和生物進化一樣，潛艇也在不斷進化中。現在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：

一、潛艇阻力的變化。

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、水有黏性，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

所以興波阻力、摩擦阻力、粘壓阻力是船舶阻力的主要構成部分，其大小與航速、船型、表面粗糙情況等有關。對水面艦船來說附體阻力佔比不大，但潛艇有高聳的指揮台圍殼、前後水平舵、排水孔等突出物，所以附體阻力也是一個重要阻力來源。

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，一是使艦艇儘量離開水面；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、鯨首型等流線型艇體。

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

二、作戰需求變化。

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概率。

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。

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，代表了新作戰形勢下的需求。