對於一艘潛艇來說，用同樣的功率航行，水面航速和水下航速的快慢，主要取決於潛艇外形（即形狀阻力）。

1。為何常規形狀的潛艇水下航速小於水面？

早期的常規潛艇在水面航行的時候多，艇體的形狀接近水面艦船，它的頭部比較尖，主要是為了減小衝浪時的面積，克服前進中的波浪阻力（即興波阻力），另外它還有水下部分的摩擦阻力、形狀阻力和附屬體阻力。（注意：水上部分的空氣阻力與其它阻力相比很小，可忽略）。這種艇型一旦到了水下，儘管沒有了興波阻力和空氣阻力，但其它阻力特別是形狀阻力劇增，其效果大大超過原來的水面各種阻力。所以在同樣的功率下，雖然水下阻力種類減少，但水下航速反而小於水面。

2。為何現代潛艇水下航速高於水面？

由於現代潛艇在水下逗留的時間往往比水面長，戰場基本在水下，所以必須提高水下航速。為了達

到這一目的，現代潛艇的外形一般都做成“水滴型”，特別是核潛艇大部分都是水滴型。水滴型物體的流線型好，在介質（如空氣、水）中的執行速度最快，形狀阻力最小（雨滴都是這種形狀）。但它一旦到了水面，波浪的阻力又佔了上風（主導地位），所以水滴型潛艇在水面開不起來。

3。折衷的潛艇

目前大部分常規潛艇的艇型折衷了上兩種艇型，即：在潛艇的水線以上部分做成稍尖的形狀，而在水線以下部分做成水滴型（俗稱大鼻子），這樣在水面航行時，水下部分的阻力最小，水面部分的阻力也最小，提高了水面航速；而在水下航行時，由於有一部分艇形是水滴型，所以減少了一部分水下阻力。這種折衷的潛艇，其水下航速仍然比水面低。

11月30日解放軍報文章，發表海軍南海艦隊某潛艇支隊以“信仰之光照亮深海大洋”為主題的黨課講稿，該支隊的372潛艇在去年曾因為潛航突遇“掉深”，快速反應挽救潛艇，被中央軍委授予一等功。文中還提到提到全軍優秀指揮軍官、支隊教練艇長曾棟良在潛艇裡摸爬滾打20多年，累計出海2000多天、水下航程5萬多海里。

如果以出海天數2000天，其中三分之一為水面航行，三分之二時間為水下航行，水下總航程5萬海里。那麼可以推算出，我軍常規潛艇每晝夜24小時的平均水下機動速度為37.8海里，那麼平均水下航速為1.57節（節是海軍速度單位，每小時航行1海里為一節，約等於1.85公里/小時）。大約摺合2.9公里/小時的航行速度。通常情況下，一個成年人的步行速度為5000米/小時，散步或慢走的速度為3公里/小時以下，那麼從上述推算可以看出，我國常規潛艇的平均水下航速還不如一個成年人走路的速度。

那麼水面軍艦的平均航速是多少呢，我們從一個例子得出結論。2014年6月，中國海軍北海艦隊導彈護衛艦528綿陽艦、565葫蘆島艦和補給艦洪澤湖艦組成的遠海戰備巡邏編隊，經過19晝夜航行5500海里航行，完成了西太平洋海域的遠海戰備巡邏任務，返航途中插入日本大隅海峽，距離日本本土僅8海里。19晝夜航行5500海里，平均航速12節。又例如海軍的053H1G江門艦，曾號稱南中國海戰力最強、噸位最大護衛艦，1995年入列至今18年，江門艦在2012年的全年累計總航程5000海里，總航時520小時，平均航速為10節左右。這都屬於正常的任務巡航速度，是怠速時間、慢速時間和最高航速時間的總和平均值。

這樣問題就來了，為何常規潛艇的平均水下巡航速度如此之低，只有3公里/小時，不僅大大低於水面艦艇的平均航速，甚至比成年人走路的速度還慢。是潛艇效能不好麼？

都不是，與很多人固有印象相反，常規潛艇在水下作戰，一直就是一個慢速的武器，從來沒快過。

常規潛艇依靠柴油機作動力。由於柴油機需要依靠空氣，所以早期的潛艇使用柴油機只能在水面航行。二戰以後的常規潛艇通常都安裝有柴油機通氣管，潛艇可以在水下10米左右的通氣管深度使用柴油機，能夠以10節以上航速進行潛航。但柴油機只能在通氣管深度內使用，超過了這個深度，就不能使用柴油機航行，得改用電動機。

潛艇在水下航行沒有興波阻力，所以相同動力條件下的航速比在水面航行時高得多，潛艇在水下以電機驅動可獲得10節以上的高速，現代先進潛艇甚至可以進行20節航速的水下電機航行。但由於潛艇電池容量有限，如果以電機驅動10節以上的水下高速航行，那麼一小時就能將電瓶的電量耗盡，於是潛艇水下電機航行通常為最低速，每小時只有1~3節的低航速，如果遇到逆流的洋流，潛艇的航速還會更慢，甚至可能被洋流推著倒退。

