为了建造一艘像样的潜艇，霍兰从一开始就注意解决那些潜艇史上阻碍潜艇发展的问题。为此，他反复研究并数易方案，终于建成了他的第五艘潜艇--“潜水者”号。该艇长26米，拥有水面航行的推进装置--蒸汽机动力装置和水下潜航的推进装置--电动机。“潜水者”号由此成为了潜艇双推进系统的鼻祖。但是，美国海军部出于战争的需要，在“潜水者”号建造期间，就要求霍兰能够使“潜水者”号用于水面作战。但霍兰却认为，按照这种要求是不会制造出满意的潜艇的。于是，霍兰放弃了“潜水者”号的建造工作，归还了海军部的经费，开始用自己的钱来设计建造一艘新潜艇。1897年5月17日，时年56岁的霍兰终于成功地制造出了“霍兰－Ⅵ”号潜艇。该艇长15米，装有33.1千瓦（45马力）汽油发动机和以蓄电池为能源的电动机，是一艘采用双推进的最新潜艇。在水面航行时，以汽油发动机为动力，航速可达每小时7海里，续航力为1000海里。在水下潜航时，则以电动机为动力，航速可达每小时5海里，续航力50海里。该艇共有5名艇员，武器为一具艇首鱼雷发射管（有3枚鱼雷）和2门火炮（向前、向后各1门），火炮瞄准靠操纵潜艇艇体对准目标。该艇能在水下发射鱼雷，水上航行平衡，下潜迅速，机动灵活。这是霍兰一生中设计和建造出的最后一艘潜艇。为了纪念这位伟大的先驱者，人们将其称为“霍兰”号。双推进系统在该艇上的运用，使这艘潜艇取得了潜艇发展史上前所未有的成功，从而奠定了霍兰作为“现代潜艇之父”的地位。但是霍兰的成就并没有给他本人带来任何好处。由于美国海军部一些官员的偏见和挑剔，这艘潜艇不仅未被海军部采用，反而使这位大发明家受到了恶毒的嘲讽。无情的打击使时年63岁的霍兰愤然辞职。从此，一代潜艇巨匠被迫停止了其心爱的事业，并最终因肺炎病逝，终年73岁。
尽管“霍兰”号潜艇取得了辉煌的成就，但在19世纪末20世纪初，法国在潜艇这一领域也同处领先地位。1899年，由法国科学家劳贝夫设计的“纳维尔”号潜艇在法国下水。
“纳维尔”号与其他潜艇不同处，在于该艇在其内壳之外又包上了一层外壳。这使得“纳维尔”号既有一个酷似鱼雷艇似的外壳，又有一个按照潜艇要求设计的内壳，艇员及所有装备都装在耐压的内壳之中。内外壳之间的空间被充作压载水柜，并以此控制潜艇下潜和上浮。当该艇排除压载水柜中的水之后，即可像鱼雷艇一样具有良好的适航性，使得其水面航行的速度达每小时11海里，续航力为500海里；当压载水柜中注满水之后，“纳维尔”又将与早先潜艇一样，它的水下短距离航速可达每小时8海里，即使在水下航行数小时，其水下航速也可达每小时5海里。
不过，也有一种意见认为，双层壳体结构并非起源于“纳维尔”潜艇，而是由美国青年西蒙？莱克首创。19世纪90年代，西蒙？莱克由于受了法国著名科普作家儒勒？凡尔纳的科幻小说《海底两万里》的影响，单枪匹马地投入到潜艇的研究之中。
莱克从亲戚那里借来一笔钱，经过努力，于1893年建成了他的第一艘潜艇--“小亚古尔爸爸”号。“小亚古尔爸爸”号也许是潜艇史上自“海龟”艇以来最不像样的潜艇。它看上去像一个特大的木柜子，长42米，高15米。艇体以松木板内衬帆布垫建造而成。艇体上方有个小舱盖，艇底安有三个木头轮子（前面一个，后面两个）。轮子是由手摇曲柄带动行走的，“小亚古尔爸爸”艇与其他潜艇相比独具匠心。它没有用于注排水的羊皮口袋或水泵、水箱等，而是采用装载足够重的压载物使之沉到海底，接着在海底用轮子滚动推进，如果要上升到海面，只要把压载物抛掉，艇体即可上浮。
不过，莱克最初建造潜艇并非为了军事目的，而完全是被迷人的海底生物所吸引。他从建造“小亚古尔爸爸”号一开始，就想到能从潜艇中走出来，以便采集海底生物。所以他在潜艇中安装了空气压缩设备，并设置了一个空气闸舱。莱克使压缩空气设备所产生的空气压力与艇外海水压力相等，这样打开空气闸舱的舱门，人们便可以穿着潜水服从艇中走出来，而海水却不会涌进闸舱。人们将这种使海水不能涌进艇内而人能从艇的舱口自由进出的闸舱门叫做气门或水门。在气门的帮助下，莱克和他的伙伴，在迷人的纽约湾海底，采集了大量的海洋生物，度过了许多愉快的时光。
