Submarino

miniatura|Submarino alemán da primeira guerra mundial da clase UC-1
Un submarino é unha embarcación con capacidade para navegar somerxida baixo a auga. Aínda que a maioría deles úsanse para fins militares, algúns teñen uso civil normalmente científico.

As características dos submarinos varían moito segundo o propósito para o que foron construídos. Por exemplo, hai grandes submarinos con enerxía nuclear que poden permanecer baixo a auga durante meses, mentres que outros son científicos moito máis pequenos que só poden operar durante unhas horas.

A partir dos modelos máis primitivos de propulsión manual, os submarinos evolucionaron ata converterse en barcos altamente sofisticados. Aínda que a maioría dos avances foron por razóns militares, algúns foron por motivos civís, como os alcanzados polo enxeñeiro catalán Narcís Monturiol cos seus Ictíneo I e II.

Os primeiros submarinos movíanse manualmente, xa que os motores mariños aínda non foran inventados e moito menos para funcionar baixo a auga, tiñan funcións militares e tentaban afundir os buques inimigos por métodos como o de introducirlles parafusos nos cascos de madeira. Algúns empregaron explosivos, pero na maioría dos casos tiña como consecuencia a destrución do propio submarino xunto co do navío inimigo.

 Historia do submarino 
 Antecedentes: Idades Antiga e Media 
As orixes do submarino poderían atoparse na época de Alexandre o Grande, o 330 a. C. Trataríase dunha especie de barril de vidro pechado que permitiría baixar a pouca profundidade e durante o pouco tempo no que o aire aínda sería respirable no interior. O vidro permitiría ver a paisaxe submarina e facer observacións.

Outro dos posibles antecedentes falan dun mensaxeiro enviado polo xeneral romano Lucio Licinio Lúculo atravesando o bloqueo do porto navegando dentro dunha especie de embarcación submarina feita de coiro de cabra.

Máis adiante no ano 1490 Leonardo da Vinci debuxou un enxeño de dobre casco somerxible. No século XVI o bispo de Uppsala, describiu un bote de coiro capaz de moverse por baixo da auga.
 Primeiros intentos: s.XVI-XVII 
Posiblemente o primeiro intento de navegación tivo lugar en España no século XVI. Segundo un informe en Opusculum Taisnieri, publicado en 1562:

Este feito supostamente tivo lugar no río Texo, preto da cidade de Toledo; segundo parece, os submarinistas empregaron unha especie de campá protectora.Hemeroteca de ABC, páxina 89 (03/07/1980)
miniatura|Submarino de William Bourne, en Inventions or devices, 1578.
Segundo as fontes de documentación, entre os anos 1573 e 1580 o matemático e xefe da Artillaría Naval da raíña Isabel de Inglaterra, William Bourne, describiu un barco que podía ir por baixo da superficie do mar ata o fondo e saír da mesma maneira e facilidade coa que se mergullou, e que consistía nunha cuberta impermeabilizada con pel que se podía inflar e desinflar mediante un gato para modificar o movemento e o descenso deste artefacto baixo da auga. O aire chegaba ao interior a través dun mastro baleiro que chegaba ata superficie e o movemento producíase cuns remos. 

O primeiro somerxible do que se ten información fidedigna da súa execución foi (un modelo baseado nos apuntamentos de Bourne) construído en 1620 por Cornelius Jacobszoon Drebbel, un holandés ao servizo de Xaime I de Inglaterra. Estaba propulsado por medio de remos, mais a súa natureza exacta é obxecto de certa controversia, pois algúns afirman que era simplemente unha campá remolcada por unha barca. Dous tipos mellorados probáronse no río Támese entre 1620 e 1624. Porén, investigacións recentes manifestaron que o enxeñeiro español Jerónimo de Ayanz y Beaumont construíra un submarino en 1600.

Aínda que os primeiros vehículos somerxibles eran simples ferramentas para exploracións subacuáticas, aos inventores non lles custou moito advertir o seu potencial militar. As vantaxes estratéxicas dos submarinos expuxéronse polo bispo John Wilkins de Chester en 1648.

Os primeiros estudos teóricos sobre a construción dun submarino remóntanse a 1680 , cando Giovanni Alfonso  Borelli na súa obra De  motu  animalium ilustrou por primeira vez a posibilidade de construír un vehículo que puidese explorar os abismos mariños.

 Os desenvolvementos ata os deseños modernos: s. XVIII- XIX 
miniatura|esquerda|Esquema do "Turtle", primeiro submarino militar que se construíu en 1776.
Cara ao ano 1775 aproximadamente, o enxeñeiro estadounidense, de Connecticut, David Bushnell construíu un somerxible, con capacidade para unha soa persoa, que tiña forma de dúas cunchas de tartaruga mariña pegadas pola parte de abaixo e que se bautizou co nome de "Turtle" (tartaruga). Este somerxible estaba feito de madeira de carballo e foi o primeiro submarino verificado capaz de realizar operacións subacuáticas e con movemento independente e o primeiro en empregar hélices para propulsarse. O "Turtle" tiña un só tripulante e movíase lentamente grazas á súa hélice de parafuso na parte dianteira que se accionaba manualmente. Contaba con dous tanques de lastre e bombas para encher e baleirar a auga do mar e deste xeito regular a profundidade a que navegar. O obxectivo militar do "Turtle" era atacar os barcos británicos fixando o casco destes unha gran carga de pólvora (similar a unha mina de mar). O invento construíuse e navegou correctamente (operado polo sarxento Ezra Lee, do exército continental) ata chegar ao seu obxectivo, pero non puido fixar a bomba o casco porque entón os barcos británicos levaban o casco recuberto de cobre, sendo pensada a mina para ser fixada en buques de madeira. Así pois, a acción fracasada do "Turtle" contra o "HMS Eagle" (buque insignia dos bloqueadores) en 1776, durante a guerra da independencia estadounidense, pode considerarse como a primeira acción dun submarino en combate. 

miniatura|O Nautilus (1800)
Tras Bushnell veu Robert Fulton, tamén estadounidense, o cal quería liberar a Francia do bloqueo que estaba a practicabar a frota británica sobre as costas francesas (era un gran partidario da Revolución Francesa). Para iso deseñou o  Nautilus (Nautile), un submarino duns 6,5 metros de lonxitude con estrutura de ferro e recuberto de cobre. A propulsión era manual pero facilitada por un sistema de engrenaxes desmultiplicadores que accionaban a hélice de catro pas, ademais contaba cunha vela para navegar na superficie. O mesmo tempo aplicáronse dúas novas innovacións tecnolóxicas máis: o uso dos temóns horizontais e verticais e o uso do aire comprimido durante a inmersión. Podían entrar só catro persoas e baixo a auga podíase estar unhas catro horas. Un  ollo de boi de ferro e de cristal utilizábase de torreta de observación cando o submarino estaba sobre a superficie do mar. O Nautile construíuse en París, xa que estaba destinado a servir a frota francesa, pois Napoleón Bonaparte investira 10.000 francos da época, pero non participou en ningunha acción bélica. Foi o segundo modelo construído, o Nautilus II, o que efectuou misións militares. A súa viaxe comezou na baía de Brest, dirixíndose á frota británica, pero a misión fracasou, xa que os ingleses facían patrullar barcas de remos permanentemente ao redor dos seus barcos evitando que o Nautilus se puidese achegar o suficiente ás naves inimigas. A misión de enganchar os explosivos que levaba baixo algún barco británico fracasou e, a partir de aí, Francia considerou que o seu uso non era ético e perdeu o interese nestes submarinos primitivos. Fulton, ao ser rexeitado por Francia, pasouse o bando inimigo, o Reino Unido, no ano 1805. Aínda que a súa demostración experimental foi un éxito, fixo estalar un barco onde un submarino pegara antes uns explosivos a través dun cable eléctrico, Gran Bretaña, que respondeu dunha forma similar a como o fixera Francia. 
miniatura|O Brandtaucher no museo de historia militar de Dresden
En 1851 Wilhelm Bauer, un cabo de artillaría bávaro, botou un submarino deseñado por el chamado Brandtaucher ("mergullador incendiario") na baía de Kiel. Este submarino foi construído por August Howaldt e estaba propulsado por dous mariñeiros que facían xirar unha gran roda de rodaxe coas mans e cos pés para mover unha hélice. Afundiuse durante a presentación nun espectáculo público, pero os tres tripulantes lograron escapar. O submarino foi rescatado en 1887 e exhíbese no museo de Dresden.

miniatura|Planos da patente do garcibuzo, deseñado por Cosme García Sáez
En 1860, o inventor español Cosme García Sáez patentou un submarino e realizou con éxito as probas oficiais segundo a acta oficial da Comandancia de Mariña no porto de Alacant. O enxeño podía acoller dúas persoas e permaneceu baixo a auga 45 minutos. O 16 de novembro de 1860 obtivo tamén, a patente en París co nome de Bateau Plongeur. Tras non atopar financiamento en España, e rexeitar o ofrecemento de Napoleón III, o somerxible foi afundido polo fillo do inventor en Alacant, tras informarlle a autoridade portuaria de que molestaba o tráfico mariño.Agustín Rodríguez, Cosme García: un genio olvidado, Logroño, Instituto de Estudios Riojanos, 1996, Colección Logroño, 19, Prólogo de D. Carlos Navajas Zubeldía 134 págs. ISBN 84-89362-16-5. 2.ª ed. id. 2007, 199 págs., ISBN 978-84-96637-29-0Cosme García: vida y zozobras del precursor del submarino. Documentos rne, 27/06/15

miniatura|Os restos do  CSS Hunley recuperados en 2000.
O submarino máis famoso do século XIX foi o, CSS Hunley, barco da Confederación que o 17 de febreiro de 1864 afundiu, cunha carga explosiva  posta na proa o USS Housatonic, unha fragata da Unión. O Hunley afundiuse á súa vez cos nove tripulantes cando regresaba á súa base de operacións. A pesar do preocupante desenvolvemento (durante as probas de mergullo afundiu tres veces coa perda de 23 homes) e a falta de regreso da súa única misión operativa, a compañía Hunley demostrou a eficacia na guerra dos submarinos que desde ese momento entraron nos proxectos dos arsenais militares.

Mesmo se a construción do Brandtaucher e o éxito de CSS Hunley demostraron a eficacia dos submarinos como arma, aínda quedaban moitos problemas por resolver. Ademais da falta dunha arma para empregar con eficacia (as cargas explosivas, colocadas ao final dunha barra como no caso de Hunley, eran extremadamente perigosas tamén para o submarino), o principal problema viña dado pola ausencia total dun motor. De feito, os rudimentarios CSS Hunley e os submarinos Bauer navegaron manualmente, limitando drasticamente a autonomía e o alcance.

 Submarinos de propulsión mecánica (finais do século  XIX) 
O 16 de abril de 1863 é botado o submarino francés Plongeur primeiro submarino no mundo en ser propulsado mediante un motor de enerxía mecánica que consistía nun motor de aire comprimido de 60 kW.

miniatura|esquerda|Réplica do Ictíneo II no porto de Barcelona.
Botado no porto de Barcelona o 2 de outubro de 1864, o Ictíneo II, construído por Narcís Monturiol, foi un deseño revolucionario, xa que incorporaba unha máquina de vapor para a súa propulsión e utilizaba como combustible unha mestura de peróxido de magnesio, cinc e clorato de potasio (a reacción química dos cales proporcionaba osíxeno tanto para a combustión como para a tripulación).

Tamén incorporaba uns compartimentos repartidos estratexicamente por toda a embarcación para facer de lastre, de maneira que cando estes  compartimentos estaban baleiros permitían á embarcación flotar na superficie do mar e cando estes estaban cheos permitían afundir a nave por baixo da superficie. Ademais, na nave había un sistema de escape que permitía soltar o lastre e saír á superficie en caso de emerxencia. Outro trazo destacable é a estrutura da nave que ten unha forma cilíndrica coa parte dianteira con forma de punta esférica e na cola están os temóns e a hélice. Na parte de arriba da nave atopamos o periscopio. Os submarinos actuais toman como referencia o deseño exterior do  Ictíneo. Este deseño foi variando e desenvolvéndose segundo as necesidades de cada submarino como o Narwhal botado o 9 de setembro de 1967, cuxo deseño era bastante similar ao do Ictíneo aínda que cunha forma moito máis alongada.

O obxectivo inicial da construción do Ictíneo foi a extracción de elementos do fondo mariño, especialmente coral, con todo, tamén foi ofrecido o ministerio de defensa español, o cal despois dunhas satisfactorias probas en Cartaxena desistiu.

En 1870, o escritor francés Xulio Verne publicou o clásico de ciencia ficción Vinte mil leguas baixo dos mares, que narraba as aventuras dun inventor inconformista no submarino Nautilus, un submarino máis avanzado que todos os existentes na época. A historia inspirou aos inventores para construír submarinos máis avanzados. 

O primeiro submarino construído en serie, con todo, era de tracción humana. Foi o submarino do inventor polaco Stefan Drzewiecki: 50 unidades foron construídas en 1881 para o goberno ruso. O mesmo inventor construíu en 1884 un submarino impulsado por enerxía eléctrica.

As discusións entre o reverendo inglés George Garrett e o experto industrial e comercial sueco  Thorsten  Nordenfelt levaron a unha serie de submarinos impulsados a vapor. O primeiro foi o  Nordenfelt I (1885), un buque de 56 toneladas e 19,5 m de longo parecido ao malogrado  Resurgam de  Garrett (1879), cun alcance de 240km e armado cun único  torpedo. Como o  Resurgam, funcionaba a vapor na superficie e apagaba o motor para mergullarse. Grecia, medorenta do regreso dos otománs, comprouno. Nordenfelt construíu entón o  Nordenfelt II, un submarino de 30 m de longo con dous tubos de  torpedos, que vendeu á preocupada armada alemá. Os esforzos de  Nordenfelt culminaron en 1887 co  Nordenfelt IV, con motores e  torpedos xemelgos. Foi vendido aos rusos, pero resultou ser inestable, encallou e foi despezado

miniatura|O submarino Peral, armado con torpedos en 1888. O casco pode verse actualmente en Cartaxena (Murcia).