本文裡的教練艇長曾棟良駕駛的是一艘從俄羅斯進口的基洛級636M型常規潛艇，是比較先進的大型常規柴電潛艇，水面排水量約2300噸，水下排水量超過3000噸，基洛級以其優異的靜音效能被各國海軍稱之為“水下黑洞”。它的水面最高航速為12節，水下最大航速19節。中國從俄羅斯進口了10艘基洛級636M型常規潛艇，其中372艇艇名為“遠征72”，於2006年開始服役於南海艦隊。基洛級潛艇屬於傳統的常規潛艇，無輔助動力，在水下只有兩個驅動方式，一直通氣管柴油機動力，二是電池電機動力。

目前最先進的常規潛艇，已經開始採用水下長航時輔助動力裝置（AIP動力），可以使用燃料電池或斯特林閉式迴圈發動機不依賴空氣進行水下長時間潛航，但實際的水下航速仍然有限。例如我國最先進的039A/B型常規潛艇，帶有AIP動力，排水量3600噸，水面航速12節，通氣管狀態的水下最大航速高達20節，使用斯特林閉式迴圈發動機做水下航行時，可潛航一個月無需浮出水面，但最大航速僅為3節。

常規潛艇的水下平均航速如此之慢，它如何與敵人水面艦艇作戰呢。潛艇水下作戰多采用伏擊方式，在遠端偵察和指揮體系的引導下，常規潛艇以慢速潛入伏擊區，在水下靜靜的潛航，或停機待命，當聲吶探測到敵方艦艇訊號，再啟動高速水下航行實施戰術攻擊動作。

相對常規潛艇的低航速，核潛艇的水下航速具有明顯優勢。大多數核潛艇都能以20~30節的高速長航時潛航，現役最快的俄羅斯阿爾法級核動力攻擊潛艇，水下航速可以達到42節，而且能夠長時間保持最高航速。

所以各海軍都對核潛艇有著不可抑制的慾望，無他，那玩意在水下跑的太快了。

班門弄斧一下，在水下航行時，由於全部在水下，阻力均勻，而且舵面全在水下，容易控制潛艇的穩定性和方向性。而且噪音小，聲納可以更有效的工作。為了減小阻力，潛艇都是水滴型，水下阻力得到最佳化。

半潛狀態呢？水有很強的場面張力，這種張力也就形成了一種阻力，半潛狀態就會有這種阻力產生。他與常說的興波阻力是聯絡在一起的。這種阻力很大，速度越快越大。同時，水滴型的艦艏上浪形成向下的壓力，越快就會有越大的向下的低頭力，太快了難控制。在半潛狀態下，不是所有的舵面都在水下起到作用，不容易控制航行的穩定性和方向性。半潛時會產生比較大的水波衝擊聲，對聲納工作多少都有些影響，聲音大也會容易被別人的聲納發現，最後這方面的因素其實影響很小。主要是前面幾點。

高速運動的物體無論車船飛機最終都要面對的是空氣或水的阻力，由於動力學的不同克服水阻與空氣阻的方式也不同。早起的潛艇和現在常規動力潛艇都配備2套發動機組，海面燃油機和水下電機。

潛艇作為一個隱秘攻擊武器，發動攻擊時都是在水下進行，常規動力潛艇由於電池組無法持續維持輸出必然要到海面補充電力，所以相對在海面航行時間更長，設計上也更加優先於海面航行破浪及克服風阻，然而這種設計不利於水面下高速航行。另外燃油機為了發電和航行，功率往往大於電機動力，畢竟電池組還要進行性氧料補給，其他電氣裝置運轉。因此除非緊急情況需要超載電機，常規航行時水面速度高於水下相對容易理解。

對於核動力潛艇而言，情況恰恰相反。有了核能這個幾乎是無限能源的動力源，潛艇幾乎可以永久在水下潛航（補給除外）。那麼潛艇只需要客服水下阻力和洋流影響，設計上也不需要像軍艦那樣破浪和克服風阻，所以水下航速高於水面航速也很正常。另外對於潛艇人員來說，遇到了狂風暴雨時大多還是喜歡在水下跑的。

所以對於題主來說，應該針對的是核潛艇而不是常規動力潛艇。

我是搞船體結構創新的。如果說影響潛水艇的水上水下航速是艇首的形壯那就好辦了，我們可以在水線上部稍尖的艇首上加一可轉動的水滴型整流罩、當下潛航行時整流罩翻轉上來罩住稍尖型的吃水線上部艇首。這樣的，艇首就是一個完整的水滴型了問題也就解決了。可是，所有的回答都沒有意識到現代潛艇水面航行慢的原因！它的主要問題不是來自艇首而是來自潛水艇的尾部。因為潛水艇上浮後一少半的艇體露出水面，艇體尾部的螺旋槳推進器或者是噴水推進器這趨於水平面了。這樣的，同樣的轉數水向後流的快了艇向前行的慢了、感覺推進器後面發虛有點幹蹬腿不走道的意思。如果細緻觀察推進器推岀來的水是高岀水平面的，這個在潛水壯態航行是不會有的。問題找到了，下一步就是改良結構了。

