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。
最早提出潜艇设想的是英国科学家威廉·伯恩,他于1578年在一本叫《发明》的书中提出了设计一艘能潜到水下并能在水下划行的船。40年后,一位居住在英国的荷兰物理学家--科尼利斯·德雷布尔看到了威廉·伯恩所写的书,于是他产生了把威廉·伯恩的理论变成现实的想法。在英王詹姆斯一世的支持下,德雷布尔很快就造出了能在水中任意沉浮并能划行的小艇。这种艇的外形像一个大皮囊,艇体是一个木头架子,在架子外蒙上一层涂油的牛皮,艇内可以容纳划手和乘客。为了解决艇的下潜和上浮,艇上装有许多羊皮囊,艇要下潜时,将水装入囊内;艇要上浮时,再将囊内的水挤出。1620年,德雷布尔举办了一次展览,向人们展示了他的发明。在1620-1624年期间,德雷布尔在泰晤士河上对他发明的艇进行了多次航行试验,证实了水下航行的可能性。目前,人们普遍认为第一艘潜艇的发明家是荷兰的尼利斯·德雷布尔。在1770年爆发的美国独立战争中,美国人戴维特·布什内尔发明的“海龟”号潜艇首次在海战中攻击了敌舰。1880年,美国大发明家富尔顿为法国海军建造了第一艘装有风帆的潜艇“鹦鹉螺”号。19世纪末,各国的潜艇发明家纷纷开始研制机械动力潜艇,其中最具代表性的是美国的一位中学教师--约翰·霍兰。约翰·霍兰于1875年研制成功了第一艘机械动力潜艇,取名为“霍兰1”号。这艘潜艇在水面航行时采用蒸汽推进,在水下航行时采用电力推进,并可以有效地使用水柜和水平舵进行下潜。1897年5月,约翰·霍兰又研制成功了一艘被后人称为“霍兰艇”的潜艇。这艘在水面航行时采用汽油发动机推进的潜艇在水下航行时用电动机,为电动机提供动力的蓄电池一旦用完,汽油发动机在潜艇浮出水面时可为蓄电池充电。这种水面动力和水下动力的巧妙结合成了现代潜艇动力装置的一种模式。此外,“霍兰艇”上首次装备了当时海军的最新武器--“白头”鱼雷,从而使潜艇具备了击沉水面舰船的能力。“霍兰艇”的出现,标志着现代潜艇的诞生。为此,约翰·霍兰被后人称为“现代潜艇之父”。