A partir da segunda metade do século XIX intensificáronse os intenso para obter ou crear unha nova forma de propulsión eficiente baixo a auga. O 8 de setembro de 1885 e botado no estaleiro do arsenal de La Carraca, en San Fernando (Cádiz) o submarino máis perfeccionado ata o momento, obra de Isaac Peral: fabricado en casco de aceiro en forma de cigarro, de 22 m. de eslora e 2,75 de manga, era  propulsado por dous motores eléctricos de 30 CV cada un que estaban alimentados por unha batería de acumuladores. Posuía varios dispositivos e sistemas para poder regular a profundidade da inmersión baixo a auga, a horizontalidade e o equilibrio unha vez mergullado. Con todo empezouse a ver que aquel submarino fora pensado para atacar ou defenderse. Levaba un tubo lanzatorpedos na proa,Pioneros de la Navegación Submarina cun sistema de comportas iguais que os que se usan hoxe en día. Mesmo, para facilitar o lanzamento destes torpedos ideou un periscopio, feito de prismas e lentes, onde se podían ver as imaxes da superficie. O submarino Peral podía navegar a uns oito nós e tiña unha autonomía máxima de setecentos quilómetros. Pero o seu enxeño non prosperou e o goberno de entón informou que «este submarino tería moi pouca utilidade militar» . Máis adiante, Peral foi coaccionado para abandonar o exército. No entanto sen un motor de vapor ou de combustión interna, o submarino só podía facer viaxes curtos e, polo tanto, só podía operar preto da costa. Con todo, o seu proxecto si foi admirado por outros países, xa que serviu de base para a maioría dos novos tipos de submarinos construídos despois.

O primeiro submarino que foi realmente autónomo foi o Gymnote (1886-1911), xa que conseguiu navegar correctamente por baixo da auga, totalmente mergullado e seguindo unha rota constante. Funcionaba sempre con propulsión eléctrica propulsado por un motor eléctrico de 51 CV. Os seus principais creadores foron os enxeñeiros franceses Dupuy de Lôme, Gaston Ramazzotti e Gustave Zede.Gymnote; ONI memorando 1901. Krebs at rbmn.free.fr

miniatura|O USS Plunger ano 1902.
Aínda que a propulsión eléctrica  vai ser un éxito (Gymnote), o sistema dá caldeira non se abandonou ata ou cabo duns cuantos anos, xa que permitía asegurar unha navegación para superficie usando pouca enerxía. Máis tarde a invención do motor diésel vai supoñer o abandono definitivo da propulsión mediante vapor. Os inventores buscaban outras fontes de enerxía para os submarinos, como eran: o aire comprimido, o vapor e a enerxía eléctrica.

O primeiro submarino práctico, e que se vai empezar a producir naqueles tempos cunha fonte de enerxía eficiente,  vai ser creado o ano 1898 polo norteamericano John Philip Holland, que vai utilizar un sistema de propulsión dual. Este estaba formado por un motor de gasolina (diésel de 50 CV) para moverse na superficie e dun motor eléctrico para facelo baixo a auga, esta nave chamouse  USS Holland.  Unha das contribucións máis importantes que se fixeron no mundo do submarino para o seu desenvolvemento, fíxoa o enxeñeiro norteamericano Simon Lake, destacando a superestrutura de inundación libre, deseñada por el no ano 1898. En 1906 os alemáns empezaron a utilizar motores diésel nos seus submarinos. Así, poucos anos despois, inventáronse dous dos compoñentes dos submarinos máis importantes  desde que o descubriron: a invención do Sonar e a do torpedo autopropulsado. A partir de aquí, ou submarino vaise  converter  nun elemento fundamental das forzas navais.

 De finais do século XIX á primeira guerra mundial 
miniatura|Soldado mariñeiro usando un periscopio nun submarino
O cambio de século supuxo unha época crucial no desenvolvemento dos submarinos, facendo o seu debut un número importante de tecnoloxías, e sendo construídos e adoptados amplamente por varios países. A propulsión diésel-eléctrica pasaría a ser o sistema de enerxía dominante e dispositivos tales como o periscopio serían normalizados. Efectuáronse un gran número de experimentos sobre tácticas e armas efectivas para os submarinos, o que culminaría co grande impacto que supuxeron na próxima primeira guerra mundial.

En 1895, o inventor irlandés John Philip Holland deseñou un submarino que, por primeira vez, equipaba un motor de combustión interna en superficie e un motor eléctrico alimentado por baterías baixo a auga. En 1902, Holland recibiu a . Algúns dos seus buques foron comprados polos Estados Unidos, o Reino Unido, a Armada Imperial Rusa e o Xapón.

A Armada Imperial Xaponesa comezou o seu servizo de submarinos con cinco Holland tipo VII comprados á Electric Boat Company en 1904. As cinco naves foron entregadas en seccións, chegando ao Xapón o 14 de xuño de 1904. Despois de  re-armalos, os cinco  Hollands estiveron listos para combater en agosto de 1905,Jentschura p. 160 pero a guerra ruso-xaponesa estaba preto do seu fin por esa data, e ningún submarino xaponés entraría en acción nesa guerra.

miniatura|O submarino francés de 1900 Narval

Encargado en xuño de 1900, o submarino a vapor e eléctrico Narval, deseñado polo francés Maxime Laubeuf e polo enxeñeiro español Raymondo Lorenzo d'Equevilley Montjustin,  reintroduciu o clásico deseño de dobre casco, cun casco de presión dentro do casco exterior lixeiro. Este buque de 200 t tiña unha autonomía dunhas 100 millas en superficie e unhas 10 millas baixo a auga. O submarino francés de 1904 Aigrette (‘martinete’) mellorou o concepto ao usar un motor diésel para a navegación en superficie. Construíuse un gran número destes submarinos, con 74 terminados antes de 1914.

 Submarinos na primeira guerra mundial 
O desenvolvemento dos submarinos na última década levou a moitas armadas a adquirilos, tanto é así que na primeira guerra mundial esta arma tivo un uso fundamental. Os submarinos desempeñaron un papel importante no intento de Alemaña, e en menor medida tamén de Austria, de remediar o bloqueo naval aliado imposto pola supremacía naval de Gran Bretaña e Estados Unidos, e finalmente foron unha causa determinante para o entrada dos Estados Unidos na guerra.

Durante a primeira guerra mundial os estrategas militares deron verdadeira importancia ás batallas navais. Primeiro trataron con modelos que usaban enerxía diésel e eléctrica pero requirían ser recargados con frecuencia e só alcanzaban unha velocidade máxima de 10 nós (18 km/h). 

miniatura|Submarino alemán U9 (1910). Baixo o mando de  Otto  Weddigen, afundiu tres cruceiros británicos en poucos minutos en setembro de 1914.

Ao estalar a gran guerra, Alemaña tiña dispoñibles vinte submarinos perfectamente equipados para o combate, aínda que estes incluían buques da clase U-19 con motor diésel, que tiñan unha autonomía de 5000 millas a unha velocidade de 8 nós para permitirlles operar de maneira efectiva en toda a costa británica.Douglas Botting, pp. 18–19 "The U-Boats", 

En agosto de 1914, 10 dos 20 submarinos operativos U-Boot da frota alemá fixeron o seu primeiro cruceiro de guerra para localizar a frota británica. A capacidade dos U-Boot para servir como máquinas de guerra útiles residía en novas tácticas, no seu número e en tecnoloxías submarinas tales como o sistema de enerxía diésel-eléctrico que fora desenvolto en anos anteriores. Máis como barcos somerxibles que como submarinos modernos, os U-Boot operaban primordialmente en superficie usando motores convencionais, usando as súas baterías para mergullarse ocasionalmente e realizar ataques. O seu casco tiña unha sección aproximadamente triangular, cunha quilla distintiva, para controlar a ondada, e unha proa distintiva. O 5 de setembro, o U-21 afundiu o cruceiro de exploración Pathfinder, o primeiro buque afundido por un submarino en guerra desde a guerra de Secesión. Isto foi seguido polo afundimento doutros tres barcos de cruceiros británicos nun espazo de horas, o 22 de setembro, polo U-9. O 20 de outubro o submarino U-17 detívose, buscou e afundiu o buque mercante británico Glitra en Stavenger. Este foi o primeiro afundimento dun barco mercante e marcou o inicio das incursións bélicas contra o comercio marítimo. En febreiro 1915, os alemáns proclamaron "zona de guerra" as augas circundantes de Gran Bretaña e Irlanda, incluída a Canle do Norte. Canle de Irlanda, na que, segundo anunciaron, afundirían sen previo aviso todos os comerciantes británicos que atoparan. Dado que as medidas antisubmarinas defensivas e ofensivas eran entón indistinguibles, máis de 500.000 toneladas de buques mercantes pararon no fondo do mar nos primeiros catro meses despois do aviso, ata xuño.

Durante o últimos seis meses de 1915 os alemáns destruíron ao redor de 1.000.000 Tm en barcos e nos primeiros catro meses de 1916, outras 700.000 Tm. Así mesmo nese período, os alemáns afundiron tres barcos de vapor de pasaxeiros, o RMS Lusitania (O 7 de maio de 1915 con 1.198 mortos, 128 deles estadounidenses), o Arabio e o Sussex, nos que se perderon moitas vidas. Isto deu lugar a un longo intercambio de correspondencia diplomática entre Alemaña e os Estados Unidos, como consecuencia do cal o Goberno alemán comprometeuse a suspender a actividade dos seus submarinos por un período de seis meses en todas as zonas menos na do mar Mediterráneo. En maio de 1916, os alemáns tiñan en servizo activo 58 submarinos, que aumentaron a 111 en febreiro de 1917 e 140 en outubro dese mesmo ano para descender a 121 en outubro de 1918. En febreiro de 1917, os alemáns proclamaron unha nova «zona de guerra» e, sen excluír xa os neutrais, anunciaron que todas as embarcacións que se atopasen dentro da mesma serían afundidas sen previo aviso. Esta nova medida influíu decisivamente na entrada dos Estados Unidos na guerra o mes de abril.

A crecente ameaza submarina induciu aos aliados para adoptar o sistema de convoi. Para contrarrestar as perdas intensificouse a construción de barcos e ideáronse dispositivos antisubmarinos. Os «barcos trampa», enmascarados de bastos barcos de carga ou de  goletas de pesca, lograron afundir algúns submarinos que emerxían á superficie para  canonealos a fin de non gastar a súa dotación de  torpedos. Perfeccionáronse as cargas de profundidade, equipouse aos  cazasubmarinos con aparellos de escoita, puxéronse minas e redes  antisubmarinas; e adestrouse aos barcos acomboiados a navegar en formación de zigzag. A pesar de todas as medidas antisubmarinas, incluídos os pequenos dirixibles cazasubmarinos e os avións de exploración, a situación continuou sendo crítica ata o fin do ano 1918, cando os dispositivos antisubmarinos lograron eficacia e os alemáns víronse na imposibilidade de substituír as tripulacións especializadas. Quizais o factor decisivo na neutralización dos submarinos non foi outro, con todo, que o prodixioso programa aliado de construción naval, que proporcionaba máis tonelaxe do que podía afundir o inimigo.

En febreiro de 1917, os U-Boot afundiron 536.000 Tm, en marzo 603.000 e en abril unha cifra récord (non superada durante a segunda guerra mundial) de 881.000 Tm: nese mes, sobre unha frota de 128 U-Boot dispoñibles, de feito atopábanse patrullando os mares, de media, cincuenta. Durante os catro anos e tres meses de guerra os submarinos afundiron 11.154.000 Tm en barcos, a metade dos cales corresponderon só ao ano 1917. En total durante a guerra os submarinos alemáns afundiron máis de 5.000 barcos aliados.Roger Chickering, Stig Förster, Bernd Greiner, German Historical Institute (Washington, D.C.) (2005). "A world at total war: global conflict and the politics of destruction, 1937–1945". Cambridge University Press. p.73. 

 Avances entre as guerras mundiais 
miniatura| Un hidroavión engalando dende o submarino portaavións HMS M2.
Varios deseños de submarinos novos foron desenvoltos nos anos entre as guerras mundiais. Entre os máis notorios estaban os submarinos portaavións, equipados cun hangar impermeable e unha  catapulta de vapor, que podía lanzar e recoller un ou máis pequenos hidroavións. O submarino e o seu avión podían así actuar como unha unidade de recoñecemento por diante da frota, un papel esencial nunha época na que o radar aínda non existía. O primeiro exemplo foi o  británico, seguido do francés Surcouf e numerosos buques da Armada Imperial Xaponesa. O  Surcouf de 1929 tamén foi deseñado como un «cruceiro subacuático», destinado a buscar e entrar en combate en superficie.

 Os submarinos na segunda guerra mundial 
Durante a segunda guerra mundial os submarinos tiveron un papel moi destacado nas estratexias e tácticas de ambos os bandos. Para entender esta importancia hai que pensar que naquel tempo de guerra a miúdo só se podía prover por mar algunhas zonas (xa que os avións aínda non estaban suficientemente desenvolvidos nin eran suficientes), preparar e executar desembarques ou bombardear cidades ou posicións inimigas desde o mar. Por iso ter o control do mar foi unha garantía de éxito, xa que ao mesmo tempo que se impedía o funcionamento normal da loxística do inimigo, tamén se garantía a seguridade e bo funcionamento da propia. Nun inicio isto conseguíase cunha frota de superficie bastante potente, pero co tempo demostrouse que coa invención da aviación, esta mesma frota de superficie, é bastante vulnerable, e ademais sofre o risco de ser atacada por outra frota de superficie. Neste contexto entraron en xogo os submarinos, que ao poder ir por baixo da auga eran moi difíciles de detectar e polo tanto poden operar sen moitas limitacións nin perigos, e en total secreto, atacando barcos desprotexidos, eludir controis, romper bloqueos ou transportar persoal ou información vital. Polo tanto, pódese chegar a entender a importancia e relevancia que poden chegar a tomar os submarinos na estratexia e a clara vantaxe que posuía unha nación cunha frota importante e máis evolucionada de submarinos. Así os submarinos foron extremadamente efectivos ou determinantes á hora de equilibrar a balanza entre as potencias do Eixe e a coalición aliada durante o desenvolvemento da segunda guerra mundial.