初看這個題目，許多人也許會感到很奇怪。因為一般情況下，物體在地上進行速度要比水下快，因為空氣了阻力要大大小於水的阻力。然而，潛艇卻相反，在水下航行的速度要快於在水面的航行速度。這是為什麼呢？

潛艇是一種重要的水下武器裝備，因其具有良好的隱蔽性和作戰性起到了其他艦艇難以發揮的重要作用。潛艇的航行狀態包括近水面航行、水面航行、近海底航行以及遠離海面和海底的航行狀態。長久以來，人們對潛艇繞流場的研究主要集中在其遠離海面和海底航行的狀態，即不考慮自由液麵和海底2種邊界的影響。而潛艇在接近水面的情況下，考慮到自由液麵和粘性效應，潛艇的繞流場相對於其他情況而言就更為複雜，潛艇對自由液麵的影響也更加顯著，這是潛艇在水面為什麼航行速度慢的主要原因，那就是阻力因素非常多。

潛艇在水面航行時影響航速的阻力一般有摩擦阻力 、旋渦阻力、興波阻力、突出體阻力和空氣阻力 。我們知道，潛艇主要在水下航行，但是根據工作的需要必須經常在近水面航行，如潛望鏡深度航行、柴油機水下工作深度航行等，因而不可避免地受到海面波浪的影響。在波浪力的作用下，潛艇會產生搖擺和擊水。由於潛艇特殊的中性浮態，其運動在不受控制時是固有不穩定的，近水面航行的潛艇在波浪力的作用下，若不採取適當措施，會由於低頻吸力的作用而出現“露背”現象，潛艇的航速就非常低。

實際上，潛艇在水下航行時，不但要考慮敵方火力威脅的影響，還要考慮海洋戰場環境要素對潛艇安全性的影響。只考慮潛艇水下航行，因此，風以及海浪對潛艇航行的影響較小，主要是海洋水下環境，包括海 流、潮汐、內波、水深、海底暗礁、巖壁、冰山等障礙物、水道寬度、密度躍層、中尺度渦等，所以潛艇雖然在水下航行速度快，但也不能雖然開啊。

潛艇，顧名思義從它的名稱來看，就是要專門被設計成適合在水下航行的艦艇。至於為什麼它在水面的航速要低於水下呢？有如下幾個原因。

首先，從它的形狀來看就是符合仿生學原理的。以前，最初，潛艇的航速的確不如人意。後來，潛艇設計的工程師們便想到了從魚類的身形開始研究。可以從潛艇的圖片上看到，它的艦首部位像極了虎鯨的頭部，呈圓圓的紡錘體形狀；它的身子是前面稍粗而往後稍細，就跟水裡的魚類身體幾乎一模一樣。

其次，也是從潛艇前粗後細的形狀看，前面部位的重量自然就要大於後部了。如果在水下，由於浮力是均衡的，所以在航行時可以保持艦體平衡；而如果在水面航行，由於頭部較重，就會自然而然沒入水中一些，形成前低後高的姿態。以這種艦體不平衡的姿態航行所受到的阻力肯定要大一些，航速就因此而受到影響了。

再從海洋的洋流來分析。雖然海洋的水面和水下都有極強的洋流，但受海風的影響，海面會掀起巨大的波濤。如果潛艇浮在海面航行，會受到洶湧澎湃的波浪的阻力；而在水下的洋流就要平緩一些。從這方面來看，潛艇就更適合在水下航行了。

再從潛艇的構造方面來看，潛艇的發動機和螺旋槳推進器都是安裝在尾部的，如果潛艇上浮，螺旋槳推進器就會吃水較淺，甚至偶爾露出水面，從而就會導致推力下降。比如人們在進行自由泳比賽時，前進的很大一部分動力就來自於蹬腿，如果雙腳總是浮在水面，儘管向後蹬腿的力量再大也有發虛的感覺。同理，潛艇也是一樣。

最後，再從潛艇的發展歷程來看，最初的潛艇是靠電力帶動的，發電用的燃料只是油料，所以無法長時間在水底航行，須頻繁出水補充燃料或充電，所以在水面航行的次數會比較多，而浮出水面的潛艇幾乎是沒有多少攻擊能力的，而為了避免遭受攻擊就要求在水面也要很快。但古今，現代潛艇很多都是核動力了，可以長時間潛伏於水底，所以就把水下航速看得很重要了。

