Submarine

وفقًا لتقرير في Opusculum Taisnieri نُشر عام 1562: ^{[ 12 ]}

غطس يونانيان وصعدا إلى السطح في نهر تاجة بالقرب من مدينة طليطلة عدة مرات بحضور الإمبراطور الروماني المقدس شارل الخامس ، دون أن يتبللا وظلت الشعلة التي كانا يحملانها في أيديهما مشتعلة. ^{[ 13 ]}

في عام 1578، دوّن عالم الرياضيات الإنجليزي ويليام بورن في كتابه "الاختراعات أو الحيل" إحدى أولى الخطط لمركبة ملاحة تحت الماء. ^{[ 14 ]} وبعد بضع سنوات، كتب عالم الرياضيات واللاهوتي الاسكتلندي جون نابيير في كتابه " الاختراعات السرية " (1596): "هذه الاختراعات، إلى جانب حيل الإبحار تحت الماء، بالإضافة إلى حيل واستراتيجيات أخرى لإلحاق الضرر بالأعداء، آمل أن أنفذها بفضل الله وعمل الحرفيين المهرة". من غير الواضح ما إذا كان قد نفّذ فكرته. ^{[ 15 ]}

ابتكر جيرونيمو دي أيانز إي بومونت (1553-1613) تصاميم تفصيلية لنوعين من الغواصات المُجددة بالهواء. زُوّدت هذه الغواصات بمجاديف، وأنابيب تنفس عائمة ذاتية التشغيل تعمل بمضخات داخلية، وفتحات تهوية، وقفازات يستخدمها الطاقم للتحكم في الأجسام تحت الماء. خطط أيانز لاستخدامها في الحروب، وذلك بالاقتراب من سفن العدو دون أن يتم رصدها، وزرع شحنات بارود موقوتة على هياكلها. ^{[ 16 ]}

صُممت وبُنيت أول غواصة تتوفر عنها معلومات موثوقة في عام 1620 على يد كورنيليس دريبل ، وهو هولندي كان في خدمة جيمس الأول ملك إنجلترا . وكانت تُدفع بواسطة المجاديف. ^{[ 15 ]}

بحلول منتصف القرن الثامن عشر، مُنحت أكثر من اثنتي عشرة براءة اختراع للغواصات/القوارب الغاطسة في إنجلترا. في عام ١٧٤٧، حصل ناثانيال سيمونز على براءة اختراع وبنى أول نموذج عملي معروف لاستخدام خزان التوازن للغمر. اعتمد تصميمه على أكياس جلدية يمكن ملؤها بالماء لغمر المركبة. استُخدمت آلية لفك الماء من الأكياس وإخراج القارب من على السطح. في عام ١٧٤٩، ذكرت مجلة جنتلمن أن جيوفاني بوريلي اقترح تصميمًا مشابهًا في عام ١٦٨٠. توقف تطوير التصميم لأكثر من قرن، حتى تطبيق تقنيات جديدة للدفع والاستقرار. ^{[ ١٧ ]}

كانت غواصة "تيرتل " (1775) أول غواصة عسكرية ، وهي عبارة عن جهاز يدوي على شكل ثمرة بلوط صممه الأمريكي ديفيد بوشنيل ليستوعب شخصًا واحدًا. ^{[ 18 ]} وكانت أول غواصة موثقة قادرة على العمل والحركة بشكل مستقل تحت الماء، وأول غواصة تستخدم المراوح للدفع. ^{[ 19 ]}

في عام 1800، قامت فرنسا ببناء غواصة نوتيلوس ، وهي غواصة تعمل بالطاقة البشرية صممها الأمريكي روبرت فولتون . تخلت فرنسا عن التجربة في عام 1804، كما فعل البريطانيون، عندما أعادوا النظر في تصميم فولتون للغواصة.

في عام 1850، تم بناء غواصة براندتاوخر التي صممها فيلهلم باور في ألمانيا. وهي لا تزال أقدم غواصة معروفة باقية في العالم. ^{[ 20 ]}

في عام 1864، في أواخر الحرب الأهلية الأمريكية ، أصبحت الغواصة "إتش إل هانلي" التابعة للبحرية الكونفدرالية أول غواصة عسكرية تُغرق سفينة معادية، وهي السفينة الحربية "يو إس إس هاوساتونيك" التابعة للاتحاد ، باستخدام برميل مملوء بالبارود مثبت على صاري كشحنة طوربيد. غرقت " هانلي" أيضًا. يُعتقد أن موجات الصدمة الناتجة عن الانفجار قد قتلت طاقمها على الفور، مما منعهم من ضخ مياه الصرف أو تحريك الغواصة. ^{[ 21 ]} 

في عام 1866، كانت غواصة "ساب مارين إكسبلورر" أول غواصة تنجح في الغوص والإبحار تحت الماء والصعود إلى السطح تحت سيطرة طاقمها. وقد تضمن تصميمها، الذي وضعه الأمريكي الألماني يوليوس هـ. كروهل (بالألمانية: Kröhl )، عناصر لا تزال تُستخدم في الغواصات الحديثة. ^{[ 22 ]}

في عام 1866، تم بناء الغواصة فلاخ بناءً على طلب الحكومة التشيلية من قبل كارل فلاخ ، وهو مهندس ألماني ومهاجر. كانت خامس غواصة يتم بناؤها في العالم ^{[ 23 ]،} وكان من المقرر، إلى جانب غواصة ثانية، أن تدافع عن ميناء فالبارايسو ضد هجوم البحرية الإسبانية خلال حرب جزر تشينتشا .

The first submarine not relying on human power for propulsion was the French Plongeur (Diver), launched in 1863, which used compressed air at 1,200 kPa (180 psi).Narcís Monturiol designed the first air-independent and combustion-powered submarine, Ictíneo II, which was launched in Barcelona, Spain in 1864.

The submarine became feasible as potential weapon with the development of the Whitehead torpedo, designed in 1866 by British engineer Robert Whitehead, the first practical self-propelled torpedo.^[24] The spar torpedo that had been developed earlier by the Confederate States Navy was considered to be impracticable, as it was believed to have sunk both its intended target, and H. L. Hunley, the submarine that deployed it.

The Irish inventor John Philip Holland built a model submarine in 1876 and in 1878 demonstrated the Holland I prototype. This was followed by a number of unsuccessful designs. In 1896, he designed the Holland Type VI submarine, which used internal combustion engine power on the surface and electric battery power underwater. Launched on 17 May 1897 at Navy Lt. Lewis Nixon's Crescent Shipyard in Elizabeth, New Jersey, Holland VI was purchased by the United States Navy on 11 April 1900, becoming the Navy's first commissioned submarine, christened USS Holland.^[25]

Discussions between the English clergyman and inventor George Garrett and the Swedish industrialist Thorsten Nordenfelt led to the first practical steam-powered submarines, armed with torpedoes and ready for military use. The first was Nordenfelt I, a 56-tonne, 19.5-metre (64 ft) vessel similar to Garrett's ill-fated Resurgam (1879), with a range of 240 kilometres (130 nmi; 150 mi), armed with a single torpedo, in 1885.

