不仅如此，“海龟”号还是第一艘投入实战的潜艇。1776年9月7日深夜，美国陆军上士埃兹拉·李（当时美国还没有海军）奉命驾驶“海龟”号去攻击停泊在港内的一艘英国战舰“鹰”号。但因为“鹰”号船底包了铜，“海龟”号的攻击未能得手。在氧气即将耗尽的情况下，李上士只得浮出水面驾艇撤离。不巧的是，“海龟”号刚一浮出水面就被英国海军巡逻艇发现了。李上士急中生智，抛出并引爆了艇上携带的炸药包。炸药爆炸掀起了冲天水柱，吓得巡逻艇调头就跑。李上士趁机摆脱了追捕，驾驶着“海龟”号安全地返回了营地。虽然“海龟”号没有获得实际的战果，但却成功地对英军造成了心理震慑，港内英军战舰因为害怕遭到“喷火海怪”的袭击，而纷纷拔锚逃到港外。对此，当时的大陆联军总司令乔治·华盛顿，也称赞其是一次 “天才的尝试”。

　　在“海龟”号出击的八十多年后，美国陷入了内战泥潭，为了对抗实力强劲的北军，南军也祭出了潜艇这个法宝。当时，南军用一台大锅炉改装成了一艘长12米的雪茄形潜艇“亨利”号。由于块头较大，它需要由八个人共同操作。而它的武器是一个用60米长绳拽在艇尾的炸药包，攻击时，“亨利”号要从敌舰体下穿过，用拖带的炸药包去袭击敌舰船。

　　但在投入实战后，“亨利”号变成了一具不折不扣的潜水棺材，先后3次沉没，导致20多人死亡，其中还包括它的建造者霍勒斯·亨利。直到1864 年2月17日夜晚，“亨利”号第4次更换艇员，由南军中尉狄克逊担任艇长，向北军蒸汽炮舰“豪沙托尼克”号发起攻击。这次，“亨利”号成功引爆了炸药包并击沉了“豪沙托尼克”号。不过，“豪沙托尼克”号沉没时形成的涡流也把“亨利”号卷了进去，一起葬身海底。

　　20世纪初有了真正意义上的潜艇

　　1900年，世界上第一艘现代意义上的潜艇“霍兰”号下水，并进入美国海军服役。它长约15米，装有一台45马力的汽油发动机和以蓄电池为动力的电动机，水面速度为7海里/小时，理论续航能力为1000海里，水下速度为5海里/小时，续航50海里。该艇设计艇员为5人。具有水上航行平稳、水下能发射鱼雷、下潜上浮迅速、机动灵活等特点。

　　从“霍兰”号开始，潜艇的基本系统构成在此后一个多世纪中并没有根本性的变化。潜艇之所以能够潜入水中，依靠的首要设备是蓄水舱。当潜艇要下沉时，就打开阀门将水注入蓄水舱内，使潜艇的重量增加，以便潜艇下潜。相反，当潜艇需要上浮时，则用高压空气将蓄水舱内的海水排出舱外，减轻重量，以利上浮。但要让潜艇在水下的三维空间中自由行动，还需要用于控制方向的垂直舵，以及用于改变潜艇在水下深度和使潜艇保持在某一深度的水平舵。

　　与控制系统同样重要的就是潜艇的动力系统。尽管潜艇的雏形在18、19世纪就已经出现，但是蒸汽机体积庞大且无法在水下工作，因而直到内燃机和电动机出现后，潜艇技术才有了质的飞越。以“霍兰”号为例，该艇在水面航行时，主要用内燃机作为动力，同时内燃机带动发电机给潜艇上的蓄电池充电。潜艇转入水下航行时，内燃机停止工作，改由电动机驱动螺旋桨推动潜艇运行。同时，电动机还保障了艇上的生命维持系统和指挥控制系统的运行。