 A guerra submarina en Europa 

Tras a derrota da primeira guerra mundial Alemaña sufría unhas limitacións moi severas en canto ao desenvolvemento da armada alemá ou Kriegsmarine e cando Hitler chegou ao poder en 1933 unha das súas medidas para incrementar o poder desta foi construír catorce submarinos (chamados U-Boot) e posteriormente comezáronse a construír cinco cruceiros pesados, dezaseis destrutor se vinte e oito submarinos para recuperar a frota. Tamén se deseñou o Plan Z que prevía equiparar a Kriegsmarine coa Royal Navy a moi longo prazo, que, entre outros obxectivos, prevíase a construción de 250 submarinos antes de 1945. O plan Z nunca se chegou a realizar, xa que a guerra comezou no ano 1939 e todos os recursos destináronse á produción de submarinos. En realidade a escasa armada alemá non podía competir coa inmensa armada británica e apenas coa francesa, e a única vantaxe que dispoñían eran os submarinos. Con este obxectivo incrementouse moito a produción destes aparellos que podían poñer en perigo a poderosa frota mercante inglesa, como se produciu durante a primeira guerra mundial. Ao comezar a guerra os barcos de guerra alemáns supoñían unha décima parte dos da mariña inglesa.

O perfil dos obxectivos dos submarinos alemáns eran barcos relativamente desprotexidos ou grupos destes, especialmente barcos mercantes. A modo de exemplo a primeira "vítima" dun ataque submarino na guerra foi, o 3 de setembro de 1939, sufrido polo barco de pasaxeiros inglés Athenia a mans do submarino U-30 (tipo VIIa) no que morreron 1.400 pasaxeiros. Por outra banda o capitán do submarino U-47 (do tipo VIIb) Günther Prien penetrou nas defensas do ancoradoiro Scapa flow (illas Orcadas, Escocia) a noite do 14 de outubro de 1939, afundindo o acoirazado Royal Oak e o cruceiro Repulse e escapou, causando case mil mortos entre as dúas tripulacións e deixou atónitos aos ingleses, que recibiron un duro golpe.

Outros barcos seguiron o mesmo destino ao longo da guerra, o portaavións  Corageous  foi torpedeado por un submarino alemán e o acoirazado Queen Elizabeth foi afundido por un torpedo italiano e así ata preto de tres mil barcos aliados, cunhas baixas estimadas de oitenta mil de mariñeiros durante a segunda guerra mundial. Ante a impunidade coa que se moveron os submarinos das forzas do eixe durante os primeiros meses de guerra as forzas aliadas adoptaron medidas para reducir o gran desgaste provocado pola U-Bootswaffe (sección submarina da Kriegsmarine). Unha destas medidas, de efecto probado durante a primeira guerra mundial, foi a orde de agrupar os barcos mercantes en convois, o que reducía o número de obxectivos, dificultaba a súa localización e permitía unha mellor defensa. Nun inicio estes convois adoitaban ir protexidos por tan só unha embarcación especialmente adaptada e armada que ofrecía unha protección deficiente, por iso máis tarde os convois foron escoltados por barcos de guerra. Foron especialmente efectivas a entrada en escena dos portaavións escolta nos convois, xa que obrigaban aos submarinos estar mergullados, co cal estes non podían seguir a marcha dos convois, xa que se se expoñían a avanzar pola superficie, que é o que facían a maior parte do tempo, podían ser localizados e abatidos desde as alturas. Doutra banda a tecnoloxía ASDIC, o actual sonar desenvolvido xa desde antes do enfrontamento bélico, e o radar cara ao final da guerra permitiu que os ASW (Antisubmarine Warfare), unidades antisubmarinos, fosen eficaces á hora de buscar submarinos por todo o Atlántico mediante unha serie de redadas sistemáticas e moi ben programadas. Cabe dicir que isto foi posible grazas á axuda dos Estados Unidos.
miniatura|O HMS Ark Royal escorado, afundíndose.
Máis tarde, coa entrada dos Estados Unidos na segunda guerra mundial, os "Catalina", que eran avións especialmente deseñados para detectar e destruír submarinos, acabaron coa estratexia alemá. Con estas medidas, o 14 de setembro de 1939, os alemáns perderon por primeira vez un submarino, o U-39 (tipo IX), que acababa de lanzar tres torpedos con espoleta magnética contra o portaavións Ark Royal e os seus 44 tripulantes foron capturados. Non foi un éxito da ASW británica, xa que foi o U-Boot (nome xenérico dos submarinos alemáns) quen atopou o grupo antisubmarino, e non viceversa. O día 20, por primeira vez dous destrutores deron caza e afundiron, grazas ao ASDIC, un submarino que afundira dous barcos ao leste de Escocia: era o U-27 (tipo VIIa) e os 38 tripulantes foron capturados. Por outra banda, para contrarrestar estas medidas e tentar proseguir co ritmo de obxectivos de comezos da guerra os alemáns desenvolveron unha estratexia de caza de convois que lles deu bastante bos resultados.

Este sistema chamábase "mandas de lobos" e consistía nun grupo de quince a vinte submarinos que rastrexaban por separado o océano, ou ben unha zona deste, en busca de convois. Entón, unha vez localizado o obxectivo, os submarinos, reuníanse ao redor do convoi e atacábana a continuación desde todas as direccións. A principal carencia para poder manter esta estratexia era a falta de submarinos, xa que para poder manter un certo número de mandas en actuación constante debían contar cos submarinos en activo, os que estaban en traxecto e os que estaban a facer reparacións ou repoñendo nos diferentes portos, polo que se acabou mantendo unha frota permanente dun mínimo de trescentos U-Boot. Outra estratexia foi a denominada "vaca leiteira", que mediante submarinos vellos ou de transporte provían os submarinos no mar permitindo que estes puidesen estar durante máis tempo en acción. De non ser así a invención tardía dun dispositivo chamado Snorkel, que consistía nun ou dous tubos que chegaban á superficie desde o motor diésel que fornecía o aire necesario para que o submarino puidese navegar a profundidade de periscopio mediante os motores de explosión e recargar as baterías eléctricas permitiu unha leve repunta final no número de ataques. Esta frota púidose manter e ampliar grazas á extraordinaria rapidez de construción dos estaleiros alemáns, que a pesar de que construían submarinos de patrulla oceánica (U-boot tipo VII) e (tipo IX) en detrimento dos lixeiros puideron ampliar durante un longo período a frota á vez que substituían as perdas de material.

Os estaleiros tamén deseñaron novas unidades entre elas o modelo XIII que, en caso de entrar en combate, poderían cambiar de novo o símbolo da batalla do Atlántico. Por outra banda, e á parte da mellor tecnoloxía e calidade dos U-Boot o que lles facía realmente letais era a tripulación dos submarinos alemáns, que instruídos na mellor escola de submarinismo do momento foron máis valiosos que os mesmos aparellos, xa que en contra da capacidade de construír novos artefactos da potentísima industria alemá terminaron sendo insubstituíbles cando o ritmo de perdas tivo o seu punto álxido. Só hai que ver que dos 40.000 oficiais e mariñeiros que participaron no bando alemán só sobreviviu unha cuarta parte, morrendo uns 30.000. Os tres campos principais de batalla submarina durante a segunda guerra mundial en Europa foron o océano Atlántico, o mar do Norte e o mar Mediterráneo onde os submarinos alemáns afundiron 2.775 barcos mercantes aliados máis un número considerable de buques de guerra entre 1939 e 1945, ano en que terminaron as hostilidades submarinas apenas tres días antes do armisticio que daba final á segunda guerra mundial cun balance dunhas 3000 unidades aliadas afundidas por unha perda en submarinos de 781 unidades das 1.162 construídas polos estaleiros alemáns, o resto dos que quedaron ou ben foron entregados ou ben destruídos tras ser minados e afundidos deliberadamente polas súas tripulacións respectivas.
miniatura|dereita|Submarinos alemáns amarrados no porto
 Primeiraguerra mundial Segundaguerra mundial Número de submarinos activos128300 Toneladas de barcos afundidos 11.154.00014.923.052 Submarinos perdidos100781
Balance dos submarinos alemáns durante as dúas guerras mundiais 

Con estes datos na man pódese ver que en realidade os submarinos alemáns da primeira guerra mundial demostraron un rendemento por submarino moitísimo máis elevado que os da segunda guerra mundial, aínda que o resultado final sexa lixeiramente favorable á alza os da segunda guerra mundial. Lonxe de ser a falta de desenvolvemento dos submarinos un problema foi unha "bendición" para os alemáns que ao ser rapidamente desenvoltos non atoparon resistencia por parte dos outros submarinos menos efectivos. Outra vantaxe foi a baixa eficiencia dos sistemas antisubmarinos, xa que nunca ata entón se necesitaran e polo tanto eran moi primitivos.

 A batalla do Pacífico 

miniatura|Submarino kamikaze xaponés coñecidos como kaiten
A batalla submarina do Pacífico seguiu o exemplo da batalla submarina do Atlántico, aínda que cunha intensidade e destrución menores. Polo lado do Xapón construíronse tanto submarinos xigantescos, como os da clase STO* que eran os submarinos máis grandes ata entón, como minisubmarino tripulados por tan só dúas ou tres persoas. Aínda que o Xapón posuía unha frota submarina bastante completa á hora da verdade esta foi utilizada maioritariamente para o transporte de subministracións vitais para as remotas posicións xaponesas por todo o Pacífico e os afundimentos importantes de submarinos xaponeses foron escasos. Por outra banda os minisubmarino foron utilizados cunha efectividade moi mediocre, xa que, aínda que afundiron algún mercante, non supuxeron un gran perigo para a frota norteamericana. Os seus principais defectos eran unha escasa autonomía e pouco armamento. Por outra banda, e cando a vitoria norteamericana xa estaba próxima, os submarinos kamikazes, coñecidos como kaiten, conseguiron afundir algúns barcos de envergadura.

miniatura|O USS Wahoo no ano 1943, un submarino americano da clase "Gato" que actuou no pacífico durante a 2ª guerra mundial.
O verdadeiro potencial dos submarinos foi aproveitado polo exército estadounidense, que seguindo o exemplo dos U-Boot alemáns serviron para atacar a frota mercante nipoa, e así a frota de submarinos estadounidenses afundiu, só durante o mes de outubro de 1944, unha vixésima parte da frota mercante xaponesa, a cal ao final do conflito en 1945 quedou relegada a unha quinta parte do que fora. Esta derrota foi causada pola conxunción de varios factores; a escasa tonelaxe, ou número de barcos, a incapacidade de substituír as unidades perdidas, a descoordinación dos convois, na práctica inexistentes e a gran eficacia dos submarinos estadounidenses. Todo isto provocou un colapso total na loxística marítima nipoa. O caso do Xapón proba ata que punto, os ataques submarinos, podían ser efectivos para estrangular as comunicacións transatlánticas, xa que neste caso si que levaron o colapso a potentísima industria xaponesa. Este colapso comportou que os recursos recentemente adquiridos polos éxitos militares xaponeses non se puidesen transportar á metrópole e que unha vez acabada a 2ª guerra mundial houbese preto de catro millóns de militares nipóns que polo feito de non ser transportados quedaran illados por mar sen enfrontarse ao inimigo.

A frota de submarinos estadounidense tamén tivo un papel moi destacado na anulación da frota xaponesa cando varios submarinos participaron no afundimento do acoirazado Yamato e dalgúns dos portaavións xaponeses, verdadeiras espiñas dorsais de dita frota. Como se pode observar na batalla do Atlántico a guerra submarina queda case como unha exclusiva da armada alemá, xa que a pesar de non ser o único bando en utilizar somerxibles si foi o máis claro expoñente. Do mesmo xeito neste feito hai unha das claves que permitiron que Alemaña chegase a dominar toda Europa e case someter Gran Bretaña, aínda que non evitou a ruína final do estado alemán, pero quizais a pospuxo. Por outra banda, e confirmando as palabras anteriores está o desenvolvemento da batalla do Pacífico, onde, os submarinos acabaron sendo claves para a vitoria do que os usou da forma máis eficiente.

 Submarinos militares modernos 
Despois da experiencia da segunda guerra mundial viuse que se necesitaban submarinos deseñados para atacar sempre en inmersión e ter as máximas prestacións posibles (autonomía, velocidade, propulsión silenciosa, etc.). Parte destes problemas solucionáronse coa propulsión nuclear así como co uso de novos materiais e tecnoloxías. Por outra banda co desenvolvemento do armamento nuclear e os mísiles de cruceiro os submarinos convertéronse en plataformas de armamento capaces de causar unha gran destrución terra dentro, supoñendo un factor clave na proxección de poder e de disuasión durante a guerra fría.

miniatura| O USS Nautilus (1955), primeiro submarino nuclear, 1955.
Durante a década de 1950 a enerxía nuclear substituíu parcialmente a típica propulsión diésel-eléctrica dos submarinos. Os submarinos tamén estaban equipados con equipos de electrólise para xerar osíxeno a partir da auga de mar. Estas innovacións permitíronlle aumentar a capacidade para se mergullar de xeito amplo, pasando dunhas horas a semanas a incluso meses. Un caso emblemático é o do USS Nautilus, o primeiro submarino de enerxía nuclear que marcou a transición das naves lentas submarinas aos buques capaces de manter unha velocidade de 20-25 nós (37-46 km/h) baixo a auga, que cruzou o océano Ártico por debaixo do casquete polar e chegou ao Polo Norte en 1958. Este submarino foi proxectado grazas aos traballos do físico Philip Abelson e deseñado por John Burnham, foi construído pola General Dynamics Electric Boat nos seus estaleiros de Groton, Connecticut. O Nautilus dispuña dun reactor naval S2W, un reactor de auga a presión construído pola Westinghouse Electric Corporation. En 1960 o USS Triton superou esta fazaña facendo a primeira viaxe de mergullo ao redor do mundo. A maioría dos submarinos dos Estados Unidos de América e da Unión Soviética construídos durante a guerra fría foron impulsados ​​por reactores nucleares, converténdose as disposicións e a moral da tripulación (debido a limitación de espazo) as principais limitacións do tempo de inmersión.