لم تُصبح وسائل الدفع الموثوقة للغواصات ممكنة إلا في ثمانينيات القرن التاسع عشر مع ظهور تقنية البطاريات الكهربائية اللازمة. بُنيت أولى القوارب التي تعمل بالطاقة الكهربائية على يد إسحاق بيرال إي كاباييرو في إسبانيا (الذي بنى غواصة بيرال )، ودوبوي دي لوم (الذي بنى غواصة جيمنوت )، وغوستاف زيدي (الذي بنى غواصة سيرين ) في فرنسا، وجيمس فرانكلين وادينغتون (الذي بنى غواصة بوربويز ) في إنجلترا. ^{[ 26 ]} تميز تصميم بيرال بطوربيدات وأنظمة أخرى أصبحت فيما بعد معيارًا في الغواصات. ^{[ 27 ] [ 28 ]}

دخلت الغواصة الفرنسية "نارفال"، التي تعمل بالبخار والكهرباء، الخدمة في يونيو 1900، مستخدمةً تصميم الهيكل المزدوج الذي أصبح شائعًا آنذاك، حيث يتكون من هيكل ضغط داخل الغلاف الخارجي. بلغ مدى هذه الغواصات، التي تزن 200 طن، أكثر من 160 كيلومترًا (100 ميل) تحت الماء. وفي عام 1904، طورت الغواصة الفرنسية "إيغريت" هذا المفهوم باستخدام محرك ديزل بدلًا من محرك بنزين لتوليد الطاقة على السطح. بُني عدد كبير من هذه الغواصات، حيث اكتمل بناء 76 غواصة قبل عام 1914.  

كلّفت البحرية الملكية البريطانية شركة فيكرز في بارو إن فورنيس ببناء خمس غواصات من فئة هولاند ، بموجب ترخيص من شركة هولاند لقوارب الطوربيد، وذلك في الفترة من عام 1901 إلى عام 1903. استغرق بناء هذه الغواصات وقتًا أطول من المتوقع، حيث لم تكن أول غواصة جاهزة لتجربة الغوص في البحر إلا في 6 أبريل 1902. وعلى الرغم من أن التصميم تم شراؤه بالكامل من الشركة الأمريكية، إلا أن التصميم الفعلي المستخدم كان عبارة عن تحسين غير مُختبر لتصميم هولاند الأصلي، باستخدام محرك بنزين جديد بقوة 180 حصانًا (130 كيلوواط) . ^{[ 29 ]} 

استُخدمت هذه الأنواع من الغواصات لأول مرة خلال الحرب الروسية اليابانية (1904-1905). ونظرًا للحصار المفروض على ميناء بورت آرثر ، أرسل الروس غواصاتهم إلى فلاديفوستوك ، حيث بلغ عددها سبع غواصات بحلول 1 يناير 1905، وهو عدد كافٍ لتشكيل أول "أسطول غواصات عامل" في العالم. بدأ أسطول الغواصات الجديد دورياته في 14 فبراير، وكانت تستغرق كل منها عادةً حوالي 24 ساعة. ووقعت أول مواجهة مع السفن الحربية اليابانية في 29 أبريل 1905 عندما تعرضت الغواصة الروسية "سوم" لإطلاق نار من زوارق طوربيد يابانية، لكنها انسحبت بعد ذلك. ^{[ 30 ]}

كان للغواصات العسكرية تأثير كبير لأول مرة في الحرب العالمية الأولى . فقد شاركت قوات مثل غواصات يو الألمانية في معركة الأطلسي الأولى ، وكانت مسؤولة عن إغراق السفينة الحربية لوسيتانيا  ، التي غرقت نتيجة لحرب الغواصات غير المقيدة ، وكثيراً ما يُذكر هذا السبب من بين أسباب دخول الولايات المتحدة الحرب. ^{[ 31 ]}

عند اندلاع الحرب، لم يكن لدى ألمانيا سوى عشرين غواصة جاهزة للقتال، من بينها غواصات من فئة يو-19 التي تعمل بمحركات الديزل ، والتي كان مداها كافيًا (8000 كيلومتر) وسرعتها (15 كيلومترًا في الساعة) للعمل بكفاءة حول الساحل البريطاني بأكمله. ^{[ 32 ]} في المقابل، امتلكت البحرية الملكية 74 غواصة، وإن تفاوتت كفاءتها. في أغسطس 1914، أبحر أسطول من عشر غواصات من قاعدتها في هيليغولاند لمهاجمة سفن البحرية الملكية في بحر الشمال ، في أول دورية حربية للغواصات في التاريخ. ^{[ 33 ]}  

اعتمدت قدرة الغواصات الألمانية على العمل كآلات حرب فعّالة على تكتيكات جديدة، وأعدادها، وتقنيات الغواصات مثل نظام الطاقة الهجين الذي يعمل بالديزل والكهرباء والذي طُوّر في السنوات السابقة. كانت الغواصات الألمانية أقرب إلى المركبات الغاطسة منها إلى الغواصات التقليدية، حيث كانت تعمل في المقام الأول على السطح باستخدام محركات عادية، وتغوص أحيانًا للهجوم باستخدام طاقة البطاريات. كان مقطعها العرضي مثلثًا تقريبًا، ولها عارضة مميزة للتحكم في التمايل أثناء وجودها على السطح، ومقدمة مميزة. خلال الحرب العالمية الأولى، أغرقت الغواصات الألمانية أكثر من 5000 سفينة تابعة للحلفاء. ^{[ 34 ]}

ردّ البريطانيون على التطورات الألمانية في تكنولوجيا الغواصات بإنشاء غواصات من فئة K. إلا أن هذه الغواصات كانت خطيرة للغاية في التشغيل بسبب عيوب تصميمها المتعددة وضعف قدرتها على المناورة. ^{[ 35 ] [ 36 ]}

خلال الحرب العالمية الثانية ، استخدمت ألمانيا الغواصات بفعالية مدمرة في معركة الأطلسي ، حيث سعت إلى قطع خطوط إمداد بريطانيا بإغراق عدد من السفن التجارية يفوق قدرة بريطانيا على استبداله. كانت هذه السفن التجارية حيوية لتزويد سكان بريطانيا بالغذاء، وصناعتها بالمواد الخام، وقواتها المسلحة بالوقود والأسلحة. ورغم تحديث الغواصات الألمانية (يو-بوت) خلال فترة ما بين الحربين، إلا أن الابتكار الأبرز تمثل في تحسين الاتصالات، باستخدام جهاز التشفير إنجما . وقد أتاح ذلك استخدام تكتيكات الهجوم البحري الجماعي ( رودلتاكتيك ، والمعروفة باسم " سرب الذئاب ")، والتي فقدت فعاليتها في نهاية المطاف عندما تم فك شفرة إنجما الخاصة بالغواصات . وبحلول نهاية الحرب، أغرقت الغواصات الألمانية ما يقرب من 3000 سفينة تابعة للحلفاء (175 سفينة حربية، و2825 سفينة تجارية). ^{[ 37 ]} على الرغم من نجاحها في بداية الحرب، تكبد أسطول الغواصات الألمانية خسائر فادحة، حيث فقد 793 غواصة ونحو 28000 من أصل 41000 غواص، أي بنسبة خسائر بلغت حوالي 70%. ^{[ 38 ]}

