有专门的浮力调整水舱，用于注入或排出适量的水，以调整因物资、弹药的消耗和海水密度的改变而引起的潜艇水下浮力的变化。
艇首、艇尾还设有纵倾平衡水舱，通过调整首、尾平衡水舱水量以消除潜艇在水下可能产生的纵倾。艇首和尾部各设有一对水平升降舵，用以操纵潜艇变换和保持所需要的潜航深度。艇尾装有螺旋桨和方向舵，保证潜艇航行和变换航向。
动力装置
柴电动力
最早期曾经尝试过做为潜艇动力来源的有压缩空气、人力、蒸气、燃油和电力等等。而真正成熟的第一种潜艇动力来源是以柴油机配合电动马达(柴电)做为共同的动力来源。
第一次世界大战之前，潜艇开始使用柴油机配合电动马达作为潜艇的动力来源。这种动力是第一种潜艇用机械动力。柴油机负责潜艇在水面上航行以及为电瓶充电的动力来源，在水面下，潜艇使用预先储备在电瓶中的电力航行。
由于电瓶所能够储存的电力必须提供全舰设备使用，即使采取很低的速度，也无法在水面下长时间的航行，必须浮上水面充电。后来出现的呼吸管则使得潜艇的潜航能力增加。
呼吸管在第二次世界大战前由荷兰开发出来，其后由德国进一步的改良并首先使用在他们的潜艇上面。呼吸管的基本构造很简单，就是一个可以伸长的通气管，将外界的空气引导至柴油引擎，产生的废气也经由呼吸管排送出去，另外再附加防止海水进入以及将进入的海水排除的管线。
通过使用呼吸管可以让潜艇在潜望镜深度情况下使用柴油机，这样潜艇就不必上浮即可补充电力。呼吸管的使用大幅改变当时潜艇的作业方式与弹性。
在使用呼吸管以前，潜艇一定要浮出海面进行换气和充电的作业，而这个作业时间限制在夜间。采用呼吸管之后，潜艇只需要将呼吸管伸出海面就得以进行充电的工作，不仅降低潜艇被发现的机率，也扩展潜艇可以充电的时机。
针对这个威胁，盟军是利用巡逻机携带的特殊雷达来寻找微小的呼吸管，即使无法击沉潜艇，至少也要迫使它无法充电而没有能力持续的追踪与攻击。
核动力
核动力是继柴电动力之后发展的又一种动力。核动力的原理是通过核子反应炉产生的高温让蒸汽机中产生蒸气之后驱动蒸气涡轮机，来带动螺旋桨或者是发电机产生动力。
最早成功在潜艇上安装核子反应炉的是美国海军的鹦鹉螺号潜艇，目前全世界公开宣称拥有核子动力的国家有5个，其中以美国和俄罗斯的使用比例最高。美国甚至在1958年宣布不再建造非核动力潜艇。
核动力潜艇相比于传统的柴电潜艇，具有动力输出大，动力续航高（由于核动力潜艇的燃料的补充更换通常在10年以上，相比于仅仅几周或几月的柴电动力潜艇要大大增加，所以也通常被视为无限续航），速度快等优点。
但核动力潜艇却有技术难度大，稳定性差，建造费用高，噪音大以及维护要求高的缺点。由于柴电潜艇和不依赖空气推进技术的发展，核动力潜艇已经不再是先进潜艇动力的唯一标准。
不依赖空气推进系统
1930年，德国沃尔特博士提出以过氧化氢做为燃料的动力机系统，经过数年的研究和试验，在二战末期，沃尔特发明了“沃尔特式动力机”，原理是通过燃烧过氧化氢推动内燃机工作，由于过氧化氢燃烧反映产生氧气，所以不需要额外空气，但是早期的沃尔特式动力机并不可靠，因为过氧化氢容易发生自燃反应，因此德国只生产几艘以过氧化氢为动力的潜艇。
第二次世界大战之后，许多国家开始研究其他可能的替代动力来源，以延长潜艇在水面下持续作业时间，采用柴油机与电力马达加上电瓶的搭配，但是在潜艇中携带氧化剂或者是其他不需要氧气助燃的设备，如此一来可以在水面下驱动柴油机进行充电，或者是由新的动力来源为电瓶充电与驱动电力马达。
尽管不依赖空气推进拥有大大提高了柴电动力潜艇的能力，但由于过氧化氢等氧化剂的稳定性差，使得不依赖空气推进的安全性常被质疑。
实际上无论早期沃尔特试验还是二战后美国，苏联的深入研究，都出现了或多或少的事故以及问题。
现代不依赖空气推进装置类别主要为空气封闭柴油机、闭式循环汽轮机、斯特灵闭式动力机以及燃料电池等。
武器系统
主要有弹道导弹、巡航导弹、反潜导弹、鱼雷、水雷武器及其控制系统和发射装置等。
弹道导弹，是战略导弹潜艇的主要武器，用于攻击陆上重要目标，一艘战略导弹潜艇装有弹道导弹12～24枚。一艘攻击潜艇可携带巡航导弹、反潜导弹8～24枚或鱼雷12～24枚。巡航导弹，有战术巡航导弹和战略巡航导弹。战术巡航导弹，主要用于攻击大、中型水面舰船；战略巡航导弹，主要用于攻击陆上目标。
