非大気依存推進

第二次世界大戦中、ドイツのウォルター社は、水中での酸素源として高濃度の過酸化水素を使用する潜水艦の実験を行った。これらの潜水艦は蒸気タービンを使用し、過マンガン酸カリウム触媒による過酸化水素の分解によって生成された蒸気／酸素雰囲気中でディーゼル燃料を燃焼させて加熱した蒸気を利用していた。

いくつかの試作艇が製造されたものの、実用的な戦闘艦艇へと発展することはなかった。欠点の一つは、燃料の不安定性と入手困難性であった。もう一つは、このシステムは水中での高速航行を可能にする一方で、燃料消費量が膨大であったことである。最初の艇であるV-80は、 50海里（93キロメートル）を航行するのに28トンの燃料を必要とし、最終設計もさほど改善されなかった。

戦後、第二次世界大戦末期に自沈したタイプ XVII 潜水艦U-1407が引き揚げられ、HMSメテオライトとしてイギリス海軍に再就役した。イギリスは 1950 年代後半に改良型を 2 隻建造し、​​HMSエクスプローラーとHMSエクスカリバーとした。メテオライトは危険で不安定だと乗組員に思われておらず、公式には 75% 安全とされていた。^{[ 7 ]}エクスカリバーとエクスプローラーの評判もさほど良くなく、これらの潜水艦はエクスクルシアターとエクスプローダーというあだ名で呼ばれていた。^{[ 8 ]}   

ソビエト連邦もこの技術の実験を行い、ウォルターエンジンに過酸化水素を利用した実験艇を1隻建造した。

米国はU-1406というXVII型潜水艦も受領し、2つのAIP潜水艦プロジェクトを開始した。プロジェクトSCB 66では、実験的な小型潜水艦X-1が開発され、1955年9月に進水した。当初は過酸化水素/ディーゼルエンジンとバッテリーシステムで駆動していたが、1957年5月20日に過酸化水素供給装置が爆発した。X -1は後にディーゼル電気式に改造された。^{[ 9 ] [ 10 ]}

2番目の米海軍プロジェクトは、1950年にSCB 67（後にSCB 67A）の下でフルサイズのAIP潜水艦を建造するものでした。SSXと命名されたこの潜水艦には、開発中の3つの推進プラントのうちの1つが搭載される予定でした。ウォルター開放サイクル過酸化水素プラント（アルトン）、液体酸素蒸気プラント（エリス）、AIPガスタービン（ウルヴァリン）です。1951年末までに、海軍は競合する原子力設計は遮蔽のために重量が増すものの、3つのAIPプラントよりもコンパクトであることに気づきました。SSXはSSNよりも約40フィート長くなります。SSNは、当時のAIP技術よりも静かで複雑ではない可能性が高いです。1952年までに原子炉の開発がかなり進んだため、SSX潜水艦はつなぎとして必要なくなるように見えました。このプロジェクトは1953年10月26日に中止されました。^{[ 11 ]}

当時、この技術の実験を行っていたことが知られているのはソ連と英国のみだったが、米国が潜水艦推進に十分な小型原子炉を開発したことで、両国ともこの技術を放棄した。その後、ドイツやスウェーデンなどの国々がAIP（非大気依存推進）の開発を再開することになる。

イギリスとソ連は魚雷推進剤としてこの方式を維持したが、イギリスはHMSシドン号の 悲劇を受けて急遽放棄した。この事故とロシアの潜水艦クルスク号 の沈没は、いずれも過酸化水素推進魚雷による事故が原因だった。

この技術は、水上では従来通り運転できる潜水艦用ディーゼルエンジンを使用するが、潜航時には酸化剤（通常は液体酸素として貯蔵されている）を供給することもできる。エンジンの金属は純酸素中では燃焼してしまうため、酸素は通常、リサイクルされた排気ガスで希釈される。エンジン始動時には、排気ガスの代わりにアルゴンが使用される。