امتلكت البحرية الإمبراطورية اليابانية أسطولاً متنوعاً من الغواصات ، هو الأكثر تنوعاً بين جميع الأساطيل، بما في ذلك غواصات كايتن المأهولة، والغواصات الصغيرة (من طراز كو-هيوتيكي وكايريو )، والغواصات متوسطة المدى، وغواصات الإمداد المصممة خصيصاً لهذا الغرض، وغواصات الأسطول بعيدة المدى . كما امتلكت غواصات ذات سرعات تحت الماء هي الأعلى خلال الحرب العالمية الثانية ( غواصات من طراز I-201 )، وغواصات قادرة على حمل طائرات متعددة ( غواصات من طراز I-400 ). وكانت مجهزة أيضاً بواحدة من أكثر الطوربيدات تطوراً في تلك الحرب، وهي الطوربيد من طراز 95 الذي يعمل بالأكسجين . ومع ذلك، ورغم براعتها التقنية، اختارت اليابان استخدام غواصاتها في حرب الأسطول، وبالتالي لم تحقق نجاحاً يُذكر، نظراً لسرعة السفن الحربية وقدرتها العالية على المناورة وتحصينها الجيد مقارنةً بالسفن التجارية.

كانت قوة الغواصات السلاح الأكثر فعالية في ترسانة الولايات المتحدة الأمريكية ضد السفن. فعلى الرغم من أن الغواصات لم تشكل سوى 2% من البحرية الأمريكية، إلا أنها دمرت أكثر من 30% من البحرية اليابانية، بما في ذلك 8 حاملات طائرات، وسفينة حربية واحدة، و11 طرادًا. كما دمرت الغواصات الأمريكية أكثر من 60% من الأسطول التجاري الياباني، مما أدى إلى شلّ قدرة اليابان على إمداد قواتها العسكرية ومجهودها الحربي الصناعي. وقد دمرت غواصات الحلفاء في حرب المحيط الهادئ من السفن اليابانية أكثر مما دمرته جميع الأسلحة الأخرى مجتمعة. وقد ساهم في هذا الإنجاز بشكل كبير فشل البحرية الإمبراطورية اليابانية في توفير قوات مرافقة كافية للأسطول التجاري الياباني.

خلال الحرب العالمية الثانية،  خدمت 314 غواصة في البحرية الأمريكية، نُشر منها ما يقارب 260 غواصة في المحيط الهادئ. [39] عندما هاجم اليابانيون هاواي في ديسمبر 1941، كانت 111 غواصة في الخدمة؛ ودخلت 203 غواصات من فئات جاتو وبالاو ^{وتينش الخدمة خلال} الحرب . خلال الحرب ، فُقدت 52 غواصة أمريكية لأسباب مختلفة، منها 48 غواصة نتيجة مباشرة للأعمال العدائية. ^{[ 40 ]} أغرقت الغواصات الأمريكية 1560 سفينة معادية، ^{[ 39 ]} بإجمالي حمولة 5.3 مليون طن (55% من إجمالي السفن المُغرقة) . ^{[ 41 ]}  

استُخدمت خدمة الغواصات التابعة للبحرية الملكية البريطانية بشكل أساسي في الحصار الكلاسيكي لدول المحور . وتركزت عملياتها الرئيسية حول النرويج، وفي البحر الأبيض المتوسط ​​(ضد خطوط إمداد دول المحور إلى شمال إفريقيا)، وفي الشرق الأقصى. خلال تلك الحرب، أغرقت الغواصات البريطانية مليوني طن من سفن العدو و57 سفينة حربية رئيسية، من بينها 35 غواصة. ومن بين هذه الغواصات، الحالة الوحيدة الموثقة لإغراق غواصة غواصة أخرى أثناء غمرهما. حدث ذلك عندما اشتبكت الغواصة البريطانية "إتش إم إس فينتشرر" مع الغواصة الألمانية  "يو-864" ؛ حيث قام طاقم "فينتشرر" بحساب حل إطلاق نار ناجح يدويًا ضد هدف يتحرك ثلاثي الأبعاد، مستخدمين تقنيات أصبحت فيما بعد أساس أنظمة التوجيه الحاسوبية الحديثة للطوربيدات. فُقدت 74 غواصة بريطانية، ^{[ 42 ]} معظمها، أي 42 غواصة، في البحر الأبيض المتوسط.

أُطلق أول صاروخ كروز ( SSM-N-8 ريغولوس ) من غواصة في يوليو 1953، من على سطح الغواصة الأمريكية " توني"  ، وهي غواصة تابعة للأسطول خلال الحرب العالمية الثانية، تم تعديلها لحمل الصاروخ برأس نووي . وكانت "توني" وشقيقتها " باربيرو " أول غواصات دورية أمريكية ذات قدرة ردع نووي. في خمسينيات القرن العشرين، حلت الطاقة النووية جزئيًا محل الدفع الكهربائي بالديزل. كما طُوّرت معدات لاستخلاص الأكسجين من مياه البحر. وقد منحت هاتان الابتكارتان الغواصات القدرة على البقاء مغمورة لأسابيع أو شهور. ^{[ 43 ] [ 44 ]} معظم الغواصات البحرية التي بُنيت منذ ذلك الحين في الولايات المتحدة والاتحاد السوفيتي (روسيا حاليًا) والمملكة المتحدة وفرنسا تعمل بمفاعل نووي .

في الفترة ما بين عامي 1959 و1960، تم وضع أول غواصات صواريخ باليستية في الخدمة من قبل كل من الولايات المتحدة ( فئة جورج واشنطن ) والاتحاد السوفيتي ( فئة غولف ) كجزء من استراتيجية الردع النووي في الحرب الباردة .

خلال الحرب الباردة، امتلكت الولايات المتحدة والاتحاد السوفيتي أساطيل غواصات ضخمة انخرطت في مناورات كر وفر. فقد الاتحاد السوفيتي أربع غواصات على الأقل خلال هذه الفترة: الغواصة K-129 التي فُقدت عام 1968 (واستعادت وكالة المخابرات المركزية الأمريكية جزءًا منها من قاع المحيط بواسطة السفينة Glomar Explorer التي صممها هوارد هيوز )، والغواصة K-8 عام 1970، والغواصة K-219 عام 1986، والغواصة Komsomolets عام 1989 (التي سجلت رقمًا قياسيًا في العمق بين الغواصات العسكرية - 1000 متر (3300 قدم) ). كما تعرضت العديد من الغواصات السوفيتية الأخرى، مثل الغواصة K-19 (أول غواصة نووية سوفيتية، وأول غواصة سوفيتية تصل إلى القطب الشمالي)، لأضرار بالغة جراء الحرائق أو التسربات الإشعاعية. أما الولايات المتحدة، فقد فقدت غواصتين نوويتين خلال هذه الفترة: الغواصة USS Thresher بسبب عطل في المعدات أثناء غطسة تجريبية وهي في أقصى طاقتها التشغيلية، والغواصة USS Scorpion لأسباب مجهولة.    