之后，莱克开始对“小亚古尔爸爸”号不断地进行改装，并于1897年完工。
改装后的潜艇命名为“亚古尔”号。该艇无论在水上或水下航行，都由一台22千瓦（30马力）的汽油发动机来推动前进。由于汽油发动机工作时需要空气，所以莱克在艇上装有可伸出水面的吸气管和排烟管，同时取消了固体压载物，而用压载水箱来带动潜艇的沉浮。为了改善潜艇的适航性，莱克又在吸气管和排烟管外包上一层外壳，使“亚古尔”号外形类似于现代潜艇上层建筑（即潜艇的指挥台）的第二层艇壳。经过改装后的“亚古尔”号潜艇的上浮与下潜都是较为稳定的，并能在一个适当的深度上将内燃机水下工作时所用的通气管伸出水面，从而延长了潜艇水下滞留时间。
1898年，“亚古尔”号潜艇仅靠自身的动力，从诺福克航行到了纽约，成了第一艘在公海远航的潜艇。莱克的第二艘潜艇“保护者”号也于1901年下水。他很想将潜艇奉献给自己祖国，用于对敌作战。莱克潜艇的最大特点就是艇员可以在水下自由出入潜艇，因此完全可派人进行水下作战、扫雷和布雷。但美国海军部却拒绝了莱克的好意。莱克只好到国外去寻求他自己的位置，从而埋没了一代潜艇发明家的才华。
19世纪的最后10年中，潜艇已成为至少是具有潜在威慑力量的武器了。但是由于当时的英国、美国等海军大国对潜艇仍持怀疑态度，总认为潜艇只不过是弱小国家用于偷袭的武器，为此阻碍了潜艇的发展。但是，当1898年法国的“古斯塔夫？齐德”号潜艇用鱼雷击沉了英国战列舰“马琴他”之后，英国人终于醒悟了，强烈要求英国政府赶快行动，以抗衡法国人正以惊人速度建造潜艇的海上新威胁。同样德国和俄国也在无意之中领悟到潜艇可能将成为一种实用性武器而投入到建造潜艇的热浪中。在第一次世界大战前几年的时间里，潜艇终于愈造愈大，愈造愈好，并且以前所未有的速度增加着。但是由于潜艇发展到此时，仍然开不快、行不远，鱼雷带得又很少，更因为不能在水下长期潜航，所以，它所担负的只能是保护本国海岸、在基地附近的巡逻的任务。
潜艇的构造
在辽阔的大海上，人们时常会看到忙碌的商船和威武的军舰，可是很少有人能够看到潜艇的样子，对于它的构造就很是知之甚少了。
一、潜艇的外形从外观上看，到目前为止的潜艇大致可以归纳为三种：常规型、水滴型和鲸鱼型。
常规型即传统的流线型艇体，基本上是由水面舰艇演变而来的，艇首较高而窄，形成尖而薄的艇艏部分。这种流线型艇体的潜艇水面航行性能较好，可以取得较大的水面航速，但不适于水下高速航行。因此，这种船体为早期以水上航行为主的潜艇所采用，现代潜艇已基本不采用了。
水滴型即整个艇体的形状像水滴。经过科学实验，在排水量相同的情况下，常规型的潜艇水下速度为6.74节，而水滴型的潜艇水下速度为8.75节。这就说明，水滴型的潜艇具有阻力小、速度快的特点，适合于水下航行。所以水下高速潜艇，特别是几乎所有的核潜艇均采用水滴型。鲸鱼型即除了首部为卵型椭圆截面外，其余截面为圆形，可以看做是由常规型的首部加上水滴型的船体和尾部混合而成的。这种船体把水滴型水下阻力小和常规型水上航行性能好的优点融为一体，为目前常规动力潜艇所广泛采用。
把潜艇作为一种军用武器来打击敌人的思想，是从19世纪开始的。当时朴素的设计思想是要隐蔽，即以水下为主。美国1898年建造的“霍兰”号潜艇，它的船体外型做成了回转体，长度宽度比仅为5∶1左右，单螺旋桨，上层建筑很少。这样的艇型从建筑形式上看，是体现水下为主的。但是在核动力装置出现以前，潜艇水下航行的动力问题一直没有得到很好解决。所以，人们后来逐渐否定了这种外形，而是更多地偏向于和水面舰艇相仿的外形，潜艇也就变成了一种可以下潜的水面军舰。但是在第二次世界大战中，这种潜艇遭到了惨重的打击，主要是在水面状态活动时被击沉的。二战以后，潜艇逐渐向水下发展，但基本上还是以水上为主，动力装置也仍然是柴电动力。