反潜导弹，是一种火箭助飞的鱼雷或深水炸弹，有的采用核装药，主要用于攻击水下潜艇。
鱼雷，有声自导鱼雷和线导鱼雷，主要用于对舰、对潜攻击。潜艇使用的水雷，多为沉底水雷，主要布设在敌方基地、港口和航道，用于摧毁敌方舰船。
武器控制系统多采用数字计算机，可同时计算跟踪多批目标，提供决策依据，求出最佳攻击目标的射击阵位，并计算出数个目标的射击诸元，实现武器射击指挥自动化。
导航系统
包括磁罗经、陀螺罗经、计程仪、测深仪、六分仪、航迹自绘仪，自动操舵仪和无线电、星光、卫星、惯性导航设备等。惯性导航系统能连续准确地提供潜艇在水下的艇位和航向、航速、纵横倾角等信息。“导航星”全球定位系统使用后，潜艇在海上瞬间定位精度达10米左右。
探测设备主要有潜望镜、雷达、声呐以及雷达侦察告警接收机。潜艇在水下将潜望镜的镜头升出水面，可用目力观察海面、空中和海岸情况，测定目标的方位、距离和测算其运动要素。现代潜艇在潜望镜上安装有激光测距、热成像、微光夜视等传感器，具有夜间观察、照相和天体定位等功能。
雷达，通过雷达升降天线能在水下一定深度测定目标的方位、距离和运动要素，保证潜艇航行安全和对水面舰船实施鱼雷或导弹攻击，雷达侦察告警接收机的天线采用专门的升降桅杆或寄生于其他升降装置上，保证潜艇在潜望镜航行状态时对敌方雷达的侦察告警。
声呐是潜艇水下活动时的主要探测工具，有噪声声呐和回声声呐。噪声声呐能对舰船进行被动识别、跟踪、测向和测距；回声声呐能主动测定目标的方位、距离和运动要素。此外，还有探雷声呐、测冰声呐、识别声呐和声线轨迹仪等。
通信设备
主要有短波、超短波收发信机，甚长波收信机，卫星通信和水声通信设备等。潜艇向岸上指挥所报告情况主要利用短波通信，接收岸上指挥所电讯主要用甚长波收信机，同其他舰艇、飞机或沿岸实施近距离通信联络主要利用超短波通信。
潜艇可以利用升降天线在一定深度收信，若使用拖曳天线，能在较大深度收信。卫星通信，可使潜艇通过卫星与岸上指挥所实施通信，通信距离远。
水声通信，用于同其他潜艇、水面舰艇的水下通信和识别。为保证通信的隐蔽性，潜艇一般采用单向通信方式，使用超快速通信系统，能使潜艇在极短的瞬间向岸上指挥所发信。
水声对抗设备主要有侦察声呐和水声干扰器材等。侦察声呐，用于侦察目标主动声呐发出的声波信息及其技术参数。水声干扰器材主要有水声干扰器、水声诱饵（潜艇模拟器）和气幕弹，用于压制、迷惑、诱开敌方声呐的跟踪或声自导鱼雷的攻击。
救生设备
有失事浮标和单人救生器等。潜艇失事时，放出失事浮标以标志潜艇失事的位置，并与外界取得联系。单人救生器可供艇员通过鱼雷发射管、指挥室或专为脱险用的救生闸套离艇出水。
在潜艇主压载水舱内还装有应急吹排水系统，潜艇失事时，可由潜艇或救生艇注入高压气体排出主压载水舱内的水，使潜艇浮出水面。
00居住生活设施
包括空气再生、大气控制、放射性污染检测、温湿度调节系统、生活居住以及饮食、用水、照明、排泄、医疗等设施，用于保持艇内适宜的生存和活动环境，保障艇员健康。
潜艇艇员呼吸的氧气主要来自四个方面：通气管装置、空调装置、空气再生装置和空气净化装置。
通气管装置是一种可以升降的管子，在近海海域或夜间航行时，潜艇有时上浮至潜望镜深度，在距水面几米或十几米深的地方伸出潜望镜观察水面及空中敌情，如条件允许，可将通气管升出水面，空气经管子进入潜艇舱室，舱内污浊空气可通过设在指挥台围壳后部的排气管装置用抽风机排出，使艇内空气对流，可以保持新鲜空气。
潜望镜深度在战术术语中称作危险深度，为了隐蔽起见，潜艇一般都不敢使用这种工作状态，因为它极易被敌反潜兵力发现，在近海还容易撞击或搅乱渔网等。
空调装置主要是保持艇内的温度、湿度等，使艇员有一个舒适的生活环境和工作条件，同时保证电子设备的正常工作，它本身并不能产生氧气。
空气再生装置是一种可以生成氧气的装置，它由再生风机、制氧装置、二氧化碳吸收装置等组成。工作时，风机将舱内污浊的空气经风管抽至二氧化碳吸收装置，消除二氧化碳，再在处理过的空气中加进由制氧装置产生的氧气，然后经风管送到各舱室供艇员呼吸，如此循环，以达空气再生的目的。