خلال الحرب الهندية الباكستانية عام 1971 ، أغرقت الغواصة الباكستانية " هانغور" الفرقاطة الهندية "آي إن إس خوكري" . وكان هذا أول غرق لسفينة حربية بواسطة غواصة منذ الحرب العالمية الثانية. وفي الحرب نفسها، أغرقت البحرية الهندية الغواصة "غازي" ، وهي غواصة من فئة "تينش" كانت معارة لباكستان من الولايات المتحدة . وكانت هذه أول خسارة لغواصة في معركة بحرية منذ الحرب العالمية الثانية. ^{[ 45 ]} وفي عام 1982، خلال حرب الفوكلاند ، أغرقت الغواصة البريطانية "إتش إم إس كونكرر " الطراد الأرجنتيني " جنرال بلغرانو" ، وهو أول غرق لسفينة حربية بواسطة غواصة تعمل بالطاقة النووية. ^{[ 46 ]} وبعد أسابيع، في 16 يونيو/حزيران، خلال حرب لبنان ، أطلقت غواصة إسرائيلية مجهولة الاسم طوربيدًا على السفينة اللبنانية " ترانزيت" وأغرقتها ، ^{[ 47 ]} التي كانت تقل 56 لاجئًا فلسطينيًا إلى قبرص ، ظنًا منها أن السفينة كانت تُجلي ميليشيات مناهضة لإسرائيل. أُصيبت السفينة بطوربيدين، وتمكنت من الجنوح لكنها غرقت في نهاية المطاف. وبلغ عدد القتلى 25 شخصًا، بينهم قبطانها. وكشفت البحرية الإسرائيلية عن الحادث في نوفمبر 2018. ^{[ 48 ] [ 47 ]}  

تتخذ الغواصات الحديثة شكل السيجار. يُطلق على هذا التصميم، الذي استُخدم أيضًا في الغواصات الأولى، أحيانًا اسم " هيكل الدمعة ". يُقلل هذا التصميم من مقاومة الماء عند غمر الغواصة، ولكنه يُضعف قدرتها على الإبحار في البحر ويزيد من مقاومة الماء عند صعودها إلى السطح. ونظرًا لأن محدودية أنظمة الدفع في الغواصات الأولى أجبرتها على العمل على السطح معظم الوقت، فقد كانت تصاميم هياكلها حلًا وسطًا. وبسبب بطء سرعاتها تحت الماء، والتي عادةً ما تقل عن 18 كم/ساعة (10 عقدة )، كانت زيادة مقاومة الماء مقبولة. وفي أواخر الحرب العالمية الثانية، عندما سمحت التكنولوجيا بعمليات غمر أسرع وأطول، وأجبرت زيادة مراقبة الطائرات الغواصات على البقاء مغمورة، عادت تصاميم الهياكل إلى شكل الدمعة مرة أخرى لتقليل مقاومة الماء والضوضاء. وكانت الغواصة الأمريكية " ألبكور " (AGSS-569) غواصة بحثية فريدة من نوعها، رائدة في النسخة الأمريكية من شكل هيكل الدمعة (الذي يُشار إليه أحيانًا باسم "هيكل ألبكور") في الغواصات الحديثة. في الغواصات العسكرية الحديثة، يتم تغطية الهيكل الخارجي بطبقة من المطاط الماص للصوت، أو الصفائح عديمة الصدى ، لتقليل الكشف.    

تتميز هياكل الضغط المأهولة في الغواصات الغاطسة، مثل غواصة الغوص العميق " ألفين"،  بشكلها الكروي بدلاً من الأسطواني. يتيح هذا التصميم توزيعًا أكثر توازنًا للإجهاد واستخدامًا أكثر كفاءة للمواد لتحمل الضغط الخارجي، إذ يوفر أكبر حجم داخلي لوزن الهيكل، كما أنه الشكل الأمثل لتجنب عدم استقرار الانبعاج تحت الضغط. عادةً ما يُثبّت إطار على السطح الخارجي لهيكل الضغط، لتوفير نقاط تثبيت لأنظمة التوازن والضبط، والأجهزة العلمية، وبطاريات الطاقة، ورغوة الطفو الاصطناعية ، والإضاءة.

يضم البرج المرتفع أعلى الغواصة القياسية منظار الغواصة وأعمدة الإلكترونيات، والتي قد تشمل أجهزة الراديو والرادار والحرب الإلكترونية وغيرها من الأنظمة. وقد يشمل أيضًا عمودًا للغطس. في العديد من الفئات الأولى من الغواصات (انظر التاريخ)، كانت غرفة التحكم، أو "كون"، تقع داخل هذا البرج، الذي كان يُعرف باسم " برج القيادة ". ومنذ ذلك الحين، أصبحت غرفة التحكم موجودة داخل هيكل الغواصة، ويُطلق على البرج الآن اسم "البرج العلوي" . وتختلف غرفة التحكم عن "الجسر"، وهو منصة صغيرة مفتوحة في أعلى البرج العلوي، تُستخدم للمراقبة أثناء العمليات السطحية.

تُشبه "أحواض الاستحمام" أبراج القيادة، لكنها تُستخدم في الغواصات الصغيرة. حوض الاستحمام عبارة عن أسطوانة معدنية تُحيط بفتحة الغواصة، وتمنع الأمواج من الارتطام مباشرةً بالمقصورة. يُعدّ وجودها ضروريًا لأن الغواصات التي تطفو على السطح يكون ارتفاعها الحر محدودًا ، أي أنها تكون منخفضة في الماء. تُساعد أحواض الاستحمام على منع غرق الغواصة.

عادةً ما تمتلك الغواصات الحديثة، كما كانت الحال في النماذج الأولى، هيكلاً واحداً. أما الغواصات الكبيرة، فتضم عادةً هيكلاً إضافياً أو عدة أجزاء خارجية. يُطلق على هذا الهيكل الخارجي، الذي يُشكّل في الواقع شكل الغواصة، اسم الهيكل الخارجي (أو الغلاف في البحرية الملكية) أو الهيكل الخفيف ، لأنه لا يتعرض لفرق ضغط. يوجد داخل الهيكل الخارجي هيكل قوي، أو هيكل الضغط ، يتحمل ضغط البحر ويحافظ على الضغط الجوي الطبيعي في داخله.

منذ الحرب العالمية الأولى، تبيّن أن الشكل الأمثل لتحمّل الضغط يتعارض مع الشكل الأمثل للإبحار في البحر وتقليل مقاومة الماء على السطح، وقد زادت صعوبات البناء من تعقيد المشكلة. وتمّ حلّ هذه المشكلة إما بتصميم حلّ وسط، أو باستخدام هيكلين: هيكل داخلي مقوٍّ لتحمّل الضغط، وغطاء خارجي انسيابي لتحسين الشكل الانسيابي. وحتى نهاية الحرب العالمية الثانية، كانت معظم الغواصات مزوّدة بغلاف جزئي إضافي في الأعلى والمقدمة والمؤخرة، مصنوع من معدن أرقّ، وكان يُغمر بالماء عند الغوص. وقد ذهبت ألمانيا أبعد من ذلك مع طراز XXI ، وهو سلف عام للغواصات الحديثة، حيث كان هيكل الضغط مُغلّفًا بالكامل داخل الهيكل الخفيف، ولكنه مُحسّن للملاحة تحت الماء، على عكس التصاميم السابقة التي كانت مُحسّنة للعمليات السطحية.