1948年以后，美国开始研究核动力装置在潜艇上的应用。但是在应用了核动力装置之后，潜艇的形状应该是什么样子的呢？这在当时引起了人们激烈的争论。美国第一艘核潜艇仍然采用了常规型的外形。与此同时，美国开始建造水滴型外形的潜艇，特别是“大青花鱼”号试验艇，用改变艇形阻力来增大航速的实验取得了良好的效果。于是，水滴型艇开始大量建造。目前，核潜艇几乎都采用水滴型艇型。常规动力潜艇由于使用柴油机--蓄电池作动力，不得不考虑水上航行对艇型的要求，所以目前大多采用鲸鱼型。
由于现代反潜兵力器材的高度发展，和潜艇潜航能力的提高，潜艇绝大部分时间都是处于水下机动，因此，水滴型艇体是核潜艇和高速潜艇的主要艇型。
水滴型潜艇，它的个子矮小，钝钝的头部，圆圆的身躯，尖尖的尾巴，既没有像商船那样美丽壮观的楼台，也没有水面军舰那种威风凛凛的雄姿，但它那又细又长的身躯，给人们以均匀、光滑的感觉；它在水上航行，既像一条鲸鱼，又像一条海豚，在大海中劈波斩浪。
有的国家还把水滴型外型规定为建造潜艇的标准外型。有的国家既考虑潜艇的水下航行，又适当照顾到水上航行的需要，采用了鲸鱼型。如意大利的“四脚蛇”级潜艇，法国的“日内瓦”级潜艇，德国的“209”级潜艇等，都是鲸鱼型。还有的国家为了在潜艇上安装更多的设备和导弹武器，采用了拉长的水滴型结构，就是将水滴型从中间断开，中间再加上一截圆柱形艇体。这种艇体最典型的是美国的“华盛顿”级潜艇。
二、坚固的壳体潜艇的壳体结构通常有三种形式--单壳体结构、双壳体结构和介于单双壳体之间的个半壳体结构。单壳体即潜艇只有耐压艇体，或最多在艇首、艇尾或上部设有非耐压结构；双壳体就是艇体由耐压艇体和非耐压艇体组成，在整个耐压艇体的外面，有一层非耐压艇体；个半壳体介于单双壳体之间，就是非耐压壳体只包围部分潜艇的耐压艇体，在耐压艇体的下部（靠近龙骨附近），没有非耐压艇体。
不管是单壳体结构、双壳体结构，还是介于两者之间的个半壳体结构，它们都有耐压艇体。那么什么是耐压艇体呢？
耐压艇体又叫固壳，是一个圆柱形的大筒子，在水下负责顶住海水的压力。耐压艇体是潜艇结构的基础，它的坚固程度是潜艇安全的保障，是战斗性能的重要体现。
大家都知道，水是有压力的。压力的大小是随着它的深度的变化而变化的。水深，压力就大；水浅，压力就小。物理学家作过计算，大约水深每增加10米，水的压力就增加1个大气压，也就是大约每平方厘米平面上增加1千克的压力。
如果潜艇下潜到300米，每平方厘米的耐压艇体上，就要承受约30千克的压力，假设潜艇壳体长度为50米，那么这时潜艇耐压艇体承受海水压力的总和就是18800千克。因此，潜艇耐压艇体必须有承受很高的强度和合理的形状，以及必要的支撑，才能承受海水的巨大压力。耐压艇体承受的压力大，潜艇就可以潜得深；潜艇潜得越深，在水下活动的范围就越大，机动性、隐蔽性就越好，越不容易被敌人发现，更能突然地对敌人进行攻击。
潜艇耐压艇体能够承受海水压力的最大深度，叫极限深度。潜艇下潜超过了这个深度，就有被海水压力压迫的危险。1963年4月10日，美国核潜艇“长尾鲨”号，在马萨诸塞州科特角以东220海里处航行时，发生了事故，潜艇失去操纵，一直下沉到海水深为2550米处，这大大超过了“长尾鲨”号潜艇400米的极限深度，艇客在下沉中被压坏，艇上人员无一幸存。可见潜艇的耐压艇体是多么的重要。
不管潜艇如何变化，但它的耐压艇体形状始终是圆柱形，这是为什么呢？这是因为圆柱形有两个好处：第一是承受压力的性能好。当受到海水压力时，整个圆柱体是均匀地受力，所以收缩也均匀，基本上能保持原来的形状。而其它形状受力往往不均匀，容易出现局部变形，也就容易损坏。第二是可以使潜艇获得较大的容积。根据几何学的原理，在周长相等的所有形状中，以圆的面积为最大。所以，圆柱形既可以节省建造材料，又可以得到较大的容积，因而可以多搭载一些设备、武器和燃料等。
