發展沿革
研制背景
潛艇雖然能在水下悄悄地航行，但不能總呆在下面。電池用完了，潛艇就開不動；氧氣耗盡了，船員就沒法呼吸。所以在圍追堵截下，它們要麼浮出水面投降，要麼就因為跑不動了，更加容易被護衛艦、飛機們炸沉。
水下憋氣功力不足，主要是因為潛艇在水下的動力來源于電池，電池是靠柴油機充電的，而柴油機必須要用空氣才能工作。直到開發出了核動力，不需要空氣就能提供強大動力。核潛艇能在水下狂奔幾個月，可是它的造價非常昂貴。比如英國最新的“機敏級”造價至少20億美元而一艘常規潛艇不過3、4億。
潛艇設計師，特别是發動機設計師們想了很多辦法。比如給潛艇裝上氧氣瓶，潛航時就用它給柴油機供氣。這叫做閉式循環柴油機，很便宜，但在水下時噪音大。這對要求隐蔽的潛艇可不好。另外還有斯特林熱氣機、閉式循環汽輪機，噪音倒是低一些，但結構複雜，效率也不算高。
還有一種是燃料電池。說是電池，其實是一種獨特的發動機：容器裡裝一種特殊的材料，質子交換膜，兩側分别是正極和負極。如果給正極送入氧氣，負極送入氫氣，氫就會釋放電子，變成氫離子；氫離子穿過質子交換膜，去和正極的氧化合，變成水；電子則通過外面的電路流向正極，形成電流。
它就像一個化學反應容器，能讓氫和氧直接反應，産生電流，因此沒有什麼運動部件，也就不會産生噪音。神奇的是，它工作時不會産生二氧化碳等廢氣，而是水。更神奇的是，它的效率很高，理論上能把氫、氧中的所有能量都轉化成電。而閉式循環柴油機等設備，無論如何都會有大部分能量随着廢氣浪費掉。
技術發展
AIP系統的研制最早可上溯至1935年，第二次世界大戰中，德國嘗試在潛艇中使用過氧化氫作為柴油機的水下氧氣來源。
自從20世紀80年代以來，世界上不少國家對潛艇AIP系統給予了很大的關注，并相繼投入了大量的财力和人力開展研發，從而使AIP技術在最近20多年的時間裡得到迅速發展。經過研究、試制、陸地台架試驗，海上裝艇試驗等階段，AIP系統最終成功地裝備在新型潛艇上。
德國HDW船廠于1984年開始對燃料電池系統進行陸上試驗，然後是海上試驗，最後在1992年世界上第一種燃料電池AIP潛艇，212級潛艇。
技術特點
德國人就很喜歡這種技術。潛心研究多年後，他們開始醞釀以209級1200型潛艇為母型，加裝燃料電池。燃料電池和閉式循環柴油機等設備的共同之處就是，都不需要空氣，就可以推動潛艇前進，因此被人們稱為“不依賴空氣的推進系統”，簡稱——AIP系統，加裝燃料電池AIP系統後，常規潛艇可以在水中連續潛航2到3周，而過去它們隻能呆3到4天。如果用閉式循環柴油機等AIP系統，倒是也能憋那麼久，不過發動機的排氣，還有機械設備會産生噪音，不如燃料電池安靜。
各國發展
德國
德國212級潛艇從前往後共分四個艙室。第一，首艙，主要布置魚雷發射管，還可存放備用魚雷或供艇員居住。第二，指揮艙，全艙的中心艙室，聲呐、觀通、導航、操艇以及作戰指揮中心等部門全都布置在這裡，還有軍官居住艙。第三，燃料電池艙，主要布置燃料電池模塊。第四，動力艙，有潛艇的主機、推進電機以及相應輔助設備。
中國
海軍潛艇部隊在經過非常快速的發展後，其規模已明顯擴充。自2004年起，中國已建造了12艘041型潛艇。有美國專家認為，該型潛艇的建造總量将達到20艘。這種新裝備上已安裝了“不依賴空氣推進系統”(AIP系統)。與此同時，中國還在國際市場推銷041型的出口型号——S20，後者的排水量約為2300噸。