بعد الحرب العالمية الثانية، تباينت المناهج. غيّر الاتحاد السوفيتي تصاميمه، مستندًا إلى التطورات الألمانية. بُنيت جميع الغواصات السوفيتية والروسية الثقيلة التي صُنعت بعد الحرب العالمية الثانية بهيكل مزدوج . أما الغواصات الأمريكية ومعظم الغواصات الغربية الأخرى، فقد تحولت إلى هيكل أحادي في الغالب. لا تزال هذه الغواصات تحتوي على أقسام هيكل خفيفة في المقدمة والمؤخرة، تضم خزانات التوازن الرئيسية وتوفر شكلًا مُحسَّنًا ديناميكيًا مائيًا، لكن القسم الأسطواني الرئيسي للهيكل يتكون من طبقة واحدة فقط من الصفائح. وتدرس الولايات المتحدة حاليًا استخدام الهياكل المزدوجة في الغواصات المستقبلية لتحسين سعة الحمولة والتخفي والمدى. ^{[ 73 ]}

يُصنع الهيكل المضغوط عادةً من فولاذ سميك عالي المتانة ذي بنية معقدة واحتياطي قوة عالٍ، ويُفصل بواسطة حواجز مانعة لتسرب الماء إلى عدة حجرات . وهناك أمثلة على غواصات تحتوي على أكثر من هيكلين، مثل غواصات فئة تايفون ، التي تضم هيكلين ضغط رئيسيين وثلاثة هياكل أصغر لغرفة التحكم والطوربيدات وجهاز التوجيه، مع وجود نظام إطلاق الصواريخ بين الهياكل الرئيسية، وكلها محاطة ومدعومة بالهيكل الخارجي الخفيف الانسيابي. وعند غمرها، يوفر الهيكل المضغوط معظم قوة الطفو للغواصة بأكملها.

لا يمكن زيادة عمق الغوص بسهولة . فمجرد زيادة سُمك الهيكل يزيد من وزنه ويتطلب تقليل وزن المعدات الموجودة على متنه، كما أن زيادة القطر تتطلب زيادة متناسبة في السُمك لنفس المادة والتصميم، مما ينتج عنه في النهاية هيكل ضغط لا يتمتع بقوة طفو كافية لتحمل وزنه، كما هو الحال في الغواصة ذات القاع المسطح . هذا مقبول للغواصات البحثية المدنية، ولكنه غير مقبول للغواصات العسكرية التي تحتاج إلى حمل حمولة كبيرة من المعدات والطاقم والأسلحة لأداء وظيفتها. لذا، يلزم استخدام مواد بناء ذات قوة نوعية ومعامل مرونة نوعي أعلى.

كانت غواصات الحرب العالمية الأولى تُصنع هياكلها من الفولاذ الكربوني ، بعمق أقصى يبلغ 100 متر (330 قدمًا) . خلال الحرب العالمية الثانية، استُخدم الفولاذ المُسبك عالي القوة، مما سمح بالغوص إلى أعماق تصل إلى 200 متر (660 قدمًا) . ولا يزال الفولاذ المُسبك عالي القوة المادة الأساسية لصناعة الغواصات حتى اليوم، بأعماق تتراوح بين 250 و400 متر (820-1310 قدمًا) ، وهو عمق لا يمكن تجاوزه في الغواصات العسكرية دون إجراء تعديلات على التصميم. ولتجاوز هذا الحد، بُنيت بعض الغواصات بهياكل من التيتانيوم . تتميز سبائك التيتانيوم بأنها أقوى من الفولاذ، وأخف وزنًا، والأهم من ذلك، أنها تتمتع بقوة نوعية ومعامل مرونة أعلى عند غمرها . كما أن التيتانيوم غير مغناطيسي ، وهو أمر مهم للتخفي. وقد بنى الاتحاد السوفيتي غواصات من التيتانيوم، حيث طوّر سبائك متخصصة عالية القوة، وأنتج عدة أنواع منها. تسمح سبائك التيتانيوم بزيادة كبيرة في العمق، لكن يتطلب ذلك إعادة تصميم الأنظمة الأخرى لمواكبة هذا العمق، لذا اقتصر عمق الاختبار على 1000 متر (3300 قدم) للغواصة السوفيتية K-278 كومسوموليتس ، وهي أعمق غواصة قتالية غوصًا، على الرغم من أن التشغيل المستمر على هذه الأعماق كان سيُسبب إجهادًا مفرطًا للعديد من أنظمة الغواصة. لا ينثني التيتانيوم بسهولة الفولاذ، وقد يصبح هشًا بعد دورات غوص عديدة. على الرغم من مزاياه، أدت التكلفة العالية لتصنيع التيتانيوم إلى التخلي عن بناء الغواصات من التيتانيوم مع نهاية الحرب الباردة. استخدمت الغواصات المدنية الغاطسة في الأعماق هياكل ضغط سميكة من الأكريليك . على الرغم من أن القوة النوعية ومعامل المرونة النوعي للأكريليك ليسا مرتفعين جدًا، إلا أن كثافته تبلغ 1.18 جم/سم³ فقط ^، لذا فهو أكثر كثافة بقليل من الماء، وبالتالي فإن تأثير زيادة السماكة على الطفو منخفض نسبيًا.     

تُعدّ غواصة ترييستي أعمق غواصة غاطسة في العالم حتى الآن . في 5 أكتوبر 1959، غادرت ترييستي سان دييغو متجهةً إلى غوام على متن سفينة الشحن سانتا ماريا للمشاركة في مشروع نيكتون ، وهو سلسلة من الغطسات العميقة جدًا في خندق ماريانا . في 23 يناير 1960، وصلت ترييستي إلى قاع المحيط في منطقة تشالنجر ديب (أعمق جزء جنوبي من خندق ماريانا)، وعلى متنها جاك بيكارد (ابن أوغست) والملازم دون والش من البحرية الأمريكية. ^{[ 74 ]} كانت هذه هي المرة الأولى التي تصل فيها سفينة، سواءً كانت مأهولة أو غير مأهولة، إلى أعمق نقطة في محيطات الأرض. أشارت الأنظمة الموجودة على متن السفينة إلى عمق 11521 مترًا (37799 قدمًا) ، على الرغم من أنه تم تعديل هذا لاحقًا إلى 10916 مترًا (35814 قدمًا)، وقد وجدت قياسات أكثر دقة أجريت في عام 1995 أن عمق تشالنجر أقل قليلاً، حيث يبلغ 10911 مترًا (35797 قدمًا) .   