这种空气再生装置通常还可用电解水来制氧，它分解出的氧气可供70～100人呼吸数小时，但由于耗电过多，不适于常规潜艇。此外，还有一些预储氧气的方法，如再生药板、氧气瓶、液态氧和氧烛等。
再生药板是一种由各种化学物质及填料制成的多孔板，空气流过时，就能产生化学反应，生成氧气。一般潜艇上带的再生药板，可使用500～1500小时。
氧气瓶是将氧气储存起来的一种高压容器，使用时打开阀门即可放气，主要供潜水钟、深潜器等使用。液态氧也是一种与氧气瓶类似的高压容器，它可供100名艇员使用90天。
氧烛是一种由化学材料等制成的烛状可燃物，点燃后即可造氧。一根一尺长、直径3寸的氧烛所放出的氧气，可供40人呼吸一小时。
空气净化装置是将艇内空气中的有害气体和杂质控制在允许标准值以下的一种处理装置，常用的有以下四种：一是消氢燃烧装置，它主要是用电加热器将流过的空气加温，然后在催化燃烧床的催化作用下使氢、氧发生化学反应而生成水蒸气，氢就被燃烧掉了。
二是有害气体燃烧装置，其工作方式与第一种基本相同，只不过它所燃烧掉的是有害气体。
三是二氧化碳净化装置，它通过一种特殊药液来吸收二氧化碳。
四是活性炭过滤器，它是用活性炭作滤料，是由特制的炭组成的多孔性吸附剂来吸收各种有害气体，进而达到净化空气的目的。
中国潜艇的级别与历史
除基洛级，以及早期的031型、033型仍以原北约俄制G级与罗米欧级命名外，其他核潜艇以“长征”加序号命名；常规导弹潜艇以“远征”加序号命名；常规鱼雷潜艇以“长城”加序号命名；扫布雷舰以“州”命名；猎潜艇以“县”命名。
1950年8月，解放军海军的建军方针就明确指出：以现有力量为基础，重点发展鱼雷快艇、潜艇和海军航空兵等新力量(简称“空、潜、快”)，逐步建设一支强大的国家海军。
1954年6月，解放军海军第一支潜艇部队——海军独立潜水艇大队成立，下属两艘老式的小型潜艇——“新中国11号”和“新中国12号”。
抗日战争全面爆发前，中国海军曾订购当时非常先进的德国潜艇，以对付日本的野蛮入侵。但很不幸的是，潜艇被德国扣留，后来用于大西洋潜艇战。
二战后，美国为制止中国海军崛起，在向国民党海军提供海军装备时规定：水面舰艇最大只给护卫舰，决不给驱逐舰以上级别的舰艇；舰炮最大只给105毫米炮，决不给127毫米以上的舰炮；当时尚属尖端武器的潜艇更是绝对不给。
潜艇的历史
18世纪70年代，美国人D·布什内尔建成1艘单人操纵的木壳艇“海龟”号，通过脚踏阀门向水舱注水，可使艇潜至水下6米，能在水下停留约30分钟。
艇上装有两个手摇曲柄螺旋桨，使艇获得3节左右的速度和操纵艇的升降。艇内有手操压力水泵，排出水舱内的水，使艇上浮。艇外携一个能用定时引信引爆的炸药包，可在艇内操纵系放于敌舰底部。
1776年9月，“海龟”号潜艇偷袭停泊在纽约港的英国军舰“鹰”号，虽未获成功，但开创了潜艇首次袭击军舰的尝试。
潜艇发展至此，一直是由人力推进的，因此限制了潜艇的发展。而此时，蒸汽机已经发明并被应用到了铁路运输和水面舰船上。
蒸汽机在潜艇上的应用，推动了潜艇动力装置的发展，再加上潜艇设计者的不断努力，终于出现了以机械为动力的现代潜艇。
18世纪末到19世纪末是潜艇研制的重要时期。1801年，美国人R。富尔顿建造的“鹦鹉螺”号潜艇，艇体为铁架铜壳，艇长7米，携带两枚水雷，由4人操纵。水上采用折叠桅杆，以风帆为动力。水下采用手摇螺旋桨推进器推进。
19世纪60年代，美国南北战争中，南军建造的“亨利”号潜艇长约12米，呈雪茄形，用8人摇动螺旋桨前进，航速4节，使用水雷攻击敌方舰船。
1864年2月17日夜，“亨利”号用水雷炸沉北军战舰“豪萨托尼克”号，首创潜艇击沉军舰的战例。1880年9月，中国在天津建成第一艘潜艇，艇体形如橄榄，水下行驶，十分灵捷，可于水下暗送水雷，置于敌船之下。
早期的潜艇都是使用人力推进的，航速很慢。1863年，法国建造了“潜水员”号潜艇，使用功率58.8千瓦（80马力）的压缩空气发动机作动力，速度为2.4节，能在水下潜航3小时，下潜深度为12米。1886年，英国建造了“鹦鹉螺”号潜艇，使用蓄电池动力推进，航速6节，续航力约80海里。