O fin da guerra fría e a disolución da URSS e o Pacto de Varsovia provocaron unha paulatina contracción do gasto militar e unha importante redución dos arsenais estratéxicos, factores que tamén afectaron os submarinos. Os elevados custos de desenvolvemento e xestión empuxaron aos Estados Unidos e Rusia a reducir o número de unidades en servizo, eliminando as máis antigas e ás veces cancelando a finalización de submarinos (especialmente  SSN e  SSBN) aínda en construción.World Defence Almanac Ed. 2006, fontes de "Estados Unidos de America" e "Rusia"

Con todo, desde hai algúns anos Rusia deu un novo impulso ao desenvolvemento e construción de submarinos. En 2007, botouse o primeiro exemplo dunha nova clase de SSBN, a clase Borei, cuxo casco botouse en 1996.. Doutra banda os Estados Unidos preferiu actualizar os SSBN da clase Ohio e os SSN da clase Los Angeles. Un primeiro programa para substituír a Los Ángeles iniciouse co Seawolf en 1989, pero detívose despois de que só se construíran tres unidades.

 Tripulación 
miniatura|O interior dun submarino británico da clase E. Un oficial supervisa as operacións de mergullo, c. 1914–1918.
Un submarino nuclear típico ten unha tripulación dunha 120 persoas, mentres que os buques non nucleares teñen menos da metade. As condicións dentro dun submarino poden ser difíciles debido a que os membros da tripulación teñen que traballar illados durante longos períodos de tempo, sen contacto coas súas familias. Os submarinos adoitan manter o silencio de radio para evitar seren detectados. Operar un submarino é perigoso, incluso en tempos de paz, e moitos buques afundíronse por accidentes.

 Mulleres a bordo 
miniatura|Gardamariñas aprendendo a pilotar o USS West Virginia.
A maioría das armadas prohibiron ás mulleres servir en submarinos, mesmo despois de que se lles permitira servir en buques de guerra de superficie. As razóns dadas comunmente para excluír ás mulleres son a falta de privacidade e as «liteiras quentes», unha práctica común nos submarinos, onde tres mariñeiros comparten dúas liteiras por quendas para aforrar espazo. A Mariña Real de Noruega converteuse na primeira mariña en permitir mulleres nas súas tripulacións de submarinos en 1985. A Mariña Real danesa permitiu submarinistas femininas en 1988. Outros seguiron o exemplo, incluíndo a Mariña sueca (1989), a Royal Australian Navy (1998), a Armada española (1999), a Deutsche Marine (2001) e a Royal Canadian Navy (2002). En 1995 Solveig Krey da Armada Real Norueguesa converteuse na primeira muller do mundo en ser designada capitá do submarino militar HNoMS Kobben.Jentene kom gradvis inn  Seguírona outras nas armadas de Australia, o Canadá e España.NATO Review - Women in uniform   O 8 de decembro de 2011, o Secretario de Defensa británico Philip Hammond  anunciou que a prohibición do Reino Unido sobre as mulleres en submarinos levantaríase no 2013, En maio de 2014, tres mulleres convertéronse nas primeiras submarinas da Royal Navy. Anteriormente, temíase que as mulleres correran máis risco de acumular dióxido de carbono no submarino. Pero un estudo non mostrou ningunha razón médica para excluír ás mulleres, aínda que as mulleres embarazadas seguirían sendo excluídas. Perigos semellantes para a muller embarazada e o seu feto impediron ás mulleres o servizo en submarinos de Suecia en 1983, cando todas as outras prazas quedaron dispoñibles na Mariña sueca. Hoxe en día, ás mulleres embarazadas aínda non se lles permite servir nos submarinos en Suecia. Non obstante, os responsables políticos pensaron que era discriminatorio cunha prohibición xeral e esixiron que as mulleres sexan xulgadas por méritos individuais e que a súa idoneidade fose avaliada e comparada con outras candidatas. Ademais, observaron que é improbable que unha muller que cumpra esas demandas tan elevadas quede embarazada.

O exército estadounidense, que permite ás mulleres servir en case calquera buque da súa frota, só permite a súa presenza en submarinos militares en escasas excepcións, argumentando que as condicións de semisegregación que aplica ao persoal feminino nos buques suporía un custo duns 300 000 dólares por camastro. Desde 1993 as mulleres serviron en buques de superficie da Mariña estadounidense e desde 2011-2012 comezaron a servir en submarinos por primeira vez. Ata o de agora, a Mariña só permitía tres excepcións á presenza de mulleres a bordo dos submarinos militares: técnicas civís femininas durante uns días como máximo, mulleres gardamariñas que pasaban unha noite durante o adestramento de verán para o ROTC da Mariña e da Academia Naval, e membros dependentes da familia en cruceiros dun día. En 2009, altos funcionarios, incluído o entón secretario da Mariña Ray Mabus , o xefe do Estado Maior Conxunto, o almirante Michael Abrandan, e o xefe de operacións navais, o almirante Gary Roughead, inician o proceso de atopar unha maneira de implementar mulleres nos submarinos. A Mariña dos Estados Unidos rescindiu a súa política de "ningunha muller en submarinos" no 2010.

Tanto a armada dos Estados Unidos como a británica operan submarinos de propulsión nuclear que se despregan por períodos de seis meses ou máis. Outras armadas que permiten ás mulleres servir en submarinos operan submarinos de propulsión convencional, que se despregan por períodos moito máis curtos, normalmente só por uns poucos meses. Antes do cambio dos Estados Unidos, ningunha nación que empregaba submarinos nucleares permitía ás mulleres servir a bordo.

En 2011, a primeira clase de mulleres oficiais de submarinos graduouse do curso básico de oficiais de submarinos da Escola Naval de Submarinos (SOBC) na Base Naval de Submarinos de New London. Ademais, oficiais de subministración de rango máis alto e experimentadas na especialidade de guerra de superficie tamén asistiron a SOBC, procedendo á frota de submarinos de mísiles  balísticos (SSBN) e mísiles guiados (SSGN) xunto coas novas oficiais de liña submarina feminina a partir de finais de 2011. A finais de 2011, varias mulleres foron asignadas o submarino de mísiles balísticos da clase "Ohio" Wyoming. O 15 de outubro de 2013, a Mariña dos Estados Unidos anunciou que dous dos submarinos de ataque máis pequenos da clase Virginia, o  e o , terían tripulantes femininos en xaneiro do 2015.
miniatura|Un traxe de escape submarino

En 2020, a academia nacional de submarinos navais do Xapón aceptou a súa primeira candidata.

Abandono do buque
Os principais operadores de submarinos consideraron a posibilidade de que un buque quede varado no fondo do mar, coa tripulación atrapada dentro do casco, e desenvolveron técnicas e sistemas de evacuación. Estes inclúen tanto os utilizados de forma autónoma pola tripulación, como o rescate con minisubmarinos especiais, como o DSRV americano ou o MSM italiano, capaces de atracar o submarino danado, incluso a unha profundidade considerable, para rescatar aos sobreviventes.

En caso de emerxencia, os submarinos poden transmitir un sinal a outros buques. A tripulación pode usar o equipo de inmersión de escape submarino para abandonar o submarino. A tripulación pode evitar lesións pulmonares por sobreexpansión do aire nos pulmóns debido ao cambio de presión coñecido como barotrauma pulmonar  exhalando durante o ascenso. Despois da fuxida dun submarino a presión, a tripulación corre o risco de desenvolver unha enfermidade por descompresión. Un medio de escape alternativo é mediante un vehículo de rescate de mergullo profundo que pode atracar no submarino con problemas.

 Sistema de soporte vital 

Coa chamada propulsión nuclear, os submarinos poden permanecer mergullados durante meses seguidos, a diferenza dos submarinos diésel, que teñen que emerxer periodicamente ou empregar o snorkel para poder recargar as baterías. A maior parte dos submarinos militares modernos poden xerar osíxeno para a tripulación mediante a electrólise da auga. O equipo de control de atmosfera inclúe un filtro de CO2, que usa un catalizador para eliminar este gas do aire e mesturalo cos desperdicios bombeados fóra. Tamén se emprega un dispositivo que utiliza un catalizador para converter o monóxido de carbono en  CO2 (eliminado polo anterior filtro) e mestura o hidróxeno producido polas baterías eléctricas do buque con osíxeno do aire para producir auga. Un sistema de monitorización de atmosfera analiza o aire de diferentes zonas do buque para controlar os niveis de nitróxeno, osíxeno, hidróxeno, refrixerantes R12 e R114, dióxido de carbono, monóxido de carbono e outros compoñentes. Os gases velenosos elimínanse e vólvese a engadir osíxeno procedente dun depósito situado nun tanque de lastre principal. Algúns submarinos máis pesados teñen dúas estacións de purga de osíxeno (a proa e a popa). O nivel de osíxeno do aire mantense ás veces nunha porcentaxe máis baixa que a concentración atmosférica normal para reducir o perigo de incendio.

A auga doce prodúcese ben por evaporación ou por osmose inversa. Úsase para as duchas, os vertedoiros, cociñar e limpar. A auga mariña úsase para os inodoros, almacenándose a «auga negra» resultante nun tanque sanitario ata que se expulsa fóra usando aire a presión ou se bombea ao exterior usando unha bomba sanitaria especial. O método para limpar os sanitarios de a bordo é difícil de operar, e o submarino alemán de tipo  VIIC U-1206 afundiuse con baixas por un erro cos inodoros. A auga das duchas e dos vertedoiros almacénase separada en tanques de «auga gris», que se bombean fóra usando unha bomba de drenaxe.

Nos grandes submarinos modernos o lixo adoita eliminarse usando un tubo chamado Unidade de Eliminación de Lixo (Trash Disposal Unit ou  TDU), onde se compacta dentro dun bidón de aceiro galvanizado. Cando este bidón énchese, déixase caer ao fondo do océano con axuda de lastres de ferro.

 Usos 
 Militar 
Antes e durante a segunda guerra mundial, o rol principal do submarino era a guerra contra unidades de superficie. Os submarinos podían atacar tanto en superficie como mergullados, utilizando torpedos ou (en superficie) pezas de artillaría en cuberta. Foron particularmente efectivos no afundimento do tráfico transatlántico aliado durante ambas as guerras mundiais, así como na disrupción das rutas de abastecemento xaponesas e operacións navais no Pacífico durante a segunda guerra mundial.
miniatura|O EML Lembit no Museo Marítimo de Estonia. O Lembit é o único submarino minador da súa serie que queda no mundo.
Os submarinos minadores foron desenvoltos a principios do século XX. Esta capacidade utilizouse nas dúas guerras mundiais. Así mesmo tamén se usaron para inserir e extraer axentes encubertos en forzas militares, recolección de información e rescate de aviadores durante ataques a illas, previa información aos aviadores de lugares seguros para facer amaraxes onde poder ser rescatados polos submarinos e podían transportar carga a través de augas hostís así como prover doutros submarinos.

Os submarinos normalmente podían localizar e atacar outros submarinos só se estaban na superficie, aínda que o HMS "Venturer" conseguiu afundir o U-864 cunha descarga de 4 torpedos mentres ambos estaban mergullados. Os británicos desenvolveron un submarino antisubmarino durante a primeira guerra mundial, a clase R. Despois da segunda guerra mundial, co desenvolvemento do torpedo guiado, mellores sistemas de sonar e propulsión nuclear, os submarinos foron capaces de cazarse mutuamente.
miniatura|esquerda|Sombras acústicas dos submarinos
O desenvolvemento do mísil balístico de lanzamento submarino e do mísil de cruceiro deu os submarinos unha habilidade substancial e de longo alcance para atacar tanto obxectivos en terra como no mar, cunha variedade de armas que van desde de bombas de acio ata cabezas nucleares. 
A principal defensa dun submarino recae na súa habilidade para permanecer escondido nas profundidades do océano. Os primeiros submarinos podían ser detectados polo ruído que facían. A auga é un condutor excelente do son (moito mellor que o aire), e os submarinos poden detectar e seguir as unidades de superficie, comparativamente máis ruidosas, desde longas distancias. Os submarinos modernos son construídos con énfases no sixilo.

Deseños avanzados de propulsores, illamento extensivo redutor de son e maquinaria especial axudan un submarino para permanecer tan silencioso como o son de ambiente do océano, facéndoo difícil de detectar. Requírese tecnoloxía especializada para atopar e atacar submarinos modernos.

O sonar activo utiliza o reflexo do son emitido desde o dispositivo de procura para detectar submarinos. Empregouse desde a segunda guerra mundial para barcos, submarinos e aeronaves (vía boias lanzadas por avións ou sondas de "cata" desde helicópteros), pero supón a desvantaxe de dar a propia posición do emisor e é susceptible as contra-medidas.

Un submarino militar confinado é unha auténtica ameaza, e debido ao seu sixilo, pode forzar unha frota inimiga a investir recursos peiteando grandes áreas de océano e protexendo barcos contra posibles ataques. Esta vantaxe foi vivamente demostrada na guerra das Malvinas en 1982, cando o submarino nuclear británico "HMS Conqueror" afundiu o cruceiro arxentino "ARA General Belgrano".