1930年代後半、ソ連は閉鎖サイクルエンジンの実験を行い、REDOシステムを用いた小型M級艦艇を数隻建造したが、1941年のドイツ侵攻前に完成した艦艇はなかった。

第二次世界大戦中、ドイツ海軍はヴァルター過酸化水素システムに代わるものとしてこのようなシステムを実験し、XVII型UボートとXXVIIB型ゼーフント小型潜水艦の派生型であるXVIIK型とXXVIIK型をそれぞれ設計したが、いずれも終戦までに完成することはなかった。

戦後、ソ連は小型の650トン級ケベック級潜水艦を開発し、1953年から1956年にかけて30隻を建造した。これらの潜水艦は3基のディーゼルエンジンを搭載しており、うち2基は従来型、1基は液体酸素を使用するクローズドサイクル式であった。

ソ連のシステムでは、「単一推進システム」と呼ばれ、排気ガスを石灰ベースの化学吸収剤でろ過した後、酸素が添加された。潜水艦はシュノーケルを使用してディーゼルを運転することもできた。ケベックには3つの駆動軸があり、中央軸に32D 900 bhp (670 kW)ディーゼル、外側軸に2つのM-50P 700 bhp (520 kW)ディーゼルがあった。さらに、100 hp (75 kW)の「クリープ」モーターが中央軸に連結されていた。この潜水艦は、中央軸のディーゼルのみを使用して低速で運転することができた。^{[ 12 ]}      

液体酸素は永久に保存できないため、これらの潜水艦は基地から遠く離れて運用することはできなかった。危険だった。少なくとも7隻の潜水艦が爆発事故を起こし、そのうちの1隻であるM-256は爆発と火災の後沈没した。これらの潜水艦は、時折「タバコのライター」というあだ名で呼ばれた。^{[ 13 ]}この技術を使用した最後の潜水艦は1970年代初頭に解体された。

ドイツ海軍の旧型205型潜水艦U-1 （1967年進水）には、実験的な3,000馬力（2,200kW ）のエンジンが搭載されていた。  

フランスのMESMA（Module d'Energie Sous-Marin Autonome ：自律型潜水艦エネルギーモジュール）システムは、フランスの造船会社DCNSによって提供されています。MESMAは、アゴスタ90B級潜水艦とスコルペヌ級潜水艦に搭載可能です。これは基本的に、エタノールと酸素によって発生する熱を利用した、原子力推進システムの改良版です。具体的には、従来の蒸気タービン発電所が、エタノールと貯蔵された酸素の燃焼によって発生した蒸気を動力源として、60気圧の圧力下で稼働します。この加圧燃焼方式により、排気コンプレッサーを使用することなく、あらゆる深度で排気二酸化炭素を船外に排出することが可能です。

MESMAシステムは1基あたり約5,000万～6,000万ドルかかる。スコルペヌ級潜水艦に搭載する場合、潜水艦に8.3メートル（27フィート）、305トンの船体セクションを追加する必要があり、速度などの変数に応じて、潜水艦は21日以上水中で活動できる。^{[ 14 ] [ 15 ]}アゴスタ90Bでは、AIPシステムにより潜水艦は16日間水中で活動でき、航続距離は1,400海里（2,600 km、1,600マイル）となる。^{[ 6 ]}   

水中戦雑誌の記事では、「MESMAは他の代替案よりも高い出力を提供できるが、その固有効率は4つのAIP候補の中で最も低く、酸素消費率もそれに応じて高い」と指摘されている。^{[ 15 ]}

スウェーデンの造船会社コックムスは、スウェーデン海軍向けにゴットランド級潜水艦を3隻建造した。これらの潜水艦には、ディーゼル燃料と液体酸素を燃焼させて75kWの発電機を駆動し、推進力またはバッテリーの充電に利用する補助スターリングエンジンが搭載されている。1,500トンのこれらの潜水艦の水中航続時間は、 5ノット（5.8mph 、9.3km /h）で約14日間、航続距離は約1,700海里である。^{[ 6 ]}    