2015年，有媒體表示“中國船舶重工集團公司711研究所熱氣機事業部特種發動機團隊曆時近10年，研制成功擁有完全自主知識産權的新型發動機，與國外最先進的同類産品相比，功率提高了117%，屬世界首創，現已列入國家下一代艦船的應用計劃。”
由于無法找到穩定的艦艇供應者，台灣的潛艇部隊目前正面臨一系列難題。美國前總統布什曾在2001年時承諾，将向台灣提供8艘常規動力潛艇，但由于美企業早已停止生産非核動力潛艇，導緻美台之間的交易一直無法落實。至于歐洲國家，由于擔心遭受來自中國大陸的制裁，也不敢貿然向台出售潛艇。美國專家認為，解決這一難題的唯一出路是台灣發展本土的潛艇制造計劃。台防務部門領導人曾表示，美國有意與台方聯合生産潛艇。雖然這一消息的真實性還無法證實，但美國有可能會通過在潛艇研制方面向台提供援助的方式來強化對中國的遏制。
日本
此外，日本和澳大利亞兩國領導人也已商定将就聯合開發軍用裝備展開談判。據悉，首先被日澳列入聯合開發計劃的項目将與潛艇有關。在常規潛艇設計領域，日本是最為出色的國家之一，其潛艇的靜音效果在亞太地區首屈一指。
根據日本2011年發布的國防發展計劃，為了應對來自中國的威脅，日本海上自衛隊裝備的潛艇數量将由16艘增加至22艘。其最新型“蒼龍”級AIP潛艇的排水量為2900噸，配備川崎重工生産的4V-275R MK-III型“不依賴空氣推進系統”。目前，日本已裝備5艘“蒼龍”級潛艇，未來還将再建造5艘并将以每年1艘的速度交付。
韓國
韓國海軍的潛艇建造計劃分為三個階段。第一階段為2009—2010年，韓海軍共獲得9艘209/1200型潛艇(之後陸續加裝Sigma-40XP激光陀螺慣性導航系統)。目前，韓國已從德國霍瓦爾特-德意志造船廠購得生産許可證。韓海軍現已裝備三艘排水量1860噸的214型潛艇(配備有法國泰勒斯公司研制的SPHINX-D雷達)。此外，韓方還計劃裝備6艘配備德國西門子公司燃料電池的214型潛艇(首艇已于2013年8月下水)。
專家們認為，研制中的KSS-III型潛艇将成為韓國海軍裝備的威力最為強大的潛艇，其采購量将達9艘。首批KSS-III潛艇的交付時間将不早于2020年。該型潛艇預計将裝備“玄武-3”型巡航導彈。
東南亞
新加坡已于2013年12月2日與德國蒂森克虜伯海洋系統公司簽署了購買2艘218SG型常規潛艇的合同。按照約定，這2艘潛艇将從2020年開始交付。屆時，新加坡海軍可能會着手淘汰現役的3艘老式“挑戰者”潛艇。新海軍目前裝備的最為現代化的潛艇是在2011—2012年間從瑞典購得的2艘“射手”潛艇(排水量1500噸)。
有媒體報道稱，孟加拉國将向中國訂購兩艘二手035型“明”級常規潛艇。該項協議的總價值為2.06億美元，兩艘潛艇将在2019年之前交付。泰國也有意購買一批新型潛艇(中國方面曾向泰方推介過S20型潛艇)。
越南于2009年12月向俄羅斯訂購了6艘636.1型潛艇，合同總金額約20億美元。首批兩艘潛艇已于今年4月3日正式加入越海軍。其餘4艘潛艇将在2016年前交付完畢。這些潛艇均裝備“俱樂部-S”反艦系統(配備ZM-14E型反艦巡航導彈)，具備打擊陸地目标的能力。
南亞
韓國大宇造船海洋株式會社正在為印尼制造3艘209/1200型潛艇。這是韓國赢得的首份潛艇出口訂單。首批兩艘潛艇将在2019年前交貨，并取代印尼海軍現役的兩艘建造于上世紀70年代的老式潛艇。