1897年，美国建造了“霍兰”Ⅵ号潜艇，水面使用33千瓦（45马力）的汽油机动力装置，航速7节，续航力达到1000海里；水下使用电动机为动力，航速5节，续航力50海里，这是潜艇双推进系统的开端。
早期潜艇使用的武器，主要是艇体上挂带的定时引爆炸药包或水雷。1866年，英国人R。怀特黑德制成第一枚鱼雷。1881年，T。诺德费尔特和G。加里特建造的“诺德费尔特”号潜艇，首次装备鱼雷发射管；同年，美国建造的“霍兰”Ⅱ号潜艇安装有能在水下发射鱼雷的鱼雷发射管，这是潜艇发展史上的一项重要发展。
早在19世纪50年代，法国海军的一名工程师就提出了改装机械动力潜艇的建议，许多人也进行了这方面的尝试。
1863年，法国建成了一艘“潜水员”号潜艇。艇体模仿海豚的外形设计，长42.67米，排水量420吨。使用一部功率为59千瓦（80马力）的蒸汽机作动力，速度为2.4节，能在水下潜航3小时，下潜深度为12米。由于“潜水员”号采用了蒸汽机作动力，尺寸超过了当时所有的潜艇，成为了20世纪之前最大的一艘潜艇。
虽然“潜水员”号潜艇的动力装置有了质的飞跃，但它却受当时设计水平的限制，当增加压载使其浮力等于零时，潜艇下潜就失去了控制，水下航行的稳定性很差。另外，潜艇在水下航行时需要大量的空气，而这在当时几乎是无法解决的问题。于是，“潜水员”号最终以失败而告终。
蒸汽机作为潜艇的动力失败后，潜艇设计师们不得不另辟蹊径，为潜艇寻找更好的动力装置。1886年，英国建造了一艘使用蓄电池动力推进的潜艇成功地进行了水下航行，航速为6节，续航力约80海里。从此，电动推进装置为潜艇的水下航行展现了广阔前景。
但对现代潜艇的发展作出过最大贡献的，当属美国潜艇设计师——约翰·霍兰。
约翰·霍兰1841年出生在爱尔兰利斯凯纳镇，父亲是英国海岸警卫队的一名雇员。父亲的职业使霍兰从小就对海洋及战舰充满了好奇。
中学尚未毕业时，父亲不幸病故，年轻的霍兰被迫结束学业，到一所学校担任理科教员，以挑起家庭生活的重担。在此期间，霍兰一边工作，一边设计潜艇。
1873年，霍兰辞去了教师工作，带着他的潜艇设计图纸到了美国。在美国，他一边在一个都教会学校教书，一边完善着他的潜艇设计图。
1875年，霍兰将建造新型潜艇的计划送交美国海军部。但是，美国海军对3年前支付5万美金建造的一艘名为“智慧之鲸”的小型手操潜艇的沉没仍然记忆犹新，因此断然拒绝霍兰的计划。
遭到拒绝的霍兰却没有因此而却步，他很快就得到了流亡美国的由爱尔兰一些革命者组成的“芬尼亚社”的大力资助。在“芬尼亚社”的支持下，经过3年时间的努力，霍兰终于在1878年将自己的第一艘潜艇送下了水。
该潜艇被命名为“霍兰—Ⅰ”号，是一艘单人驾驶潜艇。艇长5米，装有1台汽油内燃机，能以每小时3.5海里的速度航行。
但由于潜艇水下航行时内燃机所需空气的问题没有解决，故潜艇一潜入水下发动机就停止了工作。虽然这是一艘不成功的潜艇，但霍兰却在它的身上积累了经验，为下一步建造新的潜艇打下了基础。
这时，“芬尼亚社”对霍兰的潜艇研制提出了要求：所建造的潜艇，大到足以能有效地进行作战，小到使其能够塞进特制的商船船舱。
这种商船要求可以装成民船的模样横渡大西洋。当遇到敌舰后，特殊商船将潜艇放出以攻击敌人。按照这一特殊要求，1881年，霍兰建造成功他的第二艘潜艇，命名为“霍兰—Ⅱ”号（也称“芬尼亚公羊”号）。
该艇长约10米，排水量19吨，装有一台11千瓦的内燃机。为解决纵向稳定性问题，霍兰为潜艇安装了升降舵。同时，他还在艇上安装了一门加农炮，使得“芬尼亚公羊”号潜艇既能在水下发射鱼雷，又能在水面进行炮战。“芬尼亚公羊”号的建成给公众以极大的鼓舞，在潜艇发展史上也被认为是一个重要的里程碑。
19世纪80年代末期，潜艇的发展引起了更多国家的兴趣。1893年，长约45.7米、排水量为266吨的“古斯塔夫·齐德”号潜艇在法国下水了。它以电动机带动螺旋桨推动。在当时各国所出现的潜艇中，它是最先进的一艘。
“古斯塔夫·齐德”号潜艇的成功促使霍兰更加努力了。但就在霍兰全力以赴投入他的第三艘潜艇制造之中时，“芬尼亚社”的一些成员对霍兰无终止的试验丧失信心，并在一天黑夜将“芬尼亚公羊”号以及建造中的第三艘潜艇偷偷地运走了。从此，霍兰与“芬尼亚社”分道扬镳。
