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潛水艇的設(shè)計原理是借鑒了魚鰾。潛水艇是受到魚的啟發(fā)并發(fā)明的。魚有魚鰾可以上下起伏，而潛水艇是根據(jù)魚的結(jié)構(gòu)來設(shè)計制造的。潛水艇下水后是封閉的，它里面有個大柜子，大柜子可以控制它上下起伏。

魚體內(nèi)的鰾，在肌肉控制下能收縮或者膨脹。收縮時魚鰾體積變小，其內(nèi)氣體被排出，水的浮力變小，魚就沉入水中，反之亦然。受此啟發(fā)于是研發(fā)人員給潛艇也安裝了類似魚鰾的艙體，即主壓載水艙，通過注水、排水實現(xiàn)潛艇的下潛上浮。

大型潛艇多為圓柱形，船中部通常設(shè)立一個垂直結(jié)構(gòu)（艦橋），早期稱為指揮塔（指揮臺），內(nèi)有通訊、感應(yīng)器、潛望鏡和控制設(shè)備等。如今的深海潛艇或?qū)I(yè)潛艇常已無此設(shè)計。

潛艇最早可追溯到15-16世紀(jì)的列昂納多·達(dá)芬奇。據(jù)說他曾構(gòu)思可以水下航行的船，但這種能力向來被視為邪惡的，所以他沒有畫出設(shè)計圖。直至一戰(zhàn)前夕，潛艇仍被當(dāng)成非紳士風(fēng)度的武器，其被俘艇員可能被以海盜論處。