يُعدّ بناء هيكل غواصة مُصمّم لتحمّل الضغط أمرًا بالغ الصعوبة، إذ يجب أن يتحمّل الضغوط عند عمق الغوص المطلوب. عندما يكون الهيكل دائريًا تمامًا في المقطع العرضي، يتوزّع الضغط بالتساوي، ممّا يُسبّب انضغاطًا في الهيكل فقط. أما إذا لم يكن الشكل مثاليًا، فإنّ الهيكل ينحرف أكثر في بعض المواضع، ويُصبح عدم استقرار الانبعاج هو نمط الفشل المُعتاد . تُقاوم حلقات التقوية الانحرافات الطفيفة الحتمية، ولكن حتى  انحرافًا بمقدار بوصة واحدة (25 مم) عن الشكل الدائري يُؤدّي إلى انخفاض يزيد عن 30% في أقصى حمل هيدروستاتيكي، وبالتالي انخفاض في عمق الغوص. ^{[ 75 ]} لذلك، يجب بناء الهيكل بدقة عالية. يجب لحام جميع أجزاء الهيكل دون عيوب، ويتم فحص جميع الوصلات عدّة مرات باستخدام طرق مختلفة، ممّا يُساهم في ارتفاع تكلفة الغواصات الحديثة. (على سبيل المثال، تُكلّف كل غواصة هجومية من فئة فرجينيا 2.6 مليار دولار أمريكي ، أي أكثر من 200,000 دولار أمريكي لكل طن من الإزاحة).

بينما استخدمت معظم الغواصات المبكرة وصلة ميكانيكية مباشرة بين محرك الاحتراق والمروحة، فقد تم النظر في حل بديل وتطبيقه في مرحلة مبكرة جدًا. ^{[ 78 ]} يتمثل هذا الحل في تحويل طاقة محرك الاحتراق إلى طاقة كهربائية عبر مولد مخصص. تُستخدم هذه الطاقة بعد ذلك لتشغيل المروحة بواسطة المحرك الكهربائي، ولشحن البطاريات عند الحاجة. في هذا التصميم، يكون المحرك الكهربائي مسؤولاً عن تشغيل المروحة باستمرار، بغض النظر عن توفر الهواء اللازم لتشغيل محرك الاحتراق.

كانت الغواصة الأولى للبحرية السويدية ، HSwMS Hajen (التي أعيد تسميتها لاحقًا إلى Ub no 1 )، والتي أُطلقت عام 1904، من بين رواد هذا الحل البديل. ورغم أن تصميمها استُلهم عمومًا من أول غواصة دخلت الخدمة في البحرية الأمريكية، USS Holland ، إلا أنها اختلفت عنها في ثلاثة جوانب رئيسية على الأقل: إضافة منظار، واستبدال محرك البنزين بمحرك شبه ديزل ( محرك يعمل بالكيروسين، استُبدل لاحقًا بمحرك ديزل حقيقي)، وفصل الوصلة الميكانيكية بين محرك الاحتراق والمروحة، حيث قام الأول بتشغيل مولد كهربائي مخصص. ^{[ 79 ]} وبذلك، خطت ثلاث خطوات مهمة نحو ما أصبح فيما بعد التقنية السائدة للغواصات التقليدية (أي غير النووية).

في السنوات اللاحقة، أضافت البحرية السويدية سبع غواصات أخرى من ثلاث فئات مختلفة ( Undervattensbåten No 2 ، و Laxen ، و Abborren ) باستخدام نفس تقنية الدفع، ولكنها زُوّدت بمحركات ديزل حقيقية بدلاً من محركات الديزل شبه الآلية منذ البداية. ^{[ 80 ]} ولأن هذه التقنية كانت تعتمد في ذلك الوقت على محرك الديزل بدلاً من أي نوع آخر من محركات الاحتراق، فقد عُرفت لاحقاً باسم ناقل الحركة الكهربائي-الديزل .

على غرار العديد من الغواصات المبكرة الأخرى، كانت الغواصات التي صُممت في السويد صغيرة الحجم (أقل من 200 طن)، وبالتالي اقتصرت عملياتها على المناطق الساحلية. عندما أرادت البحرية السويدية إضافة غواصات أكبر حجماً، قادرة على العمل على مسافات أبعد عن الشاطئ، اشترت تصاميمها من شركات أجنبية تمتلك الخبرة اللازمة: أولاً شركات إيطالية ( فيات - لورنتي ) ثم شركات ألمانية ( إيه جي فيزر وإيف إس ). ^{[ 81 ]} ونتيجةً لذلك، تم التخلي مؤقتاً عن نظام نقل الحركة بالديزل والكهرباء.

ومع ذلك، أُعيد استخدام نظام نقل الحركة بالديزل والكهرباء فورًا عندما بدأت السويد بتصميم غواصاتها الخاصة مرة أخرى في منتصف ثلاثينيات القرن العشرين. ومنذ ذلك الحين، استُخدم هذا النظام باستمرار في جميع فئات الغواصات السويدية الجديدة، وإن كان مُكمَّلاً بنظام الدفع المستقل عن الهواء (AIP) الذي توفره محركات ستيرلينغ بدءًا من غواصة HMS Näcken في عام 1988. ^{[ 82 ]}

كانت البحرية الأمريكية من أوائل الجهات التي تبنت نظام نقل الحركة بالديزل والكهرباء ، حيث اقترح مكتب الهندسة التابع لها استخدامه في عام 1928. وتم تجريبه لاحقًا في غواصات الفئة S ، وهي S-3 و S-6 و S-7، قبل أن يدخل حيز الإنتاج مع غواصات فئة بوربويز في ثلاثينيات القرن العشرين. ومنذ ذلك الحين، استمر استخدامه في معظم الغواصات الأمريكية التقليدية. ^{[ 83 ]}

باستثناء غواصات الفئة يو البريطانية وبعض غواصات البحرية الإمبراطورية اليابانية التي استخدمت مولدات ديزل منفصلة للتشغيل بسرعات منخفضة، لم تستخدم سوى قلة من القوات البحرية، باستثناء السويد والولايات المتحدة، نظام نقل الحركة بالديزل والكهرباء على نطاق واسع قبل عام 1945. ^{[ 83 ]} وعلى النقيض من ذلك، بعد الحرب العالمية الثانية، أصبح هذا النظام تدريجيًا النمط السائد للدفع في الغواصات التقليدية. ومع ذلك، لم يكن اعتماده سريعًا دائمًا. والجدير بالذكر أن البحرية السوفيتية لم تُدخل نظام نقل الحركة بالديزل والكهرباء في غواصاتها التقليدية حتى عام 1980 مع غواصات فئة بالتوس . ^{[ 84 ]}

لو أن نظام نقل الحركة بالديزل والكهرباء لم يحمل سوى مزايا دون عيوب مقارنةً بنظام يربط محرك الديزل بالمروحة ميكانيكيًا، لكان قد سيطر بلا شك في وقت أبكر بكثير. وتشمل عيوبه ما يلي: ^{[ 85 ] [ 86 ]}

• يترتب على ذلك فقدان في كفاءة استهلاك الوقود والطاقة نتيجة تحويل ناتج محرك الديزل إلى كهرباء. ورغم أن المولدات والمحركات الكهربائية معروفة بكفاءتها العالية، إلا أن كفاءتها لا تصل إلى 100%.
• يتطلب الأمر مكونًا إضافيًا على شكل مولد كهربائي مخصص. وبما أن المحرك الكهربائي يُستخدم دائمًا لتشغيل المروحة، فإنه لا يمكنه القيام بدور المولد الكهربائي أيضًا.
• لا يسمح هذا التصميم لمحرك الديزل والمحرك الكهربائي بالعمل معًا لتشغيل المروحة ميكانيكيًا في آنٍ واحد لتحقيق أقصى سرعة عندما تكون الغواصة على السطح أو أثناء الغطس. مع ذلك، قد لا يكون لهذا الأمر أهمية عملية كبيرة، إذ أن الخيار الذي يمنعه هذا التصميم قد يُعرّض الغواصة لخطر الغوص وبطارياتها شبه فارغة.