失去了“芬尼亚社”的资助，霍兰只得暂时停下潜艇的研究而到一家汽枪公司担任了描图员的工作。但是不屈的科学家永远不会为困难所吓倒。在朋友们的大力支持下，他兴办了“肛鱼潜艇公司”。
这时他与炮兵上尉扎林斯基合作，又建造了他的第四艘潜艇“扎林斯基”号。1886年，当“扎林斯基”号建成下水时，因滑道倒塌而全艇被毁。“扎林斯基”的失败，反而使霍兰有了暂时的喘息余地。
几乎就在霍兰失败的同时，西班牙却有一个名叫艾萨克伯尔的海军上尉于1889年设计了一艘由时机推进的潜艇。不幸的是，因为艾萨克伯尔与上司不和，其上司竟然不顾国家利益而否定了他的计划。
美国政府得知这一消息后，为了在与西班牙的竞争中取胜，由海军部于1893年举办了一次潜艇设计大赛。霍兰大这次大赛中技压群芳，荣登榜首。
大赛的胜利使霍兰于1895年接到了制造一艘潜艇的定货单，并从美国海军部得到了15万美元的经费。于是霍兰又开始了他的第五艘潜艇的设计。
为了建造一艘像样的潜艇，霍兰从一开始就注意解决那些潜艇史上阻碍潜艇发展的问题。为此，他反复研究并数易方案，终于建成了他的第五艘潜艇——“潜水者”号。该艇长26米，拥有水面航行的推进装置——蒸汽机动力装置和水下潜航的推进装置——电动机。
“潜水者”号由此成为了潜艇双推进系统的鼻祖。但是，美国海军部出于战争的需要，在“潜水者”号建造期间，就要求霍兰能够使“潜水者”号用于水面作战。
但霍兰却认为，按照这种要求是不会制造出满意的潜艇的。于是，霍兰放弃了“潜水者”号的建造工作，归还了海军部的经费，开始用自己的钱来设计建造一艘新潜艇。
1897年5月17日，时年56岁的霍兰终于成功地制造出了“霍兰—Ⅵ”号潜艇。该艇长15米，装有33.1千瓦（45马力）汽油发动机和以蓄电池为能源的电动机，是一艘采用双推进的最新潜艇。
在水面航行时，以汽油发动机为动力，航速可达每小时7海里，续航力为1000海里。在水下潜航时，则以电动机为动力，航速可达每小时5海里，续航力50海里。该艇共有5名艇员，武器为一具艇首鱼雷发射管和两门火炮，火炮瞄准靠操纵潜艇艇体对准目标。
该艇能在水下发射鱼雷，水上航行平衡，下潜迅速，机动灵活。这是霍兰一生中设计和建造出的最后一艘潜艇。为了纪念这位伟大的先驱者，人们将其称为“霍兰”号。双推进系统在该艇上的运用，使这艘潜艇取得了潜艇发展史上前所未有的成功，从而奠定了霍兰作为“现代潜艇之父”的地位。
但是霍兰的成就并没有给他本人带来任何好处。由于美国海军部一些官员的偏见和挑剔，这艘潜艇不仅未被海军部采用，反而使这位大发明家受到了恶毒的嘲讽。
无情的打击使时年63岁的霍兰愤然辞职。从此，一代潜艇巨匠被迫停止了其心爱的事业，并最终因肺炎病逝，终年73岁。
尽管“霍兰”号潜艇取得了辉煌的成就，但在19世纪末20世纪初，法国在潜艇这一领域也同处领先地位。1899年，由法国科学家劳贝夫于设计的“纳维尔”号潜艇在法国下水。
“纳维尔”号与其他潜艇不同处在于，该艇在其内壳之外又包上了一层外壳。这使得“纳维尔”号既有一个酷似鱼雷艇似的外壳，又有一个按照潜艇要求设计的内壳，艇员及所有装备都装在耐压的内壳之中。内外壳之间的空间被充作压载水柜，并以此控制潜艇下潜和上浮。
当该艇排除压载水柜中的水之后，即可像鱼雷艇一样具有良好的适航性，使得其水面航行的速度达每小时11海里，续航力为500海里；当压载水柜中注满水之后，“纳维尔”又将与早先潜艇一样，它的水下短距离航速可达每小时8海里，即使在水下航行数小时，其水下航速也可达每小时5海里。
不过，也有一种意见认为，双层壳体结构并非起源于“纳维尔”潜艇，而是由美国青年西蒙·莱克首创。19世纪90年代，西蒙·莱克由于受了法国著名科普作家儒勒·凡尔纳的科幻小说《海底两万里》的影响，单枪匹马地投入到潜艇的研究之中。
莱克从亲戚那里借来一笔钱，经过努力，于1893年建成了他的第一艘潜艇——“小亚古尔爸爸”号。“小亚古尔爸爸”号也许是潜艇史上自“海龟”艇以来最不像样的潜艇。它看上去像一个特大的木柜子，长4.2米，高1.5米。艇体以松木板内衬帆布垫建造而成。艇体上方有个小舱盖，艇底安有三个木头轮子（前面一个，后面两个）。