綜上所述，潛艇在水面的航速低於在水下時，就是這幾個原因。【闕興明】

首先呢，這是因為常規潛艇依靠柴油機作動力。由於柴油機需要依靠空氣，所以早期的潛艇使用柴油機只能在水面航行。二戰以後的常規潛艇通常都安裝有柴油機通氣管，潛艇可以在水下10米左右的通氣管深度使用柴油機，能夠以10節以上航速進行潛航。但柴油機只能在通氣管深度內使用，超過了這個深度，就不能使用柴油機航行，得改用電動機。而潛艇在接近水面的情況下，考慮到自由液麵和粘性效應，潛艇的繞流場相對於其他情況而言就更為複雜，潛艇對自由液麵的影響也更加顯著，這是潛艇在水面為什麼航行速度慢的主要原因，那就是阻力因素非常多。

潛艇在水下航行沒有興波阻力，所以相同動力條件下的航速比在水面航行時高得多，潛艇在水下以電機驅動可獲得10節以上的高速，現代先進潛艇甚至可以進行20節航速的水下電機航行。從俄羅斯進口的基洛級636M型常規潛艇，是比較先進的大型常規柴電潛艇，水面排水量約2300噸，水下排水量超過3000噸，基洛級以其優異的靜音效能被各國海軍稱之為“水下黑洞”。它的水面最高航速為12節，水下最大航速19節。中國從俄羅斯進口了10艘基洛級636M型常規潛艇，其中372艇艇名為“遠征72”，於2006年開始服役於南海艦隊。基洛級潛艇屬於傳統的常規潛艇，無輔助動力，在水下只有兩個驅動方式，一直通氣管柴油機動力，二是電池電機動力。

目前最先進的常規潛艇，已經開始採用水下長航時輔助動力裝置（AIP動力），可以使用燃料電池或斯特林閉式迴圈發動機不依賴空氣進行水下長時間潛航，例如我國最先進的039A/B型常規潛艇，帶有AIP動力，排水量3600噸，水面航速12節，通氣管狀態的水下最大航速高達20節，使用斯特林閉式迴圈發動機做水下航行時，可潛航一個月無需浮出水面。而相對常規潛艇的低航速，核潛艇的水下航速具有明顯優勢。大多數核潛艇都能以20~30節的高速長航時潛航，現役最快的俄羅斯阿爾法級核動力攻擊潛艇，水下航速可以達到42節，而且能夠長時間保持最高航速。

設計,設計,設計，重要的事情說三遍。因為現代潛艇具備了長時間在水下航行的能力，所以說設計的時候就專門為水下航行做了最佳化，就是“水滴型”（魚的形狀一樣）它的設計減小了與水的摩擦，並增大了潛艇的力學強度,更耐壓，這是主要原因。對了二戰前的潛艇是水上比水下快，因為二戰前的潛艇不具備長時間水下航行能力所以他的設計更適合水上航行。

要回答這個問題，首先要明白在水中航行的時候，阻力最大發生在什麼情況下？

無論什麼船航行在水面的時候，水面部分都會有興波阻力，這個才是最大的阻力。為了減小這個阻力，就有了水翼艇這種設計。這種設計大體上是水下有潛體，航行的時候潛體產生升力把水面上的船體抬起高過水麵，船體和潛體連線的部分只有很小的截面積，所以興波阻力很小，航速很高（多數軍艦隻能達到30節左右的航速，水翼艇能達到45節以上）。

說到這裡，就能說潛艇了，潛艇水面航行的時候有興波阻力，而水下航行的時候沒有這個最大的阻力了，所以潛艇水下航速高就不難理解了。

潛水艇？我不知道了，如果潛水艇能抓魚就好了啊！我愛吃魚！最愛吃的清蒸鱖魚！刺兒少，肉嫩，蒸好了放上李錦記的蒸魚豉油，再把油燒熱了炸點花椒，然後澆到魚上，棒棒達！麼麼噠～麼麼噠～說了這麼多，我都餓了，但是晚上不能多吃，怕吃胖了～如果吃胖了，只能穿越回到唐朝當美女了，唐朝以胖為美！

沒有為什麼，所謂潛艇水面航速慢水下速度快實際上是大家的刻板印象，現代潛艇的水下航速是高於水面航速。之所以會形成這樣的刻板印象，主要還是大家在生活中接觸的影視作品大多反應的是二戰或更早時候的情況，而現代潛艇的知識大多出現在一些專業刊物上，對於我們普通百姓獲取起來有一定難度。

一個基本的物理常識是，在流體中航行的物體的速度取決於其外形。早期潛艇的水面速度高於水下速度數倍之多，主要是因為其艦艇形狀主要是為了其水面航行所設計的，特別是第一次世界大戰時期的潛艇，如果從外形上看（特別是側面）很難把其與普通驅逐艦區分開來。並非當時的潛艇設計者喜歡長時間在水面航行，而是受限於當時的技術。早期的潛艇在水下航行使用的是蓄電池，在給蓄電池充電期間必須浮出水面使用柴油機，且這一充電過程需要耗費大量的時間。然而，這種適合水面航行的潛艇在水下速度會嚴重下降。