إن السبب وراء تحوّل نظام نقل الحركة بالديزل والكهرباء إلى البديل السائد رغم هذه العيوب، هو بالطبع أنه يتمتع بالعديد من المزايا التي تبيّن في نهاية المطاف أنها أكثر أهمية. وتشمل هذه المزايا ما يلي: ^{[ 85 ] [ 86 ]}

• يُقلل هذا النظام من الضوضاء الخارجية عن طريق قطع الوصلة الميكانيكية المباشرة والصلبة بين محرك (محركات) الديزل الصاخبة نسبيًا من جهة، وعمود (أعمدة) المروحة وهيكل الغواصة من جهة أخرى. ونظرًا لأهمية التخفي القصوى للغواصات، تُعد هذه ميزة بالغة الأهمية.
• يزيد ذلك من جاهزية الغواصة للغوص ، وهو أمر بالغ الأهمية بالنسبة لها. كل ما يتطلبه الأمر من ناحية الدفع هو إيقاف تشغيل محرك الديزل (أو محركات الديزل).
• يجعل هذا النظام سرعة محرك (محركات) الديزل مستقلة مؤقتًا عن سرعة الغواصة. وهذا بدوره يُتيح غالبًا تشغيل محركات الديزل بسرعة قريبة من السرعة المثلى من حيث كفاءة استهلاك الوقود والمتانة. كما يُتيح تقليل الوقت الذي تقضيه الغواصة على السطح أو في الغطس السطحي عن طريق تشغيل محركات الديزل بأقصى سرعة دون التأثير على سرعة الغواصة نفسها.
• يُغني هذا التصميم عن استخدام القوابض اللازمة لتوصيل محرك الديزل والمحرك الكهربائي وعمود المروحة. وهذا بدوره يوفر المساحة، ويزيد من الموثوقية، ويقلل من تكاليف الصيانة.
• يزيد هذا النظام من مرونة تكوين مكونات نظام نقل الحركة، وتحديد مواقعها، وصيانتها. فعلى سبيل المثال، لم يعد من الضروري محاذاة محرك الديزل مع المحرك الكهربائي وعمود المروحة، ويمكن استخدام محركي ديزل لتشغيل مروحة واحدة (أو العكس)، كما يمكن إيقاف تشغيل أحد محركي الديزل للصيانة طالما أن محركًا ثانيًا متوفر لتوفير الكمية المطلوبة من الكهرباء.
• يُسهّل هذا النظام دمج مصادر طاقة أولية إضافية، إلى جانب محرك (محركات) الديزل، مثل أنواع مختلفة من أنظمة الطاقة المستقلة عن الهواء (AIP) . وبفضل وجود محرك كهربائي واحد أو أكثر يُشغّل المروحة (المراوح) باستمرار، يُمكن بسهولة إدخال هذه الأنظمة كمصدر إضافي للطاقة الكهربائية إلى جانب محرك (محركات) الديزل والبطاريات.

خلال الحرب العالمية الثانية، جرب الألمان فكرة أنبوب التنفس (السنوركل) من غواصات هولندية تم الاستيلاء عليها، لكنهم لم يروا الحاجة إليه إلا في وقت متأخر من الحرب. السنوركل عبارة عن أنبوب قابل للسحب يزود محركات الديزل بالهواء أثناء غمر الغواصة على عمق المنظار ، مما يسمح لها بالإبحار وإعادة شحن بطارياتها مع الحفاظ على قدر من التخفي.

لكن، خاصةً عند تطبيقه لأول مرة، تبين أنه حل بعيد كل البعد عن الكمال. فقد واجهت مشاكل في صمام الجهاز، حيث كان يعلق أو ينغلق عند غمره في الطقس العاصف. ولأن النظام كان يستخدم هيكل الضغط بأكمله كحاجز، كانت محركات الديزل تسحب كميات هائلة من الهواء من حجرات القارب بشكل فوري، مما تسبب في إصابات مؤلمة في الأذن للطاقم. وتم تحديد السرعة بـ 8 عقد (15 كم/ساعة) خشية أن ينكسر الجهاز تحت الضغط. كما أن أنبوب التنفس (شنورشل) كان يُصدر ضوضاءً سهّلت على السونار رصد القارب، لكنها صعّبت على السونار الموجود على متنه رصد إشارات السفن الأخرى. وأخيرًا، تطورت رادارات الحلفاء بشكل كافٍ بحيث أصبح بالإمكان رصد صاري أنبوب التنفس خارج نطاق الرؤية البصرية. ^{[ 87 ]} 

في الطقس الصافي، يمكن رؤية عوادم الديزل على سطح الماء لمسافة تصل إلى حوالي ثلاثة أميال، ^{[ 88 ]} بينما يمكن رؤية "ريشة المنظار" (الموجة الناتجة عن حركة أنبوب التنفس أو المنظار في الماء) من مسافة بعيدة في ظروف البحر الهادئة. كما أن الرادار الحديث قادر على رصد أنبوب التنفس في ظروف البحر الهادئة. ^{[ 89 ]}

لا تزال مشكلة تسبب محركات الديزل في حدوث فراغ داخل الغواصة عند غمر صمام الرأس قائمة في طرازات الغواصات الأحدث التي تعمل بالديزل، ولكن تم التخفيف من حدتها بواسطة مستشعرات قطع الفراغ العالي التي توقف المحركات عندما يصل الفراغ داخل الغواصة إلى مستوى محدد مسبقًا. تتميز صواري الحث الحديثة المزودة بأنبوب تنفس بتصميم آمن يستخدم الهواء المضغوط ، الذي يتم التحكم فيه بواسطة دائرة كهربائية بسيطة، لإبقاء صمام الرأس مفتوحًا في مواجهة قوة زنبرك قوي. يؤدي تدفق مياه البحر فوق الصاري إلى حدوث تماس كهربائي في الأقطاب الكهربائية المكشوفة في الأعلى، مما يعطل التحكم ويغلق صمام الرأس أثناء غمره. لم تعتمد الغواصات الأمريكية استخدام أنابيب التنفس إلا بعد الحرب العالمية الثانية. ^{[ 90 ]}

خلال الحرب العالمية الثانية، كانت الغواصات الألمانية من طراز XXI (المعروفة أيضًا باسم " إلكتروبوت ") أولى الغواصات المصممة للعمل تحت الماء لفترات طويلة. في البداية، كان من المقرر أن تحمل بيروكسيد الهيدروجين للدفع السريع طويل الأمد دون الحاجة إلى الهواء، ولكن تم تزويدها في النهاية ببطاريات ضخمة. في نهاية الحرب، أجرى البريطانيون والسوفيت تجارب على محركات تعمل ببيروكسيد الهيدروجين/الكيروسين (البارافين) قادرة على العمل على السطح وتحت الماء. لم تكن النتائج مشجعة. على الرغم من أن الاتحاد السوفيتي نشر فئة من الغواصات مزودة بهذا النوع من المحركات (أطلق عليها حلف الناتو اسم "كيبيك ")، إلا أنها اعتُبرت غير ناجحة.