轮于是由手摇曲柄带动行走的，“小亚古尔爸爸”艇与其他潜艇相比独具匠心。它没有用于注排水的羊皮口袋或水泵、水箱等，而是采用装载足够重的压载物使之沉到海底，接着在海底用轮子滚动推进，如果要上升到海面，只要把压载物抛掉，艇体即可上浮。
不过，莱克最初建造潜艇并非为了军事目的，而完全是被迷人的海底生物所吸引。他从建造“小亚古尔爸爸”一开始，就想到能从潜艇中走出来，以便采集海底生物。所以他在潜艇中安装了空气压缩设备，并设置了一个空气闸舱。
莱克使压缩空气设备所产生的空气压力与艇外海水压力相等，这样打开空气闸舱的舱门，人们便可以穿着潜水服从艇中走出来，而海水却不会涌进闸舱。
人们将这种使海水不能涌进艇内而人能从艇的舱口自由进出的闸舱门叫做气门或水门。在气门的帮助下，莱克和他的伙伴，在迷人的纽约湾海底，采集了大量的海洋生物，度过了许多愉快的时光。
之后，莱克开始对“小亚古尔爸爸”号不断地进行改装，并于1897年完工。改装后的潜艇命名为“亚古尔”号。该艇无论在水上或水下航行，都由一台22千瓦（30马力）的汽油发动机来推动前进。
由于汽油发动机工作时需要空气，所以莱克在艇上装有可伸出水面的吸气管和排烟管，同时取消了固体压载物，而用压载水箱来带动潜艇的沉浮。
为了改善潜艇的适航性，莱克又在吸气管和排烟管外包上一层外壳，使“亚古尔”号外形类似于现代潜艇上层建筑的第二层艇壳。
经过改装后的“亚古尔”号潜艇的上浮与下潜都是较为稳定的，并能在一个适当的深度上将内燃机水下工作时所用的通气管伸出水面，从而延长了潜艇水下滞留时间。
1898年，“亚古尔”号潜艇仅靠自身的动力，从诺福克航行到了纽约，成了第一艘在公海远航的潜艇。莱克的第二艘潜艇“保护者”号也于1901年下水。他很想将潜艇奉献给自己祖国，用于对敌作战。
莱克潜艇的最大特点就是艇员可以在水下自由出入潜艇，因此完全可派人进行水下作战、扫雷和布雷。但美国海军部却拒绝了莱克的好意。莱克只好到国外去寻求他自己的位置，从而埋没了一代潜艇发明家的才华。
19世纪的最后10年中，潜艇已成为至少是具有潜在威慑力量的武器了。但是由于当时的英国、美国等海军大国对潜艇仍持怀疑态度，总认为潜艇只不过是弱小国家用于偷袭的武器，为此阻碍了潜艇的发展。
但是，当1898年法国的“古斯塔夫·齐德”号潜艇用鱼雷击沉了英国战列舰“马琴他”之后，英国人终于醒悟了，强烈要求英国政府赶快行动，以抗衡法国人正以惊人速度建造潜艇的海上新威胁。同样德国和俄国也在无意之中领悟到潜艇可能将成为一种实用性武器而投入到建造潜艇的热浪中。
在第一次世界大战前几年的时间里，潜艇终于愈造愈大，愈造愈好，并且以前所未有的速度增加着。但是由于潜艇发展到此时，仍然开不快、行不远，鱼雷带得又很少，更因为不能在水下长期潜航，所以，它所担负的只能是保护本国海岸、在基地附近的巡逻的任务。
20世纪初，潜艇装备逐步完善，性能逐渐提高，出现具备一定实战能力的潜艇。这些潜艇采用双层壳体，具有良好的适航性，排水量为数百吨，使用柴油机—电动机双推进系统，水面航速约10～15节，水下航速6～8节，续航力有明显提高；武器主要有火炮、水雷和鱼雷。第一次世界大战前，各主要海军国家共拥有潜艇260余艘，成为海军重要作战兵力之一。
第一次世界大战一开始，潜艇就被用于战斗。1914年9月22日，德国U—9号潜艇在一个多小时内，接连击沉3艘英国巡洋舰，充分显示了潜艇的作战威力。在战争期间，各国潜艇共击沉192艘战斗舰艇。使用潜艇攻击海洋交通线上的运输商船，取得了更为显著的战果，各国潜艇共击沉商船约5000余艘，达1400万吨。
其中被德国潜艇击沉的商船约1300余万吨。同时，反潜战开始受到重视，战争期间潜艇被击沉265艘，其中德国就损失200余艘。
第一次世界大战后，各主要海军国家更加重视建造和发展潜艇。潜艇的数量不断增加，种类增多，到第二次世界大战前夕，共有潜艇600余艘。
第二次世界大战期间，潜艇战术技术性能有很大改进。排水量增加到2000余吨，下潜深度100～200米，水下最大航速7～10节，水面航速16～20节，续航力达1万余海里，自给力1～2个月，装有6～10个鱼雷发射管，可携带20余枚鱼雷，并安装1～2门火炮。