Tras o afundimento o Exército Arxentino recoñeceu que non tiñan ningunha defensa efectiva contra un ataque submarino, e a frota de superficie arxentina tivo que retirarse a porto durante a queda da guerra, a pesar de que un submarino arxentino permaneceu no mar .

 Civil 
miniatura|Submarino NR-1 en 1986 con propulsión núclear dedicado a investigación naval 		
Aínda que a maioría dos submarinos do mundo son militares, algúns son civís. Teñen varios usos, incluíndo inspeccións de plataformas, turístico, exploración, busca de petróleo e gas, así como revisións de gasodutos, investigación naval, arqueoloxía submarina e salvamento no mar.

A atracción do Submarine Voyage inaugurouse en Disneyland en 1959, pero aínda que corría baixo a auga non era un verdadeiro submarino, xa que circulaba por raís e estaba aberto á atmosfera. O primeiro submarino turístico foi o Auguste Piccard, que entrou en servizo en 1964 na Expo 64. En 1997 había 45 submarinos turísticos operando en todo o mundo. Estes son submarinos cunha profundidade de inmersión límite de 120-150 m (400-500 pés) e son operados en diversas áreas de recreo tropicais ou noutras zonas con augas claras e boa visibilidade, habitualmente en fondos de entre  30-37  m (100-120  pés), cunha capacidade de 50 a 100 pasaxeiros. O seu deseño deriva do dos submarinos para investigación, contando con grandes ollos de boi para que os pasaxeiros gocen das vistas e situando sistemas mecánicos importantes fóra do casco para aforrar espazo interior, a pesar do cal este adoita ser escaso. Na súa maioría funcionan con baterías eléctricas e son moi lentos Nunha operación típica (por exemplo, os submarinos Atlantis), un barco de superficie leva aos pasaxeiros ata unha área de operacións de altura, onde os pasaxeiros son transbordados ao submarino. Entón, o submarino visita puntos de interese mergullados, normalmente arrecifes tanto naturais como artificiais. Para emerxer con seguridade sen risco de colisión, a posición do submarino márcase cunha emisión de aire e o movemento cara á superficie é coordinado por un observador nunha embarcación de apoio.

 Submarinos usados ​​con fins científicos 
miniatura|Batiscafo Trieste
O número de submarinos utilizados con fins científicos é moito máis modesto. A importancia do submarino como instrumento para a exploración dos abismos non alcanzou o seu punto álxido ata mediados dos anos cincuenta do século pasado, cando o progreso tecnolóxico e o uso de materiais avanzados permitiron a construción de submarinos capaces de alcanzar profundidades moi grandes. Grande fama tivo o batiscafo Trieste, que en 1960 alcanzou unha profundidade de máis de 10 000 metros con Auguste Piccard e Donald Walsh a bordo..

Non menos famoso foi o batiscafo francés FNRS-2 , que durante un tempo competiu co  Trieste pola conquista do abismo, aínda que nunca se mergullou a profundidades superiores aos 4.000 metros. A pesar destas actuacións excepcionais, o desenvolvemento dun novo  batiscafo foi bastante limitado e co avance da técnica preferiuse confiar a exploración do abismo a vehículos  robóticos ou submarinos guiados a distancia.

Entre os submarinos utilizados con fins científicos, tamén destacan algunhas unidades da clase  XXI alemá, que foron convertidas en submarinos de investigación despois da guerra. Destas unidades, a máis coñecida foi a que levaba o nome de  Willhelm  Bauer, a única da súa clase que permaneceu en Alemaña despois da guerra, utilizada pola mariña alemá con fins de investigación. Igualmente famoso foi o diminuto submarino de propulsión nuclear NR-1 da US-Navy,, o único da súa clase, que se utilizou ata 2008 con fins de investigación científica, militar e civil. Incluso Rusia emprega barcos con fins militares e científicos, así como para operacións especiais e intelixencia.A referencia é aos barcos das clases Clase uniforme, Paltus, Raios X e Losharik, así como a varios SSBN desarmados e utilizados de diversas formas.

Entre estes, o máis avanzado é o Losharik: capaz de alcanzar unha profundidade de 6.000 metros, pode realizar investigacións científicas e recuperar tripulacións doutros submarinos avariados, ademais de ser utilizado para operacións especiais.

 Inmersión e navegación 
miniatura|Esta gráfica móstranos o sistema de inmersión e emersión.
miniatura|Vela do submarino nuclear francés Casabianca; advírtanse os planos de inmersión, os mastros camuflados, o periscopio, os mastros de guerra electrónica e a porta.

miniatura|Operación de mergullo dun submarino
A: submarino na superficie;
B: manobra de inmersión;
C: submarino no mergullo;
1: temóns horizontais de popa;
2a: tanque de nivelación de popa;
2b: tanque de compensación de popa;
3a: tanque de emerxencia;
3b: tanque de compensación do centro;
3c: tanque de inmersión rápida;
4: tanque de lastre principal;
5a: tanque de compensación de proa;
5b: tanque de nivelación de proa;
6: temóns horizontais de proa;
7: tanque de flotabilidade de proa.
Todos os barcos, así como os submarinos en superficie, están en situación de flotación positiva, pesando menos que o volume equivalente de auga desprazada (de acordo co principio de Arquímedes). Para mergullarse dun modo puramente hidrostático, (sen axuda mecánica), un buque debe gañar flotación neutral (peso igual a pulo), ben incrementando o seu propio peso ou diminuíndo o desprazamento de auga (volume). Para controlar o seu peso, os submarinos están equipados con depósitos de lastre, que se poden encher con auga tomada do exterior ou con aire a presión.

Para mergullarse ou emerxer, os submarinos usan os depósitos de proa e popa, chamados depósitos principais, que se abren e énchense completamente de auga para mergullarse ou se enchen de aire a presión para emerxer. Durante a inmersión, os depósitos principais adoitan permanecer asolagados, o que simplifica o seu deseño, polo que en moitos submarinos estes depósitos son simplemente unha sección do espazo entre os cascos. Para un control manual máis rápido e preciso da profundidade, os submarinos dispoñen duns depósitos máis pequenos para o control de profundidade, capaces de soportar presións máis altas. A cantidade de auga nestes depósitos pódese controlar, tanto para responder a cambios nas condicións exteriores, como para cambiar a profundidade de inmersión. Devanditos depósitos poden situarse preto do centro de gravidade do submarino, ou distribuírse polo buque para evitar que afecten á escora.

En inmersión, a presión da auga sobre o casco do submarino pode alcanzar os 3 MPa (uns 300 metros de profundidade) nos submarinos de aceiro e ata os 10 MPa (1000 m) nos de titanio, como o Komsomolets,George Montgomery: The Komsomolets Disaster.  1994, publicado pola CIA Informe 14 de abril de 2007. permanecendo constante a presión interior. Esta diferenza provoca a compresión do casco, o que diminúe o desprazamento. A densidade da auga tamén se incrementa, pois a salinidade e a presión son maiores, pero isto non compensa a compresión do casco, así que a flotabilidade diminúe coa profundidade. Un submarino mergullado está en equilibrio inestable, tendo tendencia a caer cara ao fondo ou flotar cara á superficie. Manter unha profundidade fixa esixe a operación continua dos tanques de control de profundidade.

Para manter a  escora desexada, os submarinos usan tanques de escora especializados a proa e a popa. As bombas trasladan auga entre eles, cambiando a distribución do peso e creando así un momento que xira o buque cara a arriba ou cara a abaixo. Un sistema parecido úsase ás veces para manter a estabilidade.

O efecto hidrostático dos tanques de lastre variable non é a única forma de controlar o submarino baixo a auga. A manobra hidrodinámica lógrase mediante varias superficies, que poden ser xiradas para crear as correspondentes forzas hidrodinámicas cando o submarino desprázase á suficiente velocidade. Os planos de popa, situados preto do propulsor e orientados polo xeral horizontalmente, serven para o control da inclinación lonxitudinal do submarino, e son de uso común, a diferenza doutras superficies de control das que poden carecer algúns submarinos. Os planos de inclinación na torreta e os de popa no corpo principal, ambos tamén horizontais, sitúanse máis preto do centro de gravidade e son utilizados para controlar a profundidade con menos efecto sobre a inclinación.

Cando un submarino realiza unha emersión de emerxencia, usa simultaneamente todos os métodos de control de profundidade e de escora para propulsar ao buque cara a arriba. Dita emersión é moi rápida, polo que o submarino pode mesmo saltar parcialmente fora da auga.

Os submarinos modernos teñen un sistema de guía inercial para navegar baixa a auga, pero o erro de deriva acumúlase inevitablemente co tempo. Para contrarrestalo, usan periodicamente o GPS para obter unha posición exacta. O periscopio (un tubo retráctil con prismas que permite ver sobre a superficie sen emerxer) só se usa ocasionalmente, debido a que o seu rango de visibilidade é curto. Os submarinos modernos teñen «mastros optrónicos» no canto de periscopios de tubo ópticos que penetran no casco. Estes mastros teñen que seguir subíndose á superficie, pero empregan sensores electrónicos para a luz visible e a infravermella, telémetro láser e dispositivos de vixilancia electromagnética.

 Aspectos técnicos 
 O casco 
miniatura|esquerda|U-Boot Tipo VII da segunda guerra mundial, téñase en conta os tanques laterais que sobresaen do casco.
Os cascos dos primeiros submarinos estaban compostos principalmente por táboas de madeira adecuadamente fixadas entre si coa axuda de cravos, parafusos ou alternativamente simplemente fixadas con algúns fíos. Non poucas veces os primeiros submarinos rudimentarios estaban compostos polo casco de dous barcos pechados un sobre o outro coma unha nogueira.  Para garantir a  impermeabilidade do vehículo utilizouse brea, que grazas ás súas propiedades hidrófugas, ademais de actuar como adhesivo, podería impermeabilizar o interior dos cascos. Tamén podía facerse unha maior impermeabilización co uso de coiros como forros do casco, aínda que obviamente esta solución fose particularmente custosa. É evidente que as profundidades de inmersión que se podían alcanzar con solucións técnicas deste tipo eran moi modestas, da orde duns metros. Con todo, ata o século XIX a técnica non permitiria equipar estes medios primitivos dunha hélice nin ningunha propulsión e, de feito, era necesario que fosen guiados por un ou máis operadores que estaban nun barco ou nunha plataforma, flotando. Só co desenvolvemento tecnolóxico a partir das primeiras décadas do século XIX parecía posible construír vehículos equipados cun casco suficientemente avanzado que tamén puidesen albergar unha hélice no exterior. Estes barcos estaban equipados con cascos de madeira reforzados con aceiro.
 O uso de metal para os cascos 
miniatura|Submarino de Tipo XXI da segunda guerra mundial: detalles do casco
Un maior progreso tecnolóxico fixo posible a fins do século  XIX fabricar os primeiros cascos completamente en aceiro. Polo tanto, inmediatamente pareceu conveniente trasladar os tanques que actuaban como lastre fora do casco para aumentar o espazo no interior do submarino. Para mellorar a gobernabilidade e seguridade destes submarinos na navegación de superficie decidiuse dispoñer os tanques ao redor do casco co fin de crear un dobre casco, aínda que cabe destacar que unha vez mergullados, xa que a presión nos tanques era a igual que no exterior do casco, estes barcos eran equivalentes aos submarinos equipados cun casco monocasco. Outro problema para manter a flotabilidade neutra xurdiu do consumo constante de combustible durante a navegación na superficie ou a profundidade do periscopio cando se usa o snorkel. Para superar este inconveniente, decidiuse aproveitar a densidade do diésel lixeiramente máis baixa en comparación coa auga e as propiedades repelentes á auga do combustible, aplicando aos tanques (tamén chamado bunker) dous buracos na parte inferior. Esta disposición permitiu que a auga asolague o tanque a medida que se consumía o combustible e equilibraba, aproximadamente, a posición do submarino. Con todo, esta solución foi rapidamente abandonada en canto púidose regular con maior precisión a cantidade de auga dentro dos tanques que actuaban como lastre, xa que a pesar de que o sistema era efectivo aínda existía unha leve perda de combustible debido á mestura do combustible coa auga que tiña lugar entre as superficies de contacto dos dous fluídos.

 Dobre casco 
miniatura|O US Navy Los Angeles -clase USS Greeneville en dique seco, mostrando o casco en forma de cilindro
Todos os submarinos e somerxibles modernos pequenos, así como os máis antigos, teñen un único casco. Os submarinos grandes adoitan ter un casco adicional externo, ou partes deste. Este casco externo, que en realidade constitúe a forma do submarino, denomínase casco exterior ou casco lixeiro, pois non ten que soportar ningunha diferenza de presión. Dentro do casco exterior hai un casco máis forte ou casco de presión, que soporta a diferenza entre a presión do mar e a atmosférica normal do interior.

A pesar de que a primeira vez en aplicarse foi no Ictíneo I, de Monturiol, foi ignorado durante moito tempo. Logo, na época da primeira guerra mundial, advertiuse que a forma óptima para soportar a presión entraba en conflito coa forma óptima para navegar e minimizar a resistencia da auga, complicando as dificultades de fabricación aínda máis o problema. Este foi resolvido ben adoptando unha forma de compromiso, ben usando dous cascos con formas diferentes: un interno para soportar a presión e outro externo coa forma óptima para navegar. Ata finais da segunda guerra mundial, a maioría dos submarinos tiñan unha cuberta parcial adicional na súa parte superior, a proa e a popa, feita de metal delgado, que se asolagaba durante a inmersión. Alemaña foi máis lonxe co tipo XXI, o predecesor dos submarinos modernos, encerrando completamente o casco de presión dentro do lixeiro, optimizando, con todo, este para a navegación submarina a diferenza dos deseños anteriores que estaban optimizados para operacións de superficie.