得益於革命性的不依賴空氣推進技術（AIP）的發展，現代的潛艇大多數時候是在海面下航行。一些核動力潛艇甚至可以做到在海面下航行數月之久，普通的採用AIP技術的常規潛艇連續幾十天的水下航行也不成問題。在這種情況下，潛艇的外形就演變成為專門的水下航行外形。我們知道，水面航行和水下航行最大的阻力區別在於興波阻力和空氣阻力，這兩大阻力限制了水面艦艇的速度。而採用紡錘形設計的現代潛艇在水下由於缺少了這兩樣阻力的影響，其航速是高於水面航行的。

比如著名的蘇聯“帕帕”級潛艇，由於採用鈦合金材料，其水下航速達到驚人的44節，超過全球幾乎所有當時在役的水面艦艇的速度。

總的來說，潛艇航行時主要受到以下阻力，分別是：

興波阻力示意圖。

興波阻力跟船的外形、速度有關，船速越高，興波阻力所佔的比例越大，一些高速船的興波阻力可以佔到總阻力的一半，甚至更高。

而形狀阻力更容易理解了，比如：

上圖4種形狀，其阻力依次減少，最小的，也就是最後一種，它像水滴一樣，所以又叫水滴形外形，很多潛艇、核潛艇的外形都是水滴形的。

空氣阻力不用說，摩擦阻力就是海水與潛艇表面的摩擦。

知道上面的4種阻力後，我們就不難明白，為什麼潛艇在水面航速慢，而在水下卻很快的原因了。

原因是，如果潛艇在海面航行，那麼其受到的阻力是全部，也就是：興波阻力、形狀阻力、空氣阻力和摩擦阻力，一個也沒有落下。

但是在深水中潛行，那麼佔大頭的興波阻力沒有了，這極其重要，另外就是空氣阻力也沒有了。

只剩下摩擦阻力和形狀阻力。

而摩擦阻力，可以在表面採用特殊材料，進一步減少，這類似於奧運會上，游泳健將穿的那些泳衣。

形狀阻力，使用水滴形外觀，又可以減少到最小。

上圖是二戰時期的潛艇和現代潛艇的外觀對比，顯然，過去的潛艇外觀設計很落後。

像蘇聯K-222，它是世界上速度最快的核潛艇，水面航速35公里每小時，而水下時速卻高達82.8公里。

在大家印象當中潛艇彷彿就是在水下慢慢潛行伺機對敵人發動致命一擊的刺客型別艦船，應該是水面速度最快的，但是事實上現代潛艇的速度在水下反而是最快的，水面航速反而不如潛航狀態，這是為什麼呢？事實上正是因為水面附近的的阻力更大才無法提速。

潛艇，從名字看就知道它是專為水下潛航設計的，但是二戰時期的潛艇因為主要動力是柴油機，蓄電池需要上浮充電而且電量也不夠，所以潛艇大部分時間都是水面航行的，所以設計成船的樣子，這樣的設計在水面能有效克服阻力前進，但是一旦下潛，阻力就會劇增，所以二戰潛艇即使發動機超功率運轉也只能達到最高十幾節的水下航速。水面航速反而能達到二十多節。

但是到了現代，核潛艇的出現讓潛艇的水下續航時間出現了巨大延長，於是潛艇的外形設計開始偏向水下潛航，這催生了一批水滴型或者拉長水滴形的潛艇，這樣的潛艇在水下的阻力很小，所以航速大大提高，普遍最高能達到30節作用，俄羅斯的阿爾法級甚至能飆到最高42節的水下航速，但是水面航速反而只有20節作用。這個原因就是外形設計。在水下能賽艇的外形到了水面反而無法克服水面的興波阻力等阻力，航速自然不高了。這也是為了取得某種效能的上升不得不放棄其他效能的提現，畢竟現代潛艇大部分時間都在水下航行。

這個也不是絕對的，潛艇在被髮明以後的很長一段時間，水面航速都要遠遠大於水下航速的！例如一戰中最有名的德國U-35潛艇，其水面最高航速為17節/小時，水下最高航速為8節/小時，水面速度是水下速度的兩倍還多！時間來到冷戰，蘇聯在80年代建造的基洛級常規潛艇，水上航速10節/小時，而在水下潛航時速度可以超過17節/小時，可見這時候的潛艇水下速度已經大幅超越水上速度了。那到底是什麼造成了潛艇水上水下速度的變換呢？（一戰英國K型潛艇）

早期的潛艇其實更形象的說法應該是會潛水的軍艦，他們表面上和水面艦艇幾乎毫無分別，唯一的區別就是採用了全密封的內部艙室，並且有壓水倉負責潛艇的浮沉。而在外形上，早期潛艇不僅有完整的甲板，還有各種上層建築，他們的武器也甚至在上面還有各種口徑的防空炮，德國就曾經將著名的88毫米防空炮搬上了U型潛艇。像這樣一種充滿了各種突出部的船型潛艇，在水下的各種阻力肯定大到爆炸，所以早期潛艇水下速度慢也就不足為奇了。（蘇聯C級潛艇上大口徑的甲板炮）