战争后期，潜艇装备雷达、雷达侦察仪和自导鱼雷，德国潜艇还安装用于柴油机水下工作的通气管。潜艇战斗活动几乎遍及各大洋，担负攻击运输舰船、水面战斗舰艇和侦察、运输、反潜、布雷和运送侦察、爆破人员登陆等任务。共击沉运输船5000多艘，大、中型水面舰艇300余艘。战争中反潜兵力和兵器也得到很大加强和发展，被击沉的潜艇达到1100多艘。
第二次世界大战后，世界各国海军十分重视新型潜艇的研制。核动力和战略导弹的运用，使潜艇发展进入一个新阶段。1955年，美国建成的世界上第一艘核动力潜艇“鹦鹉螺”号正式服役，水下航速增大1倍多，而且能长时间在水下航行，1958年，首次成功地在冰层下穿越北极。
1959年前后，苏联建成核动力潜艇。1960年，美国又建成了“北极星”战略导弹潜艇“乔治·华盛顿”号，并在水下成功地发射“北极星”弹道导弹，射程达2000余千米。
弹道导弹核潜艇的出现，使潜艇的作用发生了根本性变化，它已成为活动于水下的战略核打击力量。此后，英国、法国和中国也相继建成核动力战略导弹潜艇和核动力攻击潜艇。
20世纪80年代，核动力潜艇排水量已增大到2.6万余吨，装备有弹道导弹、巡航导弹、鱼雷等武器，水下航速20～42节，下潜深度300～900米，续航力、隐蔽性、机动性和突击威力大为提高。
1982年，英国和阿根廷在马尔维纳斯（福克兰）群岛海战中，英国海军核动力攻击潜艇“征服者”号，于5月2日用鱼雷击沉阿根廷海军巡洋舰“贝尔格拉诺将军”号，是核动力潜艇击沉水面战斗舰艇的首次战例。
20世纪80年代末，世界上近40个国家和地区，共拥有各种类型潜艇900余艘。
展望
随着科学技术的发展和反潜作战能力的不断提高，潜艇的战术技术性能将进一步提高。其发展趋势是：发展艇体“隐身”、“降噪”技术，提高隐蔽性；研制高强度耐压材料，增大潜艇下潜深度；发展核动力潜艇大功率核反应堆，提高水下航速，延长堆芯使用寿命，提高在航时间；
常规动力潜艇主要增大电池容量，研制性能良好的氢氧燃料电池、钠硫电池和超导电机，以提高水下机动性；装备高效能的综合声呐、拖曳声呐和水声对抗设备，增大水下探测距离和提高水声对抗能力；提高导弹的射程、命中精度、打击威力，增加分导多弹头等抗反导能力；
提高鱼雷的航速、航程和航深，并使其实现智能化；进一步提高驾驶、探测、武器和动力等系统以及其他设备的操纵自动化水平。
潜艇兵力隐蔽性好，作战半径大，突击威力大，独立作战能力强。在海战中，它不但是运输舰船的克星，而且也是大中型战斗舰艇，特别是航母的敌手。
在第二次世界大战前击沉的42艘航母中，潜艇击沉的航母为17艘，占40.5%，其中潜艇单独击沉15艘，和航空兵协同击沉两艘；被击伤的38艘航母中，由潜艇击伤的为9艘，占23.7%。
20世纪70年代中期，在地中海的一次多国联合演习中，埃及常规动力潜艇成功地突破了美国航母编队的直接警戒，抵近到航母很近的距离上实施了潜望镜侦察照相，而航母及其警戒兵力竟无一发现。
20世纪80年代中期，苏联的一艘攻击型核潜艇在日本海长时间对美军“小鹰”号航母进行跟踪，因抵近距离太近，而造成潜艇与航母相撞，直到苏联潜艇被迫浮出水面，美国航母才发现了对方。
1982年英阿马岛海战中，英阿双方都广泛使用了潜艇兵力。阿根廷的老式常规潜艇“圣路吻斯”号成功地突破了英特混舰队的严密封锁，并在马岛封锁区内游弋了一个多月时间，先后3次向英国航母发起鱼雷攻击，只是因为潜艇火控系统发生故障而未果，但对英航母编队构成了严重的威胁。
英国航母编队尽管具有很强的反潜能力并构成了严密的对潜警戒，但对阿根廷潜艇的行动却异常惧怕，常常因为发现水下不明目标而一日数惊。
英国的“征服者”号核动力攻击型潜艇一举击沉了两艘反潜驱逐舰护航的阿根廷大型巡洋舰“贝尔格拉诺将军”号，这是核动力潜艇问世以来的首次成功战例，为核动力攻击潜艇攻击现代化的大型军舰提供了有力的佐证。
在现有的海上作战兵力中，水面舰艇、岸基航空兵均存在着作战半径有限和生存能力弱等不足，只有当航母进入有效作战半径范围以内时才有可能对其发起攻击。
而航母编队凭借着作战范围广、机动性能好的优长，在绝大多数的作战行动中，配置在距作战目标较远的距离上。在这种情况下，只有潜艇兵力才有可能对其进行突击。
