16世纪，真实意义的潜艇出现。1578年，英国数学家威廉·伯恩（WilliamBourne）著书《发明与设计》描述潜艇。1620年，首艘有文字记载的“可以潜水的船只”（submeriblevehicles）由荷兰裔英国人克尼利厄斯·雅布斯纵·戴博尔（CorneliusJacobszoonDrebbel）建成，主要即依据前者的设计，推进力由人力操作的橹产生。但有人认为那只是“缚在水面船只下方的一个铃铛状东西”，根本不能算潜艇。1620年至1624年，它有两种改良型在泰晤士河上进行实验。

史上第一艘用于军事的潜艇出现于美国独立战争。美国耶鲁大学的大卫·布什奈尔（DavidBushnell）建成海龟号（Turtle），通过脚踏阀门向水舱注水，可使艇潜至水下6米，能在水下停留约30分钟。艇上装有两个手摇曲柄螺旋桨，使艇获得3节左右的速度和操纵艇的升降。艇内有手操压力水泵，排出水舱内的水，使艇上浮。艇外携一个能用定时引信引爆的丨炸丨药包，可在艇内操纵系放于敌舰底部。内部仅容纳一人操作方向舵和螺旋桨。1776年，海龟号企图攻击英国皇家海军老鹰号（HMSEagle），虽未获成功，但开创了潜艇首次袭击军舰的尝试。

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