而到了冷戰期間，隨著反潛手段的日新月異，潛艇越來越注重長時間潛伏水下的功夫，如何在水下保持高航速也成為不可忽視的問題。軍工專家們選擇以流線水滴形的的殼體代替早期的船型殼體，而這就成為了潛艇速度蛻變的關鍵所在！（蘇聯阿庫拉級核潛艇，連圍殼都與殼體融為一體）

流線水滴形艇體相比二戰之前的船型潛艇來說，艇體溼表面積（在水中艇體與水的接觸面積）要小很多，因此潛艇在水下的摩擦阻力要小上很多。而在水上航行時，由於潛艇的排水量和速度不斷增加，潛艇在同樣存在摩擦阻力的同時，興波阻力（船在水面航行時擊擊起的波浪由於壓力不均而對船體形成的阻力）大幅增加。所以總結來看，其實現代流線型殼體潛艇的水上阻力要遠遠大於水下阻力的。阻力小了，可是沒有功率強勁的發動機作為支撐那也是無濟於事，眾所周知，常規潛艇在水上浮航時可以使用後勁十足的柴油機作為動力，而在水下潛航時卻只能用電動機消耗電池的電力進行航行，在二戰之前，受制於相關技術的落後，電動機的功率一直提不上去，因此在水下速度也得到了很大限制。（德國一戰時U型艇動力艙）

冷戰期間，東西方的對抗直接推動了潛艇技術的飛速發展，不僅誕生了澎湃動力的核潛艇，也催生了各種各樣的常規動力潛艇，乃至於在水下也可以使用常規內燃機的AIP潛艇，正是因為多重因素的影響，潛艇的水下速度也是一日千里，最終超越了水面速度！

潛艇顧名思義是在水下航行的船隻，是潛水艇的簡稱。

潛艇的特點就是它的隱蔽性，能夠長期在水下航行而不被敵人發現，可以對地方目標發動突然打擊。由於潛艇在“暗處”，敵人的目標在明處，往往讓敵方猝不及防，打擊效果出奇的好。

但對於潛艇來說，它的航速也非常重要。滿足不了速度的要求，突襲效果就會大打折扣，尤其是在瞬息萬變的戰爭中，速度更是決定因素。

因為魚雷本身是一件速度並不快的武器，如果潛艇速度不快，加上速度同樣不快的魚雷，很有可能陷入看得見敵人卻打不著的窘境。

另外，一旦潛艇被巡洋艦/驅逐艦發現，潛艇的境遇會非常危險，大部分時間沒什麼還手能力。這個時候，潛艇的航速可就是性命攸關的大事了。

潛艇的速度除了和它採用的能源與發動機有關外，外形也非常重要。

最早的潛艇誕生在一戰前後，當時的潛艇外形多數採用的是線形設計。為了減小航行時遇到的水波阻力，潛艇的頂部設計成跟水面上航行的船隻的外形相似，潛艇內部有提高浮力的裝置，這種形狀的潛艇在水面航行時速度很快，但水下航行的速度卻相對較慢。

（一戰時的潛艇，不看密封的底部的話外表跟軍艦沒有太大區別）

但潛艇主要是用來水下航行的，這種潛艇顯然滿足不了現代作戰的要求。 隨著戰爭形式的變化，人們對潛艇水下航速的要求越來越高，一種嶄新外形的潛艇問世——

新型的潛艇取消了原來的魚脊形頭部，取而代之的是水滴形首部。

水滴型潛艇的特點是：潛艇頭部是紡錘造型形，潛艇的橫剖面幾乎都是圓的，這種潛艇是中間細細的小蠻腰，屁股尖尖的。這種水滴形潛艇的水下阻力小，水下航速就更上一層樓。可是凡事都有利弊，水滴形的潛艇水下跑快了，水面上的速度卻下降了。

因為這種造型的潛艇航行速度快的時候容易往上躥，專業術語叫“上浪”，同時頭部容易下沉，行話說是“埋首”。這種潛艇水面上的航行時的速度沒有在水下航行時的速度快。

常識告訴我們，物體行進時遇到的阻力大小是影響物速度的重要因素，阻力越大，速度越慢。按說水裡行進的物體比水面行進的物體遇到的阻力應該大得多，潛艇水中行進的速度應該是比水面上要慢才對。但有時候，現實會顛覆常識。