コックムス社は、スウェーデン海軍のヴェステルイェートランド級潜水艦にスターリングAIPプラグインセクションを搭載し、改修・アップグレードを行った。2隻（セーデルマンランドとエステルイェートランド）はスウェーデンでセーデルマンランド級として運用されており、他の2隻（アーチャーとソードマン）はシンガポールでアーチャー級として運用されている。

コックムス社は日本にもスターリングエンジンを納入した。日本の潜水艦10隻がスターリングエンジンを装備した。同型潜水艦の1番艦「そうりゅう」は2007年12月5日に進水し、2009年3月に海軍に引き渡された。同型潜水艦の11番艦は、スターリングエンジンを搭載せずリチウムイオン電池を搭載した最初の潜水艦である。^{[ 16 ]}この潜水艦はAIPで6500海里の航続距離を持ち、40日間潜航できる可能性がある。^{[ 6 ]}

スウェーデン海軍の新型ブレキンゲ級潜水艦は、スターリングAIPシステムを主動力源としている。AIPシステム使用時の潜航時間は、5ノットの速度で18日以上となる。

シーメンスは、燃料と酸化剤からの化学エネルギーを電気に変換する装置である、30～50キロワットの燃料電池ユニットを開発しました。燃料電池は、化学反応を維持するために、加圧タンクで船内に搭載された燃料（水素など）と酸素の継続的な供給源を必要とする点で、バッテリーとは異なります。これらのユニットのうち9基が、ドイツ海軍の212A型潜水艦の1番艦である、ハウアルツヴェルケ・ドイチェ・ヴェルフトAGの1,830トン潜水艦U-31に組み込まれています。このクラスの他の潜水艦と、HDWのAIP搭載輸出潜水艦であるドルフィン級、209型改良型、214型は、同じくシーメンス製の120kW （160馬力）モジュールを2基使用しています。 ^{[ 17 ]} 212型潜水艦は21日間潜航できます。そのような潜水艦の1隻は、2016年にAIPのみで1600海里の航海を行った。^{[ 6 ]} Howaldtswerke Deutsche Werft AGの輸出活動の成功後、いくつかの造船所が潜水艦用の燃料電池補助装置を開発したが、2008年時点では  このような装備を備えた潜水艦の契約を結んでいる造船所は他にない。

スペイン海軍のS-80級に搭載されているAIPは、バイオエタノールを高純度水素に変換する反応室と複数の中間コプロックス反応器からなるバイオエタノール処理装置（アベンゴアのハイナーグリーン社製）に基づいている。出力はコリンズ・エアロスペース社製の燃料電池（スペースシャトルにも燃料電池を供給している）に供給される。改質器には燃料としてバイオエタノールと酸素（高圧極低温タンクに液体として貯蔵）が供給され、副産物として水素が生成される。生成された水素とさらに酸素が燃料電池に供給される。^{[ 18 ]}

中国はAIP潜水艦用の燃料電池エンジンを研究している。大連化学物理研究所は 100kWと1MWの燃料電池エンジンを開発したと報じられている 。^{[ 19 ]}

インド国防研究開発機構の海軍材料研究所は、ラーセン＆トゥブロおよびサーマックスと共同で、スコルペヌ級潜水艦の設計に基づくカルヴァリ級潜水艦の動力源として、 270キロワットのリン酸燃料電池（PAFC）を開発した。6隻のカルヴァリ級潜水艦はすべて、最初の改修時にAIPが後付けされる予定である。これは、水素化ホウ素ナトリウムから生成された水素と貯蔵された酸素を、電解質として作用するリン酸と反応させることで発電する。 ^{[ 20 ] [ 21 ] [ 22 ]}

ポルトガル海軍のトリデンテ級潜水艦も燃料電池を搭載している。