印尼政府還希望發展本國的潛艇制造能力。據悉，印尼PT PAL公司将與韓方聯合制造第3艘209/1200型潛艇。印尼計劃将本國海軍潛艇的數量擴充至12艘。
印度海軍目前正計劃購買6艘“鲉魚”級常規潛艇。此外，印還将依托外方設計方案建造6艘75I型潛艇(能夠攜帶俄印聯合研制的“布拉莫斯”超音速巡航導彈)。
為了增強核潛艇部隊實力，印度還向俄羅斯租借了一艘971U型核潛艇(租期10年)。目前，俄印還在就再出租一艘該型潛艇進行談判(租期同樣為10年)。
印度自研的“殲敵者”号核潛艇已于2013年8月10日啟動核動力系統。目前，這艘排水量6000噸的潛艇正在進行海試。據預測，其将在今年正式裝備印度海軍。
2014年3月份，印度進行了K-4型潛射彈道導彈的發射試驗。該導彈射程3500千米，将裝備印國産核潛艇。此外，印方還在測試射程750千米的K-15型型潛射彈道導彈。
巴基斯坦
巴基斯坦國防部長曾在今年3月底與中國方面讨論了一系列海軍領域的合作項目，其中也包括采購常規動力潛艇。中方在2月份時曾宣布，巴基斯坦有意購買多達6艘的中國産潛艇(型号可能為S20)。
2015年，巴基斯坦海軍向中國采購8艘價值高達50億美元的AIP潛艇的消息，它的服役将會大大提高巴基斯坦海軍的水下作戰能力。一些分析人士表示，這将是兩國之間最大的軍售合同。
澳大利亞
根據澳大利亞國防部在2009年發布的國防“白皮書”，澳海軍未來将獲得12艘新型潛艇，以替換現役的6艘老式“柯林斯”潛艇。不過，澳政府正考慮減少新型潛艇的采購數量，同時對現役的老式潛艇進行全面的現代化改裝。澳國防部長宣稱，澳海軍将在2017年之前獲得3艘新型潛艇。
總體評價
從各種類型的AIP系統的試驗情況以及實際使用結果來看，裝備了AIP系統的常規潛艇，明顯地減少了，潛艇使用通氣管航行的時間，增加了潛艇的水下續航力，降低了潛艇的暴露率，彌補了常規潛艇水下續航力不足的重大缺陷。目前，在競争日益激烈的常規潛艇的國際市場上，沒有裝備AIP系統的潛艇，即使其他方面的性能出衆，也難再吸引買家掏腰包了。
AIP潛艇使得常規潛艇的作戰效能成倍提高，已經接近于“準”核潛艇。大多數國家的海軍受限于自身軍費和狹小的作戰海域買不起價格高昂的核潛艇，AIP潛艇就成了他們不錯的選擇。甯靜的大洋深處又将掀起一股躁動的暗流。
近年來，越來越多國家開始購置帶有AIP系統的潛艇或者對在役潛艇嵌加AIP獨立艙段，其潛艇作戰能力因此得到明顯加強。同時，AIP技術對于世界各國發展潛艇的政策也産生了不可低估的影響。AIP技術已經成為發展潛艇兵力國家的一個不容忽視的重要因素，如何對AIP技術予以定位及如何确定本國發展AIP技術的模式，日益引起許多國家的重視和思考。
2014年5月28日亞太地區各國目前裝備的潛艇數量已超過全球潛艇總量的過半數。
總體上講，在2014—2021年期間，亞太地區的潛艇市場規模将占到全球市場的23.8%。分析人士認為，目前在亞太地區集中了全球超過60%的潛艇。随着時間的推移，這一比例可能還會進一步提高。
獨門秘技
近年來，中國多型AIP（不依賴空氣動力系統）動力潛艇陸續服役，其性能據稱達到世界領先水平。然而由于潛艇技術的保密程度很高，中國AIP系統的具體參數從未有全面公開。最近，人民日報勞動節報道中提到中國“新型熱氣機”的功率比引進的國外産品提高117%，這是首次有公開消息提到中國斯特林發動機技術參數細節。這種先進的發動機将成為我軍新型AIP的“獨門秘技”。