潛艇在水面航行時，決定潛艇航速的阻力都有什麼呢？

首先是潛艇和水面的摩擦阻力、然後是漩渦的阻力和波浪的阻力，還有突出體阻力和空氣的阻力，潛艇遇到的這幾種阻力越大，航行速度越慢。

可是當潛艇到了在水下時空氣阻力就沒了，而且潛艇潛伏越深，波浪產生的阻力就越小。往往是水面上無風三尺浪，水下卻是一潭死水，波瀾不驚。

這樣，在深水下的潛艇航速的阻力就只有摩擦阻力、突出阻力以及旋渦阻力了，而波浪阻力則小得可以忽略不計了。所以，採取水滴形形狀的潛艇，水面上航行的時速要比水下航行時要慢四分之一。因為他們在水下沒有突出阻力和漩渦阻力，但在水面上卻又巨大的波浪阻力。

採用這種設計的現代潛艇，以核潛艇為例，核潛艇的水下速度一般在每小時30海里時，水面航行的速度也就在每小時20海里左右。

其實，潛艇的特長就是“潛伏”，跑到水面上就等於暴露自己的行蹤，無異於自殺。只要不是醉駕，輕易不會跑到水面上。一戰時期之所以要注重水面航速，因為一戰時潛艇頂部有很多武器是需要在水面上使用的。而現代潛艇全部使用魚雷，並沒有什麼事情需要浮到水面上，潛艇水面上的航速就無關緊要了。

潛艇，顧名思義從它的名稱來看，就是要專門被設計成適合在水下航行的艦艇。但是這個也不是絕對的，潛艇在被髮明以後的很長一段時間內，水面航速都要遠遠大於水下航速的！

例如一戰中最有名的德國U-35潛艇，其水面最高航速為17節/小時，水下最高航速為8節/小時，水面速度是水下速度的兩倍還多！時間來到冷戰，蘇聯在80年代建造的基洛級常規潛艇，水上航速10節/小時，而在水下潛航時速度可以超過17節/小時，可見這時候的潛艇水下速度已經大幅超越水上速度了。那到底是什麼造成了潛艇水上水下速度的不一樣呢？

常規潛艇依靠柴油機作動力。由於柴油機需要依靠空氣，所以早期的潛艇使用柴油機只能在水面航行。二戰以後的常規潛艇通常都安裝有柴油機通氣管，潛艇可以在水下10米左右的通氣管深度使用柴油機，能夠以10節以上航速進行潛航。但柴油機只能在通氣管深度內使用，超過了這個深度，就不能使用柴油機航行，得改用電動機，在二戰之前，受制於相關技術的落後，電動機的功率一直提不上去，因此在水下速度也得到了很大限制。

由於現代潛艇使用的都是7葉大斜側螺旋槳，這種螺旋槳採用大葉設計，可以在相同推力的情況下降低轉速，以提高潛艇的安靜性，不過這種螺旋槳帶來的不便就是潛艇在水面時螺旋槳槳葉的一般會露出水面，從而大大地降低螺旋槳的推進效率。

潛艇在水下航行沒有興波阻力 （船在水面航行時擊擊起的波浪由於壓力不均而對船體形成的阻力），所以相同動力條件下的航速比在水面航行時高得多潛艇在水下以電機驅動可獲得10節以上的高速，現代先進潛艇甚至可以進行20節航速的水下電機航行。

此外，現代潛艇強調隱蔽性，船型設計以水滴形為主，已經不適合水面航行 。

現在最先進的常規潛艇，已經開始採用水下長航時輔助動力裝置（AIP動力），可以使用燃料電池或斯特林閉式迴圈發動機不依賴空氣進行水下長時間潛航，但實際的水下航速仍然有限。正是因為多重因素的影響，潛艇的水下速度也是一日千里，最終超越了水面速度！

和生物進化一樣，潛艇也在不斷進化中。如今的潛艇大部分時間都在水下活動，水下速度比水面速度更快。尤其是核潛艇，更是擁有水下30節以上的高速奔跑能力。

冷戰時期，蘇聯“阿爾法”級核潛艇是世界上航速最快的“大黑魚”，曾創造出水下39-41節的驚人航速，至今也無人超越。

▲蘇聯“阿爾法”級核潛艇

但二戰末期以前的潛艇可不是這樣，那時的潛艇水面航速遠大於水下航速。船型也和傳統水面艦艇差不多，從側面看上去就像一艘能下潛的驅逐艦。

比如德國VII型潛艇，水面航速17節，水下航速8節；更大的IX型潛艇水面航速18節，水下航速7節。同期的美國“小鯊魚”級潛艇也是傳統常規艇型，水面航速最大20.25節，水下航速8.75節。