Tras a segunda guerra mundial, as estratexias dividíronse. A Unión Soviética cambiou os seus deseños, baseándoos nos últimos desenvolvementos alemáns. Todos os submarinos pesados soviéticos e rusos posteriores á segunda guerra mundial construíronse cunha estrutura de dobre casco. Os submarinos estadounidenses e da maioría dos demais países occidentais conservaron a súa estrutura de casco simple. Seguían tendo seccións de casco lixeiro na proa e a  popa, que albergaban tanques de lastre principais e proporcionaban unha forma  hidrodinámicamente óptima, pero a sección principal do casco  cilíndrico tiña unha soa capa de chapa.

Aínda que xa non son necesarios pola diferenza de formas, o deseño de dobre casco segue tendo certo número de vantaxes. Os reforzos anulares e lonxitudinais sitúanse entre os dous cascos, e o lixeiro tamén pode ser usado para montar nel o equipamento que non necesite unha presión constante para funcionar, mentres que encostalo directamente ao casco de presión podería provocar unha fatiga local perigosa. Estas medidas aforran moito espazo dentro do casco de presión, que é moito máis pesado e require moito máis tempo de fabricación que o lixeiro. No caso de que o submarino resulte danado, o casco de presión pode absorber a maioría dos danos, o que non compromete a integridade do buque, sempre que o casco forte permaneza intacto. O casco lixeiro tamén pode ser illado acusticamente do casco de presión, reducindo significativamente o ruído do equipamento interno, mellorando a capacidade de camuflaxe ou permitindo o uso dunha disposición interna e unha montaxe do equipamento máis simples. 

A maior desvantaxe da estrutura de dobre casco é a cantidade significativamente maior de traballo manual necesario para construíla. A Unión Soviética desenvolvera a tecnoloxía de soldadura antes e tiña unha forza de traballo cualificada e barata dispoñible, pero o alto custo do traballo manual nos Estados Unidos facía preferible o menos caro deseño de casco simple. Outra razón para a construción de submarinos de dobre casco por parte da Unión Soviética era a operación baixo o océano Ártico, onde os submarinos tiñan que romper unha capa de groso xeo ao emerxer para disparar os mísiles, o que sempre podía danar o casco. Con todo, o deseño de dobre casco está a ser actualmente considerado para futuros submarinos tamén nos Estados Unidos, de forma que se incremente a capacidade de carga e camuflaxe e a autonomía.National Defence Magazine (inglés)

 Casco de presión 

O casco de presión adoita construírse con aceiro groso de alta resistencia cunha estrutura complexa e alta reserva de resistencia, e divídese en tabiques estancos en varios compartimentos. Existen tamén exemplos de submarinos con máis de dous cascos, como son os da clase Typhoon, que contan con dous cascos de presión principais e outros tres máis pequenos para a sala de control, torpedos e mecanismo de goberno, situándose o sistema de lanzamento de mísiles entre os dous cascos principais.

A profundidade de inmersión máxima non pode incrementarse facilmente. Limitarse a incrementar o grosor do casco provoca un aumento do peso e require a redución do peso do equipo de a bordo. Isto pode facerse nos sumerxibles civís de investigación pero non nos submarinos militares, de forma que a profundidade de inmersión máxima estivo sempre limitada pola tecnoloxía dispoñible.

Os cascos dos submarinos da primeira guerra mundial foron construídos con aceiro ó carbono, e non podían mergullarse por baixo de 100m. Durante a segunda guerra mundial introduciuse o aceiro aleado de alta resistencia, permitindo profundidades de ata 200m. O aceiro  aleado de alta resistencia segue sendo o principal material dos submarinos actuais, cun límite de profundidade de 250-400m, que non pode excederse nos submarinos militares sen sacrificar outras características. Para superar este límite construíronse algúns submarinos con cascos de titanio. Este metal é case tan forte como o aceiro, máis lixeiro e non magnético, o que é importante para a camuflaxe. Os soviéticos foron partidarios dos submarinos de titanio, para os que desenvolveron aliaxes de alta resistencia e construíron unha industria para producir titanio a custos alcanzables, chegando a ter varios tipos de submarinos de titanio. As aliaxes de titanio permiten un grande incremento na profundidade de inmersión máxima, pero tamén é necesario redeseñar outros sistemas, polo que a profundidade probada foi limitada a 1000 m para o K-278 Komsomolets, o submarino militar con maior profundidade de inmersión. Un submarino de clase Alfa pode operar con éxito a 1300 m de profundidade,Federation of American Scientists (inglés). aínda que a operación continua a tales profundidades supoñería unha fatiga excesiva para moitos sistemas do submarino. Á parte dos seus beneficios, os altos custos da construción con titanio levaron a un abandono dos submarinos fabricados con este metal ao final da guerra fría. Os submarinos civís de inmersión profunda utilizaron cascos de presión acrílicos grosos.

O batiscafo, ou vehículo de inmersión profunda (DSV en inglés), que logrou máis profundidade ata a data é o Trieste. O 5 de outubro de 1959, o Trieste partiu de San Diego rumbo a Guam a bordo do mercante Santa María para participar no Proxecto Nekton, unhas series de inmersións moi profundas na Fosa das Marianas. O 23 de xaneiro de 1960, o Trieste alcanzou o fondo do océano no Abismo de Challenger (a parte máis profunda do sur da Fosa das Marianas), tripulado por Jacques Piccard (fillo de Auguste) e o tenente Don Walsh (US Navy). Esta foi a primeira vez que unha nave, tripulada ou non tripulada, alcanzara o punto máis profundo dos océanos da Terra. Os sistemas de a bordo indicaron unha profundidade de 11.521 metros (37.799 pés), aínda que foi posteriormente corrixida a 10.916 metros (35.814 pés) e medicións máis precisas feitas en 1995 atoparon que o Abismo de Challenger lixeiramente menos profunda, a 10.911 metros (35.797 pés).

A tarefa de construír un casco de presión é moi complexa, pois debe poder soportar unha forza de varios millóns de toneladas. Cando o casco é perfectamente redondo na súa sección transversal, a presión distribúese  uniformemente, o que só provoca a compresión do casco. Se a forma non é perfecta, o casco se curva, sufrindo varios puntos unha presión altísima. As inevitables desviacións menores son soportadas polos aneis de reforzo, pero incluso unha desviación de 25 mm respecto a súa forma circular provoca un decremento do 30% da carga hidrostática máxima e consecuentemente da profundidade de inmersión máxima.US Naval Academy (inglés). O casco debe polo tanto ser construído cunha precisión altísima. Todas as partes do mesmo teñen que ser soldadas sen defectos, e todas as unións deben ser comprobadas varias veces usando diferentes métodos. Isto contribúe aos elevadísimos custos de fabricación dos submarinos modernos (por exemplo, un submarino de ataque da clase Virginia custa uns 2.600 millóns de dólares).

 Propulsión 

miniatura|Sala de máquinas do submarino HMAS Onslow (1969) (Royal Australian Navy).
Os primeiros submarinos foron  propulsados ​​por humanos. O primeiro submarino impulsado mecanicamente foi o francés Plongeur (1863), que usaba aire comprimido, sendo a propulsión anaeróbica empregada por primeira vez no español  Ictíneo II (1864) sufragado por subscrición popular. O motor deste último usaba un composto químico de  magnesio,  peróxido, zinc e  clorato  potásico que xera vapor con que mover a hélice e osíxeno para os tripulantes. Este sistema non volveu ser empregado ata 1940, cando a armada alemá probou a turbina Walter no submarino experimental V-80 e máis tarde no U-791.

Ata a chegada da propulsión nuclear mariña, a maioría dos submarinos do século XX usaron motores eléctricos alimentados por baterías para a navegación subacuática e motores de combustión interna para a superficie e para recargar as baterías. Os primeiros modelos usaban gasolina pero pronto se substituíu por parafina e logo gasóleo grazas a súa menor inflamabilidade e a unha maior eficiencia no combustible e, polo tanto, tamén un maior autonomía. Unha combinación de propulsión diésel e eléctrica converteuse na norma. 

Inicialmente, o motor de combustión e o motor eléctrico estaban na maioría dos casos conectados ao mesmo eixe para que ambos puidesen impulsar directamente a hélice. O motor de combustión colocouse no extremo dianteiro da sección de popa co motor eléctrico detrás seguido do eixe da hélice. O motor de combustión estaba conectado ao motor eléctrico mediante un embrague e á súa vez conectado ao eixe da hélice por outro embrague.

Con só o embrague traseiro activado, o motor eléctrico podería impulsar a hélice, se se necesitaba para unha operación completamente mergullada. Con ambos os embragues enganchados, o motor de combustión podería impulsar a hélice, o igual que cando se operaba na superficie ou, nunha etapa posterior, ao mergullarse. Neste caso, o motor eléctrico serviría como xerador para cargar as baterías ou, se non fose necesario cargalas, permitiríaselle xirar libremente. Con só o embrague dianteiro enganchado, o motor de combustión podería impulsar o motor eléctrico como un xerador para cargar as baterías sen forzar simultaneamente á hélice para moverse.

 Transmisión diésel-eléctrica 
miniatura|Submarino da Forza Marítima de Autodefensa do Xapón recargando batería

Aínda que a maioría dos primeiros submarinos utilizaban unha conexión mecánica directa entre o motor de combustión e a hélice, considerouse e púxose en funcionamento unha solución alternativa nunha fase moi temperá. Esa solución consiste en converter primeiro o traballo do motor de combustión en enerxía eléctrica a través dun xerador eléctrico. Esta enerxía úsase entón para accionar a hélice a través do motor eléctrico e, na medida requirida, para cargar as baterías. Nesta configuración, o motor eléctrico é o responsable de facer xirar a hélice en todo momento, independentemente de que exista aire dispoñible para que o motor de combustión tamén se poida usar.
miniatura|Un dos primeiros submarinos con transmisión diésel-eléctrica, o HMS  Hajen , exposto fóra do Museo Naval en Karlskrona.
Entre os pioneiros desta solución alternativa estivo o primeiro submarino da Armada sueca, HMS Hajen (despois renomeado Ub no 1), botado en 1904. Aínda que o seu deseño inspirouse polo xeral no primeiro submarino comisionado pola US Navy, USS Holland, desviouse deste último polo menos en tres formas significativas: ao agregar un periscopio, ao substituír o motor de gasolina por un motor semidiésel (un motor de bulbo quente destinado principalmente a ser alimentado por queroseno, logo substituído por un verdadeiro motor diésel) e cortando o vínculo mecánico entre o motor de combustión e a hélice, deixando en cambio que o primeiro o manexe un xerador eléctrico. Ao facelo, deu tres pasos significativos cara ao que finalmente se convertería na tecnoloxía dominante dos submarinos convencionais (é dicir, non nucleares).

Nos anos seguintes, a Armada sueca engadiu outros sete submarinos en tres clases diferentes (2a clase, clase Laxen, e clase Braxen) usando a mesma tecnoloxía de propulsión pero equipada con auténticos motores diésel en vez de semidiésel desde o principio. Dado que nesa época a tecnoloxía normalmente se baseaba no motor diésel en lugar doutro tipo de motor de combustión esta acabou por coñecerse como transmisión diésel-eléctrica.

Como moitos outros primeiros submarinos, os deseñados inicialmente en Suecia eran bastante pequenos (menos de 200 toneladas) e, polo tanto, confinábanse á operación litoral. Cando a Mariña sueca quixo engadir buques máis grandes, capaces de operar máis lonxe da costa, os seus deseños compráronse a empresas no estranxeiro que xa tiñan a experiencia requirida: primeiro italiano (Fiat-Laurenti) e máis tarde alemán (A.G. Weser e IvS). Como efecto colateral, a transmisión diésel-eléctrica foi temporalmente abandonada.
miniatura|Dúas xeracións moi diferentes de submarinos suecos pero ambas con transmisión diésel-eléctrica: HMS Hajen, en servizo entre 1905 e 1922, e HMS Neptun, en servizo entre 1980 e 1998
Con todo, a transmisión diésel-eléctrica reintroduciuse inmediatamente cando Suecia comezou a deseñar os seus propios submarinos novamente a mediados da década de 1930. Esta propulsión diésel-eléctrica permitiu moita maior flexibilidade: por exemplo, o submarino podía moverse lentamente mentres os motores funcionaban a plena potencia para recargar as baterías o máis rápido posible, reducindo así o tempo na superficie ou o uso do snorkel. Tamén permitiu illar os ruidosos motores diésel no casco, facendo máis silencioso o submarino. A partir dese momento, utilizouse constantemente para todas as novas clases de submarinos suecos, aínda que complementado con propulsión independente do aire (AIP) segundo o previsto por motores Stirling a partir dese momento. con HMS Näcken en 1988.

Outro dos primeiros adoptantes da transmisión diésel-eléctrica foi a Armada dos Estados Unidos, cuxa Oficina de Enxeñaría propuxo o seu uso en 1928. Posteriormente probouse nos submarinos da clase S: ,  e  antes de ser posta en produción a clase "Porpoise" dos anos 30. A partir dese momento, seguiu empregándose na maioría dos submarinos convencionais dos Estados Unidos.

Á parte da clase U británica e algúns submarinos da Armada Imperial Xaponesa que usaban xeradores diésel separados para funcionar a baixa velocidade, poucas armadas ademais das de Suecia e os Estados Unidos fixeron uso da transmisión diésel-eléctrica antes de 1945. Despois da segunda guerra mundial, pola contra, converteuse gradualmente no modo de propulsión dominante dos submarinos convencionais. Porén, a súa adopción non sempre foi rápida. En particular, a armada soviética non introduciu transmisión diésel-eléctrica nos seus submarinos convencionais ata 1980 coa súa clase Paltus.