استخدمت الولايات المتحدة أيضًا بيروكسيد الهيدروجين في غواصة تجريبية صغيرة الحجم ، تُدعى X-1 . كانت تعمل في الأصل بمحرك يعمل ببيروكسيد الهيدروجين/الديزل ونظام بطارية، إلى أن انفجر مخزون بيروكسيد الهيدروجين فيها في 20 مايو 1957. تم تحويل X-1 لاحقًا للعمل بنظام الدفع الكهربائي بالديزل. ^{[ 91 ]}

تستخدم العديد من القوات البحرية اليوم أنظمة دفع مستقلة عن الهواء. ومن أبرزها استخدام السويد لتقنية ستيرلينغ في غواصات فئتي غوتلاند وسودرمانلاند . يُسخّن محرك ستيرلينغ بحرق وقود الديزل مع الأكسجين السائل من خزانات التبريد العميق . ومن التطورات الحديثة في أنظمة الدفع المستقلة عن الهواء خلايا وقود الهيدروجين ، التي استُخدمت لأول مرة في الغواصة الألمانية من طراز 212 ، بتسع خلايا بقدرة 34 كيلوواط أو خليتين بقدرة 120 كيلوواط. كما تُستخدم خلايا الوقود في الغواصات الإسبانية الجديدة من فئة S-80، ولكن مع تخزين الوقود على شكل إيثانول ثم تحويله إلى هيدروجين قبل الاستخدام. ^{[ 92 ]}  

إحدى التقنيات الجديدة التي بدأ إدخالها مع الغواصة الحادية عشرة من فئة سوريو التابعة للبحرية اليابانية (JS Ōryū ) هي بطارية الليثيوم أيون الأكثر حداثة . تتميز هذه البطاريات بقدرة تخزين كهربائي تبلغ ضعف قدرة البطاريات التقليدية تقريبًا، ومن خلال استبدال بطاريات الرصاص الحمضية في أماكن تخزينها المعتادة، بالإضافة إلى ملء المساحة الكبيرة في هيكل الغواصة المخصصة عادةً لمحرك الدفع المستقل عن الهواء وخزانات الوقود بأطنان من بطاريات الليثيوم أيون، يمكن للغواصات الحديثة العودة إلى تكوين الديزل الكهربائي "الخالص" مع الاحتفاظ بالمدى والطاقة الإضافية تحت الماء المرتبطة عادةً بالغواصات المجهزة بنظام الدفع المستقل عن الهواء.

أُعيد إحياء الطاقة البخارية في خمسينيات القرن الماضي باستخدام توربين بخاري يعمل بالطاقة النووية لتشغيل مولد كهربائي. وبفضل الاستغناء عن الأكسجين الجوي، أصبح الوقت الذي يمكن أن تبقى فيه الغواصة مغمورة محدودًا فقط بمخزونها من الطعام، حيث يُعاد تدوير هواء التنفس وتُقطر المياه العذبة من مياه البحر. والأهم من ذلك، أن الغواصة النووية تتمتع بمدى غير محدود عند السرعة القصوى. وهذا يسمح لها بالانتقال من قاعدتها التشغيلية إلى منطقة القتال في وقت أقصر بكثير، مما يجعلها هدفًا أكثر صعوبة لمعظم أسلحة مكافحة الغواصات. تحتوي الغواصات التي تعمل بالطاقة النووية على بطارية صغيرة نسبيًا ومحرك ديزل/مولد كهربائي للاستخدام في حالات الطوارئ إذا لزم إيقاف تشغيل المفاعلات.

تُستخدم الطاقة النووية حاليًا في جميع الغواصات الكبيرة، ولكن نظرًا لارتفاع تكلفة المفاعلات النووية وكبر حجمها، لا تزال الغواصات الأصغر حجمًا تعتمد على الدفع بالديزل والكهرباء. وتعتمد نسبة الغواصات الكبيرة إلى الصغيرة على الاحتياجات الاستراتيجية. فالبحرية الأمريكية والبحرية الفرنسية والبحرية الملكية البريطانية لا تُشغّل إلا غواصات نووية ، ^{[ 93 ] [ 94 ]} وهو ما يُعزى إلى الحاجة للعمليات البعيدة. أما المشغلون الرئيسيون الآخرون فيعتمدون على مزيج من الغواصات النووية للأغراض الاستراتيجية والغواصات التي تعمل بالديزل والكهرباء للدفاع. ولا تمتلك معظم الأساطيل غواصات نووية، نظرًا لمحدودية توافر الطاقة النووية وتكنولوجيا الغواصات.

تتمتع الغواصات التي تعمل بالديزل والكهرباء بميزة التخفي مقارنةً بنظيراتها النووية. تُصدر الغواصات النووية ضوضاءً من مضخات التبريد والآلات التوربينية اللازمة لتشغيل المفاعل، حتى عند مستويات الطاقة المنخفضة. ^{[ 95 ] [ 96 ]} يمكن لبعض الغواصات النووية، مثل غواصات أوهايو الأمريكية ، العمل مع تثبيت مضخات تبريد المفاعل، مما يجعلها أكثر هدوءًا من الغواصات الكهربائية. أما الغواصة التقليدية التي تعمل بالبطاريات فهي صامتة تمامًا تقريبًا، إذ لا يصدر عنها سوى ضوضاء محامل العمود والمروحة وتدفق الهواء حول الهيكل، ويتوقف كل ذلك عندما تحوم الغواصة في منتصف الماء للاستماع، فلا يتبقى سوى ضوضاء أنشطة الطاقم. عادةً ما تعتمد الغواصات التجارية على البطاريات فقط، لأنها تعمل بالتنسيق مع سفينة أم.

شهدت الغواصات النووية العديد من الحوادث النووية والإشعاعية الخطيرة . ^{[ 97 ] [ 98 ]} أسفر حادث مفاعل الغواصة السوفيتية  K -19 عام 1961 عن 8 وفيات وتعرض أكثر من 30 شخصًا آخرين لمستويات إشعاعية مفرطة. ^{[ 99 ]} كما أسفر حادث مفاعل الغواصة السوفيتية  K -27 عام 1968 عن 9 وفيات و83 إصابة أخرى. ^{[ 97 ]} أما حادث الغواصة السوفيتية K-431  عام 1985 فقد أسفر عن 10 وفيات و49 إصابة إشعاعية أخرى. ^{[ 98 ]}

كانت التوربينات البخارية التي تعمل بالنفط تُزوّد ​​الغواصات البريطانية من فئة K ، التي بُنيت خلال الحرب العالمية الأولى وما بعدها، بالطاقة اللازمة لمنحها السرعة السطحية لمواكبة الأسطول الحربي. إلا أن غواصات فئة K لم تكن ناجحة للغاية.

مع اقتراب نهاية القرن العشرين، بدأت بعض الغواصات، مثل غواصات فئة فانغارد البريطانية ، تُجهز بمحركات نفاثة بدلاً من المراوح. ورغم أن هذه المحركات أثقل وزناً وأكثر تكلفة وأقل كفاءة من المراوح، إلا أنها أقل ضجيجاً بشكل ملحوظ، مما يوفر ميزة تكتيكية هامة.