▲改裝成海軍紀念館的VIIC型潛艇

從1944年德國21型潛艇服役開始，潛艇才真正成為以水下航行和作戰為主的兵器，水下航速也開始超過水麵航速，是現代潛艇的鼻祖。

21型潛艇裝備了通氣管，可在通氣管深度啟動柴油機，不必浮出水面。它大部分時間潛伏在水下，最大航速17.2節，超過水麵的15.6節航速。

▲21（XXI）型潛艇

導致這種變化的原因主要有兩種：

潛艇是艦船的一種，航行時也會遇到各種阻力，包括：興波阻力、摩擦阻力、粘壓阻力、附體阻力、空氣阻力、洶濤阻力、汙底阻力等等。

1、艦船在水面航行時興起波浪，改變船體表面壓力分佈產生興波阻力。

2、水有粘性，船體與水摩擦產生摩擦阻力。

3、船尾流漩渦導致船艏艉壓力差，產生粘壓阻力。

4、船體外部各種突出物造成附體阻力。

5、水面航行中也遇到空氣阻力，但空氣密度小，僅佔總阻力的2~4%。

▲船舶阻力圖

潛艇航行時，各阻力隨速度提高而迅速增大，興波阻力與航速的4~6次方成正比；摩擦阻力與航速的1.83次方成正比；粘壓阻力與航速的平方成正比。

低速行駛時，摩擦阻力、粘壓阻力佔比最大；高速行駛時，興波阻力迅速提升，成為阻力中最大的部分。要躲開興波阻力，一是使艦艇離開水面；二是潛入水中。離開水面就是現在流行的高速雙體船、小水線面雙體船、穿浪雙體船等等；潛入水中就是潛艇。

▲雙體船

潛艇在水下不產生水面波浪，興波阻力這個大魔頭就消失了，為提高航速帶來優勢。不過下潛後附體阻力和摩擦阻力大幅提高，所以為減小阻力，現代潛艇一改往日外形，進化出水滴型、雪茄型、鯨首型等流線形艇體。

同時大幅減少艇體表面突出物和排水孔、改善油漆效能、抑制生物附著，使表面光滑減小阻力，從而使潛艇水下航速大於水面航速。

▲德國214型潛艇的雪茄型外形

一戰及二戰初期時，潛艇大部分時間在水面航行，遇到目標時才使用高速接近、下潛、近距離發射魚雷摧毀、脫離的戰術。

它沒有通氣管不能在水下開啟柴油機，只用蓄電池高速航行1~2小時或更短時間就沒電了，所以一般都是以5~8節低速靜音航行，也能減小被敵人聲吶發現的機率。

後來盟軍大幅增強反潛力量，尤其是雷達發明後，在海面航行的德國潛艇很容易被反潛飛機發現遭受重大損失，所以德國海軍急需一種能在水下長時間潛航的潛艇。

▲21型潛艇伸出通氣管潛艇

1942年底，德國工程師瓦爾特開始在前期V80原型艇的基礎上研發21型潛艇。新潛艇使用通氣管和大功率電池組，可在通氣管深度開啟柴油機航行，同時為電池組充電。潛艇作戰方式由水上轉入水下，對水下航速也有了更高需求。

二戰後，潛艇隱身性越來越好，傳統反潛方式越來越難發現它，於是潛艇自身就成了最有效的反潛武器。兩艘潛艇在水下追逐競賽，是潛深、靜音和速度的綜合較量。

當時蘇聯在大潛深、高航速潛艇上成效卓著，壓的美軍抬不起頭來，後來美軍研發“洛杉磯”級核潛艇時也特意提高了航速。

▲通氣管深度航行的潛艇

再後來核動力登上潛艇，核潛艇絕大部分時間都需要上浮了，水下航速更成了重要指標。此外，核潛艇要為航母戰鬥群護航，要提前到前方清掃航路，為了跟上編隊也需要30節左右的水下航速。

綜上種種原因，現代潛艇水下航速比水面航速更快，代表了新作戰形式下的需求。

其實很簡單，就是針對性設計導致的結果。

水面航行和水下航行需要的外形是不同的，這點可以對比水面艦艇和潛艇的外形區別。或者更簡單一點，看看船的船艏部分。如圖所示，這個是提康德羅加級巡洋艦的圖片，可以看到船頭水線以下是圓頭，水線以上是尖頭。這樣的設計，當然是為了阻力更小。

潛艇要兼顧水下和水上航行兩種模式，能採用的方案有兩種，①學水面艦艇設計，追求水面高速。②採用圓頭（流線型）設計，追求水下高速。

事實表明，潛艇水面航行快慢無所謂，水下速度快慢是決定生死的事，所以潛艇設計都是採用圓頭（流線型）設計，水下速度更快。

（很多人以為不管什麼外形，在水面阻力都應該小一些，這個看法是錯誤的。採用流線性設計，可以保證潛艇在水下航行時，水流均勻的沿著潛艇表面從頭流到尾，阻力是最小的。如果在水面航行，船頭露出水面一半，船頭激起的波浪是需要消耗能量的，船高速行駛時。這種興波阻力可以佔總阻力的50%以上，潛艇設計沒有經過水麵航行最佳化，阻力更大）

流體力學、或者潛艇的技術突破，帶來的最大價值，潛航時間延長。不以降低自身的噪音，為前提的航速高，都是沒有實戰價值的。