Se a transmisión diésel-eléctrica só achegase vantaxes e ningún inconveniente en comparación cun sistema que conecta mecanicamente o motor diésel á hélice, sen dúbida pasaría a ser dominante moito antes. Entre as desvantaxes deste sistema figuran as seguintes:

 Supón unha perda de eficiencia de combustible e potencia ao converter a saída do motor diésel en electricidade. Aínda que se sabe que os xeradores e os motores eléctricos son moi eficientes, a súa eficiencia non chega ao 100%. 

 Require un compoñente adicional en forma de xerador eléctrico. Dado que o motor eléctrico sempre se usa para accionar a hélice, xa non pode intervir para facerse cargo tamén do servizo do xerador. 

 Non permite que o motor diésel e o motor eléctrico unan as súas forzas impulsando simultaneamente a hélice mecanicamente para alcanzar a máxima velocidade cando o submarino está na superficie ou somerxido baixo a auga. Con todo, isto pode ter pouca importancia práctica, xa que a opción que impide é a que deixaría ao submarino en risco de ter que mergullar coas súas baterías polo menos parcialmente esgotadas.

A razón pola que a transmisión diésel-eléctrica se converteu na alternativa dominante a pesar destas desvantaxes é, por suposto, que tamén ten moitas vantaxes e que, en suma, finalmente resultaron máis importantes. As vantaxes inclúen o seguinte:

 Reduce o ruído externo cortando o enlace mecánico directo e ríxido entre os motores diésel relativamente ruidosos por un lado e os eixes da hélice e o casco por outro. Dado que o sixilo é de suma importancia para os submarinos, esta é unha vantaxe moi significativa.

 Aumenta a dispoñibilidade para mergullarse, que por suposto é de vital importancia para un submarino. O único que se require desde o punto de vista da propulsión é apagar o (os) diésel(s)

 Fai que a velocidade dos motores diésel sexa temporalmente independente da velocidade do submarino. Isto, á súa vez, a miúdo fai posible facer funcionar o (os) motores diésel(s) a unha velocidade próxima á óptima desde o punto de vista da eficiencia do combustible e a durabilidade. Tamén permite reducir o tempo de permanencia na superficie mergullandose e facendo funcionar o (os) motores diésel(s) á velocidade máxima sen afectar á velocidade do propio submarino.

 Elimina os embragues necesarios para conectar o motor diésel o motor eléctrico e o eixe da hélice. Isto á súa vez aforra espazo, aumenta a fiabilidade e reduce os custos de mantemento. 

 Aumenta a flexibilidade en canto a como se configuran, posicionan e manteñen os compoñentes da liña de transmisión. Por exemplo, o diésel xa non ten que estar aliñado co motor eléctrico e o eixe da hélice, pódense usar dous diésel para alimentar unha soa hélice (ou viceversa) e un diésel pódese apagar por mantemento sempre que o segundo estea dispoñible para proporcionar a cantidade necesaria de electricidade.

 Facilita a integración de fontes primarias adicionais de enerxía, xunto aos motores diésel, como varios tipos de sistemas de potencia independente do aire (AIP)]. Cun ou varios motores eléctricos que sempre accionan a hélice, estes sistemas pódense introducir facilmente como outra fonte de enerxía eléctrica ademais dos motores diésel e as baterías.

Snorkel
miniatura|Cabeza do mastro de snorkel do submarino alemán tipo XXI U-3503, afundido nos arredores de Gotemburgo o 8 de maio de 1945 pero izado pola Armada sueca e coidadosamente estudado co fin de mellorar os futuros deseños dos submarinos suecos
miniatura|USS U-3008 (antigo submarino alemán U-3008) cos seus mastros de snorkel levantados no estaleiro naval de Portsmouth, Kittery, Maine
O snorkel é un tubo retráctil dos submarinos que fornece aire aos motores diésel mentres está mergullado á profundidade de periscopio, o que permite que o barco navegue e recargue as súas baterías mentres mantén un certo grao de sixilo. Durante a segunda guerra mundial, os alemáns experimentaron coa idea do snorkel (schnorchel en alemán) instalado en dous submarinos holandeses capturados, pero non viron a necesidade deles ata bastante tarde xa avanzada a guerra.

Con todo, especialmente cando se puxo en funcionamento por primeira vez, resultou estar lonxe de ser unha solución perfecta. Había problemas coa válvula do dispositivo que se atascaba ou pechaba cando se mergullaba con mal tempo. Dado que o sistema utilizaba todo o casco de presión como  amortecedor, os motores diésel aspiraban instantaneamente grandes volumes de aire dos compartimentos do submarino e a tripulación a miúdo sufría dolorosas lesións nos oídos. A velocidade limitouse a 8 nós (15 km/h), para que o dispositivo non rompera debido á forza do mar. O snorkel así mesmo creaba un ruído que facía que o submarino fora máis fácil de detectar co sonar, pero máis difícil para o sonar de a bordo detectar os sinais doutros barcos. Finalmente, o radar volviose un aliado o suficientemente avanzado como para que puidese detectar o mastro do snorkel máis aló do alcance visual.

Aínda que o snorkel fai que un submarino sexa moito menos detectable, non é perfecto. Cando hai bo tempo, os escapes de diésel pódense ver na superficie a unha distancia de aproximadamente tres millas, mentres que o "ronsel do periscopio" (a onda creada polo snorkel ou o periscopio que se move a través da auga) é visible de lonxe nun mar en calma. O radar moderno tamén é capaz de detectar un snorkel en condicións de mar en calma.

O problema de que os motores diésel causen un baleiro no submarino cando a válvula da cabeza está mergullada segue existindo nos modelos posteriores de submarinos diésel, pero vese mitigado polos sensores de corte de alto baleiro que apagan os motores cando o baleiro no submarino alcanza un punto preestablecido. Os modernos mastros de indución de snorkel teñen un deseño a proba de fallos que utiliza aire comprimido, controlado por un simple circuíto eléctrico, para manter aberta a "válvula principal" que conta coa tracción dun potente resorte. A auga de mar que se frega sobre o mastro pon en curtocircuíto os eléctrodos expostos na parte superior, rompendo o control e pechando a "válvula principal" mentres está mergullada. Os submarinos dos Estados Unidos de América non adoptaron o uso do snorkel ata despois da segunda guerra mundial.

Propulsión independente do aire

miniatura|Submarino alemán tipo XXI
miniatura|Submarino estadounidense X-1 Midget
Durante a segunda guerra mundial, os submarinos alemáns tipo XXI (tamén coñecidos como "Elektroboote") foron os primeiros submarinos deseñados para funcionar mergullados durante longos períodos. Inicialmente debían transportar peróxido de hidróxeno para unha propulsión rápida e independente do aire a longo prazo, pero finalmente construíronse con baterías moi grandes. Ao final da guerra, os británicos e os soviéticos experimentaron con motores de peróxido de hidróxeno/queroseno (parafina) que podían funcionar na superficie e mergullados. Os resultados non foron alentadores. Aínda que a Unión Soviética despregou unha clase de submarinos con este tipo de motor (o nome en clave Quebec pola OTAN), foron considerados infrutuosos.

Os Estados Unidos tamén usou peróxido de hidróxeno nun submarino anano, X-1 experimental. Orixinalmente foi impulsado por un sistema de batería e motor de peróxido de hidróxeno/diésel ata que, o 20 de maio de 1957, unha explosión no seu tanque de peróxido de hidróxeno inutilizouno. O X-1 adaptouse máis tarde para usar un motor diésel-eléctrico.

Hoxe en día, varias mariñas usan propulsión aérea independente. En particular, Suecia usa tecnoloxía Stirling nos submarinos da clase Gotland e nos da clase Södermanland. O motor Stirling quéntase queimando combustible diésel con osíxeno líquido almacenado en tanques crioxénicos. Un novo desenvolvemento na propulsión independente do aire é a pila de combustible de hidróxeno, utilizadas por primeira vez no submarino alemán Tipo 212, con nove pilas de 34 kW ou dúas de 120 kW. As pilas de combustible de hidróxeno tamén se utilizan nos novos submarinos españois S-80 aínda que o combustible é almacenado como etanol e logo convertido en hidróxeno antes do seu uso.

Unha nova tecnoloxía que se está introducindo a partir do undécimo submarino da clase Sōryū (JS Ōryū ) da Armada xaponesa é unha batería máis moderna de ións de litio. Estas baterías teñen aproximadamente o dobre de almacenamento eléctrico que as baterías tradicionais, polo que ao cambiar as baterías de chumbo-ácido nas súas áreas de almacenamento normais, ademais de encher o grande espazo do casco normalmente dedicado ao motor de propulsión independente do aire (PIA) e os tanques de combustible con moitas toneladas de baterías de ións de litio, os submarinos modernos poden volver a unha configuración diésel-eléctrica "pura" e aínda así ter o alcance a potencia  normalmente asociada cos submarinos equipados con PIA.

Enerxía nuclear 

miniatura|Cámara de baterías que contén 126 celas do USS Nautilus, o primeiro submarino con enerxía nuclear
miniatura|Submarino nuclear de ataque (SSN) británico HMS Astute
A enerxía do vapor resucitou na década de 1950 cunha turbina de vapor con enerxía nuclear que accionaba un xerador. Ao eliminar a necesidade de osíxeno atmosférico, o tempo no que un submarino podía permanecer mergullado só estaba limitado polos seus almacéns de alimentos, xa que o aire que respiraba era reciclado e a auga doce destilada da auga de mar. Máis importante aínda, un submarino nuclear ten un alcance ilimitado á velocidade máxima. Isto permítelle viaxar desde a súa base operativa ata a zona de combate nun tempo moito máis curto e faino un obxectivo moito máis difícil para a maioría das armas antisubmarinas. Os submarinos de enerxía nuclear teñen unha batería relativamente pequena e un motor diésel/xerador para uso de emerxencia por se tivera que apagar os reactores.

A enerxía nuclear úsase agora en todos os grandes submarinos, pero debido ao alto custo e ao gran tamaño dos reactores nucleares, os submarinos máis pequenos aínda usan propulsión diésel-eléctrica. A proporción de submarinos máis grandes a máis pequenos depende das necesidades estratéxicas. A Armada dos Estados Unidos, a Armada francesa e a Royal Navy británica operan só con submarinos nucleares, o que se explica pola necesidade de operacións a distancia. Outros operadores importantes dependen dunha combinación de submarinos nucleares para fins estratéxicos e submarinos diésel-eléctricos para a defensa. A maioría das frotas non teñen submarinos nucleares, debido á dispoñibilidade limitada de enerxía nuclear e da tecnoloxía submarina.

Os submarinos  diésel-eléctricos teñen unha vantaxe de sixilo sobre os seus homólogos nucleares. Os submarinos nucleares xeran ruído coas bombas de refrixeración e coa turbina necesaria para operar o reactor, mesmo a baixos niveis de potencia. Algúns submarinos nucleares, como o clase Ohio estadounidense, poden operar coas bombas de refrixerante do reactor illadas, o que os fai máis silenciosos que os submarinos eléctricos. Un submarino convencional operando coas baterías é case completamente silencioso, o único ruído provén dos rodamentos do eixo, a hélice e o ruído do fluxo ao redor do casco, todo o cal se detén cando o submarino flota no medio da auga para escoitar, deixando só o ruído da actividade da tripulación. Os submarinos comerciais xeralmente dependen só de baterías, xa que operan xunto cunha nave nutriz.

Varios accidentes nucleares e de radiación graves involucraron contratempos en submarinos nucleares. O accidente do reactor do submarino K-19 en 1961 provocou 8 mortes e máis de 30 persoas estiveron sobre-expostas á radiación.Strengthening the Safety of Radiation Sources  p. 14 O accidente do reactor do submarino soviético K-27 en 1968 provocou 9 vítimas mortais e 83 feridos máis. O accidente do submarino soviético K-431 en 1985 provocou 10 vítimas mortais e 49 feridos por radiación.

 Armamento 

miniatura|Os tubos dos torpedos dianteiros no HMS Ocelot
miniatura|Mísil antibuque UGM-84 Harpoon lanzado desde un submarino mergullado
O éxito do submarino está indisolublemente ligado ao desenvolvemento do torpedo, inventado por Robert Whitehead en 1866. O seu invento é esencialmente o mesmo agora que hai 150 anos. Só cos torpedos autopropulsados ​​os submarinos poderón dar o salto de ser unha arma nova a unha verdadeira arma de guerra. Ata a mellora do torpedo guiado, eran necesarios varios torpedos de navegación rectos para atacar a un obxectivo. Co fin de aumentar a súa estancia na misión, moitos submarinos da primeira guerra mundial funcionaron como canóns submersibles, empregando as pezas da súa cuberta contra obxectivos sen armas e mergullándose para eludir e atacar os buques de guerra inimigos. Cun máximo de 20 a 25 torpedos almacenados a bordo, o número de ataques era limitado. A importancia das pezas de cuberta, alentou o desenvolvemento do fracasado "cruceiro submarino" como o francés Surcouf e o inglés da Royal Navy X1 e os submarinos da clase M. Coa chegada dos avións para guerra anti-submarina (ASW: Anti-Submarine Warfare), as pezas de cuberta fixéronse máis para defensa que para o ataque. Un método máis práctico para incrementar a permanencia en misión era o tubo de torpedos externo, que só podía cargarse en porto.

A capacidade dos submarinos para achegarse aos portos inimigos sen ser detectados levounos ao uso como minadores. Con este propósito construíronse especialmente os submarinos minadores da primeira e da segunda guerra mundial. Os submarinos actuais poden despregar as minas a través dos tubos de  torpedos, como os A-26 suecos. Unha variante de mina lanzada desde os tubos de  torpedos é a SLMM ("Submarine-Launched Mobile Mine"). Esta está montada sobre a estrutura dun torpedo, pero coa diferenza que se move cara a unhas coordenadas prefixadas. Unha vez que chega párase e ponse sobre o fondo mariño á espera de que un obxectivo se aproxime. Isto permite ao submarino vector despregar unha ou máis minas sen aproximarse á zona para minar designada.