　　作为一种海军装备，潜艇的基本作战手段是鱼雷和水雷。一般潜艇都会在潜艇的前部和后部分别装置鱼雷发射管，以便向不同方向的目标发起攻击。早期潜艇因为技术条件的限制，往往采取水面航渡，发现目标后潜行接近，实施鱼雷攻击后，上浮水面后全速撤离的战术。潜艇上的鱼雷发射管不仅能发射鱼雷，还可以用于执行布设水雷，封锁敌军港口的任务。

　　两次大战中德国擅用“无限制潜艇战”

　　虽然美国抢走了第一个装备潜艇国家的头衔，但把潜艇战变成一种真正意义上的海军战略战术的却是德国人。

　　在第一次世界大战中，作为当时世界上唯一超级大国的英国，利用其强大的海上力量对德国展开了海上封锁作战，力图切断德国的海上物资补给，迫使德国人停止战争。为打破封锁，德国海军主力与英国皇家海军展开了空前绝后的日德兰大海战。但结果是德国苦心经营数十年的主力舰队仍然未能战胜皇家海军。形势迫使德国人另谋出路，最终他们把目光集中到了潜艇上。

　　起初，德国潜艇的主要作战目标还是英军的水面舰艇。1914年9月22日，德国U-9潜艇在一次作战行动中连续击沉英军“阿伯基尔”号、“克莱西”号和“胡格”号三艘轻巡洋舰，震惊了世界。

　　然而，随着英军对德国的海上封锁日趋加剧，德国潜艇的主要攻击目标转向了为英国提供后勤物资支援的运输船队。1915年2月4日，德皇威廉二世下诏宣布不列颠群岛周边海域为战区，自2月18日起，协约国在此海域的舰船将被无警告攻击，隐蔽在舰船中的英国舰船也不会幸免，事实上宣告，德国将进行以“不区分、不警告、不救援非战斗人员”为特征的无限制潜艇战。到1915年8月，在德国无限制潜艇战中被击沉舰船总吨位已达到了185000吨。从纯军事角度看，无限制潜艇战取得了非常惊人的成功，几乎把英国逼到了投降的境地。但不加区别的对中立国非军用船只的攻击，却让德国人的道义形象损失殆尽。尤其是1915年5月7日发生的“卢西塔尼亚号被击沉事件”，更是成为了促使美国参加一战的导火索。

　　当时，隶属英国卡纳德轮船公司的超级邮轮卢西塔尼亚号从纽约港启程返航英国，在爱尔兰附近海域遭到德国潜艇攻击沉没，1198名遇难者中有128名美国人。此次事件令原本对一战抱持孤立主义的美国社会群情激奋，要求对德宣战的呼声不断高涨，最终促成了美国的参战和德国的败亡。而一战后，“无限制潜艇战”也被国际公法所禁止。

　　然而，德国人并没有从中吸取教训，到了第二次世界大战中，德国人面对占据绝对优势的盟国海军再一次选择了“无限制潜艇战”。而且，在纳粹德国海军司令邓尼茨的指挥下，德国潜艇还采用了前所未有的狼群战术。这种战术的主要作战目标是盟军的运输船队：首先以单潜艇或侦察机搜索目标海域，发现盟军运输船队后先不发起攻击，而是一边跟踪船队，一边向总部通知其航行路线、规模、护航舰数量等信息，然后再以无线电通知邻近潜艇集结起来，在船队必经海域设伏。当运输船队进入伏击圈后，立即对其进行攻击，得手后马上分散撤退，以避免遭到对方舰队的报复性攻击。在战争初期，德国的潜艇战的确收效显著，但随着德军密码被盟军破译，以及雷达、声呐等先进电子侦搜手段的应用，德国潜艇的好日子到头了。二战结束前夕，德国潜艇部队已经风光不再，只有龟缩在港内等待末日来临。

　　但事实上，无限制潜艇战并非是德国人的专利。在二战中的太平洋战场上，美国人对日军也曾进行过无限制潜艇战。不过，由于日本海军偷袭珍珠港不宣而战在先，美国人的无限制潜艇战就变成了对日本战争犯罪的一种报复行为。在整个太平洋战争期间，日本55%的运输船只葬身于美国潜艇的攻击之下。