第二次世界大战结束以来的半个多世纪里，尽管反潜兵力兵器有了很大的发展，但是海水仍是潜艇隐蔽的有效屏障。
根据北约近期颂的材料来看，冷战时期北约对华约国家的潜艇，特别是苏联潜艇的跟踪，有89%是假目标，对发现的目标，能够占位攻击的占28%，而有可能攻击成功的仅占7.7%。也就是说，即使是当代海军强国，对水下潜艇的发现、定位、攻击、消灭也不是一件容易的事情。
与对空防御相比，航母的对潜防御相对较弱，以美军最现代的大型航母为例，一个航母战斗群拥有S-3A反潜机10架，SH-60B反潜直升机8架，再加上直接警戒舰艇上携带的少量反潜直升机，很难全天候、全时间、全方位地对航母活动海域进行周密地反潜警戒。
航母编队编成内的舰只较多，而且还有水下的潜艇和空中的飞机，组织指挥复杂，容易出现对水下空间搜索的空白区；航母编队内部众多的噪声源，常使搜潜声纳工作条件恶化，对水下潜艇识别困难；特别是在航母编队的潜艇活动海区，为了防止误伤，即使反潜飞机发现了潜艇，一般也不敢轻易进行攻击。
在二战中，就曾多次出现过这类情况，让攻方潜艇占领了有利的攻击阵位。航母本身具有不少类似机库之类的大容量舱室，这些舱室大量进水会导致航母浮力储备和稳定性的丧失。
二战中，被潜艇击伤的航母只占全部受伤航母的23.7%，击沉的却高达40.5%，说明潜艇发射的鱼雷对航母作用显著。
在舰载飞机起飞着舰时，航母必须迎风高速行驶，而在准备下一波飞机放飞时，速度较慢，且航向和航速都比较固定，这也为速度相对较慢的潜艇占领有利攻击阵位创造了有利条件。与此同时，现代潜艇装备的发展，也为潜艇突击航母提供了可能。
在二次大战中，潜艇攻击像航母这样的大型战斗舰艇，首先必须突破层层警戒，而现代潜艇装备的飞航导弹、远程线导/自导鱼雷，可以在航母的直接警戒或近程警戒之外就能占领攻击阵位，进行准确的攻击。
核动力攻击潜艇的水下航速与大型水面舰艇的航速(巡航速度)不相上下，能从各个不同的方向占领有利的阵位，而且可以多次战位攻击，必要时还可以实施追赶攻击。
潜艇速度的提高，噪声的减少，下潜深度的加大，再加上远射程的武器，其行动的隐蔽性，攻击的快速性突然性将进一步增强，必将对航母等大中型战斗舰艇构成现实的威胁。潜艇与航母的交换率为3～5：1.即损失3～5艘潜艇即可击沉一艘航母。
为此，在对敌航母编队组织突击时，使用不少于3个潜艇战术群的兵力，方可达成预期的作战效果。也就是说，在组织对航母编队的突击中，即使损失两个潜艇战斗群的兵力(5艘左右)，只要有一个潜艇战术群的兵力(2～3艘)突破航母编队的直接警戒而占位攻击，即可达成将航母击沉重伤的指标。
潜艇攻击航母的作战行动，首先是潜艇兵力从基地或海上向待机地域展开。即当上级下达使用潜艇兵力打击航母的命令后，应根据潜艇兵力所处的位置迅速组织潜艇兵力从基地或从海上向预定的潜艇作战海域展开。
打击航母应选择隐蔽性好、机动性强、突击威力大的潜艇。可选用常规动力飞航导弹潜艇、远程鱼雷潜艇、低噪声的潜艇和核动力鱼雷潜艇。
其次是必须慎重确定打击航母编队的海域和时机。打击航母编队的海域应选择在有利于潜艇兵力活动，且航母编队最有可能活动的海域或必经之地。
突击的时机通常应该选择在航母进行飞机放飞和接收时；综合补给船为航母补给时；海上气象条件恶劣时；航母反潜警戒部署被打乱或分散时等时机。
再次要隐蔽突破警戒，占领发射阵位。由于潜艇使用的武器最大射程还不够远，潜艇占领发射阵位必须突破航母编队二、三层反潜警戒才能得以实现。
因此，突破警戒的行动要充分利用航母编队各层警戒兵力之间存在的时隙。条件具备时，可以武器的突破代替兵力的突破，充分发挥远战火力的威力，对敌实施超视距攻击。
最后是要周密组织潜艇兵力撤收。在突击敌航母后，潜艇兵力的行动将在很大程度上处于暴露状态，敌编队中以及其它支持的反潜兵力必然会向暴露的潜艇进行疯狂的反扑。
此时，潜艇兵力应迅速采取大深度隐蔽行动，尽快撤离，如有可能，可组织远程航空兵对敌实施袭扰、打击或佯攻、掩护潜艇兵力撤离。
能潜入水下活动和作战的舰艇。又称潜水艇。海军的主要舰种。具有良好的隐蔽性，较大的自给力、续航力和较强的突击威力。用于攻击陆上战略目标，大、中型水面舰船和潜艇，袭击海岸设施和陆上重要目标，以及布雷、侦察、遣送特种人员登陆等。