Despois da segunda guerra mundial, tanto os Estados Unidos como a URSS experimentaron con mísiles de cruceiro lanzados desde submarinos como o SSM-N-8 Regulus ou o P-5 Pyatyorka. Estes mísiles requirían que o submarino emerxese para disparalos. Foron os precursores dos mísiles de cruceiro lanzados desde submarinos, que se poden disparar desde tubos de torpedos submarinos mergullados, como o americano BGM-109 Tomahawk e o ruso RPK-2 Viyga de mísiles antibuques como o Exocet ou o Harpoon, encapsulado para o lanzamento por inmersión. Os mísiles balísticos tamén se poden disparar desde tubos de torpedos, como os mísiles antisubmarinos SUBROC. Cun volume interno limitado como nunca antes e un desexo de transportar cargas de guerra máis pesadas, a idea do tubo de lanzamento externo resucitou, normalmente mediante mísiles encapsulados, cos seus tubos situados entre o casco de presión interna e o casco externo hidrodinámico.

A misión estratéxica dos SSM-N-8 e os P-5 foi recollida polos mísiles balísticos de lanzamento submarino (SLBM) comezando co Polaris da US Navy, e subsecuentemente os mísiles Poseidon e Trident.

Alemaña está a traballar nun mísil de curto alcance, chamado IDAS, lanzado desde o tubo torpedo, o cal pode ser utilizado contra helicópteros antisubmarinos, así como naves de superficie e obxectivos costeiros.

 Sensores 
Aínda que os primeiros submarinos non tiñan ningún tipo de sensor, feito polo que cando navegaban en inmersión confiaban exclusivamente nas cartas náuticas e no compás (para a navegación de superficie utilizabase persoal de vixilancia), hoxe en día un submarino, dependendo das súas misións, pode ter unha ampla variedade de sensores. 
 Sonar 
miniatura|Funcionamento dun sonar en modo activo

Os submarinos militares modernos dependen case por completo dun conxunto de sonares pasivos e activos para localizar obxectivos. O sonar activo baséase na creación dun son ("ping") audible para xerar ecos e revelar obxectos ao redor do submarino. Os sistemas activos só se utilizan de cando en cando, xa que ao facelo revela a presenza e posición do submarino. Actualmente afaise a usar só para obter solucións de tiro cando xa se obtiveron datos mediante o modo pasivo O sonar pasivo é un conxunto de hidrófonos sensibles colocados no casco ou arrastrados nunha matriz remolcada, normalmente a varios centos de metros por detrás do submarino. A matriz remolcada é o alicerce dos sistemas de detección dos submarinos da OTAN, xa que reduce o ruído de fluxo que escoitan os operadores. Ademais, o sonar ten un punto cego "a través" do submarino, polo que un sistema tanto na parte dianteira como na traseira funciona para eliminar ese problema. Mentres a matriz remolcada arrástrase detrás e debaixo do submarino para termoclinar á auga na profundidade adecuada polo que o son que pasa a través da termoclina distorsionase, o que dá paso a un rango de detección máis baixo para un buque inimigo.

O sonar pasivo limítase a recibir os sons (igual que o sistema auditivo ) presentes na auga. Así pois, en función do grao de sons que emita unha nave (de superficie ou mergullada), maior será a posibilidade de que sexa detectada. A calidade dos sons que o sonar poida captar dependerá en boa parte de:

Os sons da actividade (maquinaria e tripulación) das outras naves.
Os sons da actividade da propia nave.
A fricción coa auga que xeren as outras naves.
A fricción coa auga que xere a propia nave.
A velocidade da propagación do son, determinada en conxunto pola profundidade, temperatura e salinidade da auga
Os sons do propio océano (correntes, ruído de superficie)
Tendo presentes estes factores, desprenderanse os seguintes:

A actividade da nave debe minimizar a emisión de sons, o que se pode facer adaptando o deseño dos compoñentes e/ou revestindo o buque con placas anecoicas.
 O deseño do casco debe minimizar a fricción coa auga.
Ten varios hidrófonos (ou "sondas"): isto non só axuda a contrastar os contactos senón tamén a detectar as emisións do propio barco (por iso se emprega a sonda remolcada).

Finalmente, un sonar de alta frecuencia utilízase para a navegación e a detección de obstáculos e minas, que pola súa baixa potencia de emisión ten un alcance reducido e non delata a presenza do submarino.

 Periscopio 

miniatura|O submarino italiano Bagnolini navegando a nivel de periscopio
miniatura|Esquema dun periscopio.
Os periscopios permiten que un submarino, cando se mergulla a unha profundidade relativamente baixa, busque visualmente obxectivos e ameazas próximos na superficie da auga e no aire. Cando non está en uso, o periscopio dun submarino se retrae dentro do casco. Un comandante de submarino en condicións tácticas debe exercer discreción ao usar o seu periscopio, xa que crea un ronsel visible (e tamén pode ser detectable por radar,) revelando a posición do submarino. Ao ser o submarino un tipo de buque comparativamente máis vulnerable que o resto de buques de guerra, o periscopio permite obter información fiable mediante a solución de disparo e poder atacar mergullado.

Como ocorre coa maioría das tecnoloxías, hai unha marxe de tempo desde a súa invención ata que se atopa un axuste no conxunto. O francés Marie Davey construíu en 1854 o primeiro periscopio naval cun deseño sinxelo baseado en espellos. Foi o estadounidense Thomas H. Doughty o que desenvolveu o persicopio de prismas que foi utilizado na guerra civil estadounidense (1861-1865). A implantación do periscopio en submarinos atribúese ao polaco Stefan Drzwiecki, que traballou para o Imperio ruso. O seu deseño de 1877 xa incorporaba un periscopio. Tamén temos o exemplo do submarino de Isaac Peral (1888).

O aparello consta dun cilindro metálico, que vai conectado a outro cilindro de maior diámetro que este, que penetra o casco do submarino. Normalmente non supera os 7 ou 8 metros de longo; no extremo superior leva incorporado un sistema óptico complexo (prisma-lente), que forma unha imaxe reducida do horizonte. Esta imaxe é enviada por unha lente na parte inferior do tubo máis grande do periscopio e dentro do submarino, é enviado a outro sistema óptico moi complexo, que dá a imaxe real do horizonte observado na posición en que estea o submarino. Coa evolución dos periscopios posterior á primeira guerra mundial, na maioría de deseños, optouse por incorporar dous periscopios: un para a observación xeral e outro para os cálculos de tiro. Posteriormente, xa durante a guerra fría, tamén se incorporarían sistemas de visión nocturna.

Actualmente, os submarinos estadounidenses da clase Virginia están a incorporar unha evolución do periscopio, chamada "mastro fotónico", co dobre obxectivo de unificar sistemas ópticos (periscopio), electrónicos e de comunicacións, por unha banda e liberar espazo no cuarto de combate. Este último conséguese confinando o tubo telescópico na torre ou "vela" da nave mentres que as imaxes captadas polo periscopio son presentadas en monitores, en lugar da tradicional limitación dun só observador á vez.

 Navegación 
miniatura|O submarino USS San Francisco (SSN 711) en dique seco tras sufrir un choque cun monte submarino
Os primeiros submarinos tiñan poucas axudas á navegación, porque operaban a maior parte do tempo en superficie, pero os submarinos modernos teñen unha variedade de sistemas de navegación. Coa aparición do sistema snorkel primeiro, e a propulsión nuclear despois, os submarinos podían permanecer moito máis tempo en inmersión. Así mesmo, a difusión e integración do radar en varias plataformas (barcos, avións, estacións terrestres, ...) durante a segunda guerra mundial foi imperativo para os submarinos permanecer en inmersión para poder operar con seguridade.

Os submarinos militares modernos utilizan un sistema de guía inercial para a navegación mentres están mergullados, pero o erro de deriva inevitablemente aumenta co tempo. Para contrarrestar isto, a tripulación utiliza ocasionalmente o sistema de posicionamento global (GPS) para obter unha posición precisa. Os submarinos de clase Virginia e clase Astute utilizan mastros fotónicos no canto de periscopios ópticos penetrantes no casco. Estes mastros aínda deben despregarse sobre a superficie e usar sensores electrónicos para luz visible, infravermellos, detección de rango láser e vixilancia electromagnética. Un beneficio de izar o mastro por encima da superficie é que mentres o mastro está por encima da auga, todo o submarino aínda está debaixo da auga e é moito máis difícil de detectar visualmente ou por radar.

 Comunicación 
miniatura|Antigo transmisor británico de VLF
Para as comunicacións en superficie, os submarinos utilizan os mesmos aparellos de radio empregados nas naves de superficie. Moito máis problemática é a comunicación por radio con unidades que se atopan en inmersión, aínda que sexa a profundidades modestas. A única maneira para comunicarse nestes casos é transmitindo sinais de radio a baixísima frecuencia (VLF). Isto permite contactar con unidades que se atopan en profundidade de case 30 metros. A técnica de comunicación con submarinos que se atopan a profundidades maiores está en boa parte cuberta polo secreto militar. Con todo, sábese que tanto Estados Unidos como a Unión Soviética, no pasado, transmitirón mensaxes aos seus submarinos nas frecuencias de 76 Hz e 82 Hz respectivamente, frecuencias extremadamente baixas tamén coñecidas como ELF e polo tanto idóneas para transmitir unha cantidade limitada de información. É verosímil que tales comunicacións limitáronse a un sinal de chamada ao submarino para ordenarlle de subir a profundidade de  periscopio para recibir unha transmisión de datos nunha frecuencia máis alta. Con todo, desde 2004, por mor da cancelación do tráfico nestas frecuencias, suponse que estes sistemas están apagados. No seu lugar utilizáronse probablemente sistemas máis sofisticados como os americanos SUBTACS que transmite en frecuencias entre 30 e 300 Hz, cun equipo máis simple e compacto, e é capaz de comunicarse co submarino mesmo a grandes profundidades, cunha capacidade de transmisión de datos 300 veces maior que a dos aparellos tradicionais ELF. Os Estados Unidos tamén utilizan avións especiais, coñecidos polas iniciais TACAMO, para comunicarse a longa distancia con submarinos mergullados.

Un submarino tamén ten a opción de facer flotar unha antena de cable longa e flotante a unha profundidade menor, o que permite transmisións VLF desde un submarino profundamente mergullado.Todos os submarinos modernos son capaces de comunicarse por satélite, aínda que obviamente incorren en inconvenientes similares aos descritos antes para as comunicacións de radio; tamén existen sistemas de transmisión de radio por satélite acelerada como o SSIXS que reducen ao mínimo o tempo de transmisión e fan a mesma transmisión altamente direccional. Como alternativa aos sistemas citados anteriormente para a comunicación pódense enviar sinais acústicos ou luminosos en distancias curtas utilizando o código Morse, aínda que tal uso limítese aos casos de emerxencia. Un aparello que no pasado utilizouse con frecuencia, especialmente polos submarinos científicos, era o hidrófono, que aínda que non require un cable para permitir a comunicación foi substituído gradualmente ao longo dos anos por sistemas máis sofisticados. Aínda en fase experimental está a comunicación por fotóns a nivel cuántico aínda que, como noutros sistemas, hai que ver ata que punto pode penetrar na auga.

Ao estender un mastro de radio, un submarino tamén pode utilizar unha técnica de " transmisión en refachos ". Unha transmisión en refacho toma só unha fracción de segundo, o que minimiza o risco de detección dun submarino.

Para comunicarse con outros submarinos, utilízase un sistema coñecido como Gertrude. Gertrude é basicamente un teléfono sonar. A comunicación de voz dun submarino transmítese por altofalantes de baixa potencia á auga, onde é detectada por sonars pasivos no submarino receptor. O alcance deste sistema é probablemente moi curto e o seu uso irradia son á auga, que pode ser escoitado polo inimigo.

Todas as comunicacións modernas de radio militares usan cifrado con algoritmos que os fan particularmente difíciles de decodificar, factor que garante un alto nivel de seguridade.

Os submarinos civís poden usar sistemas similares de comunicación, aínda que menos potentes, para comunicarse con barcos de apoio ou outros sumerxibles na área.

 Clasificación e operadores 
miniatura|Países usuarios de submarinos. En azul os actuais, en celeste os antigos usuarios
Segundo a Hull Clasificación Symbol (Sistema de Clasificación de Buques), dos Estados Unidos (empregado por moitas mariñas de guerra en todo o Mundo), hai estas tipoloxías principais.

SS: Attack Submarine (Diesel-Electric Power) , submarino convencional de ataque;
SSN: Attack Submarine (Nuclear-Powered) , submarino nuclear de ataque (SNA en francés);
SSB: Ballistic Missile Submarine (Diesel Electric Power) , submarino de lanzamisis balísticos;
SSBN: Ballistic Missile Submarine (Nuclear-Powered) , submarino lanzamisis balísticos nuclear (SNLE francés);
SSG: Guided Missile Submarine (Diesel-Electric Power) , submarino lanzamisis de cruceiro;
SSGN: Guided Missile Submarine (Nuclear-Powered) , submarino lanzamisis de cruceiro nuclear; 
SSK: Hunter-Killer / ASW Submarine , submarino caza-submarinos

 Notas 

 Véxase tamén 

 Bibliografía 



 Miller, David (2000) (in tedesco). Deutsche U-Boote bis 1945. Ein umfassender Überblick. Stuttgart:Motorbuch. ISBN 3-7276-7134-3.


 Outros artigos 
 Antonio Sanjurjo Badía
 Batiscafo
 Ernest Bazin
 Federico Blume
 Leonardo da Vinci 
 Louis Marie-Auguste Boutan
 Narcís Monturiol 
 Narcosubmarino
 Sonar
 Somerxíbel (embarcación)
 Submarino nuclear
 Torpedo
 U-Boot

 Ligazóns externas 
 O submarino de Sanjurjo Badía

Categoría:Submarinos
Categoría:Artigos que toda Wikipedia debería ter (Tecnoloxía)
Categoría:Embarcacións