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潜水艦のシュノーケルは、潜水艦のエンジンが水面下でも作動し、水面上から空気を取り込むことを可能にする装置である。イギリス海軍の隊員はこれを「スノート」と呼ぶことが多い。オランダの技術者によって考案されたこの概念は、第二次世界大戦末期にドイツのUボートで広く使用され、ドイツのUボートでは「シュノーケル」として知られていた。[ 1 ]
原子力の出現までは、潜水艦はほとんどの場合水上で活動し、回避または昼間の攻撃のためにのみ潜航するように設計されていました。 1940年以降にレーダーが広く使用されるようになるまでは、ソナーは水中の船を探知できますが、水上艦艇に対してはほとんど役に立たないため、夜間は潜水艦は水上の方が潜航しているよりも安全でした。しかし、戦争が進むにつれてレーダーが継続的に改良されたため、潜水艦（特に大西洋の戦いにおけるドイツのUボート）は、わずか数ノットの速度と非常に限られた航続距離しか得られない電気モーターで航行しながら、水中でより多くの時間を過ごすことを余儀なくされました。[ 2 ]
米海軍は1909年5月に、エンジンの吸気口を潜望鏡から1フィート以内まで伸ばすという、シュノーケルのような単純なアイデアを承認したが、結局何も実現しなかった。1914年6月、JG RSエドワーズ中尉は、潜望鏡深度で潜航中にエンジンの排気を背圧に逆らってビルジを通してエンジンに空気を供給する、潜望鏡のような呼吸管を提案した。これもまた、提案の域を出なかった。[ 3 ]
初期の潜水艦用シュノーケルは、第一次世界大戦中の1916年という早い時期に、スコットランドのグリーノックにあるスコッツ造船・エンジニアリング社の副支配人であったジェームズ・リチャードソンによって設計された。同社はこの設計で英国特許を取得したが[ 4 ] 、その後は使用されなかった。英国海軍本部が王立海軍での使用を認めなかったためである[ 5 ] 。
1926年11月、イタリア海軍技術部隊のペリクレ・フェレッティ大佐は、潜水艦H3に換気パイプを設置して試験を行った。試験は概ね成功し、同様のシステムがシレナ級潜水艦用に設計されたが、最終的には破棄された。その後のシュノーケルシステムはフェレッティの設計に基づくものではなかった。[ 6 ] [ 7 ]
オランダ海軍は、潜水艦O-19とO-20で、潜望鏡深度でディーゼル推進を可能にし、同時にバッテリーを充電するシンプルなパイプシステムを1938年には既に実験していた。このシステムはオランダ人のヤン・ヤコブ・ウィチャーズによって設計された。[ 8 ]オランダのO-21級潜水艦には、スナイバー（スニファー）と呼ばれる同様の装置が装備されていた。
ドイツは1940年にオランダを破り、 O-25とO-26を鹵獲したことは、ドイツ海軍（Kriegsmarine）にとって幸運だった。Kriegsmarineは当初、シュノーケルを潜水艦内に新鮮な空気を取り込む手段と考えていたが、水中でのディーゼルエンジンの稼働は必要としていなかった。しかし、1943年までにUボートの損失が増加したため、 VIIC級とIXC級にシュノーケルが後付けされ、新型のXXI型とXXIII型にも設計に組み込まれた。
ドイツ海軍で初めてシュノーケルを装備した潜水艦はU-58で、1943年夏にバルト海でその装置の実験が行われた。実戦配備は1944年初頭に始まり、同年6月までにフランス基地に配備された潜水艦の約半数にシュノーケルが装備された。
VII型Uボートでは、シュノーケルは前方に折り畳まれ、船体左舷側のくぼみに格納されていたが、IX型ではそのくぼみは右舷側にあった。XXI型とXXIII型はどちらも、潜望鏡近くの司令塔を貫通して垂直に伸びる伸縮式マストを備えていた。
シュノーケルのおかげで潜水艦は潜航中にディーゼルエンジンを使用できたものの、その使用には限界や問題点があった。
シュノーケルを上げた状態のUボートは、チューブの損傷や破損を防ぐため、速度が6ノットに制限されていた。水中聴音装置（ Gruppenhorchgerät）は、ディーゼルエンジンを水中で稼働させている間は役に立たなかった。
しかし、シュノーケルの使用によって生じた最も劇的な影響は、潜水艦内に部分的な真空状態を作り出す能力でした。初期のシュノーケルには、（波からの海水がディーゼルエンジンに吸い込まれるのを防ぐため）自動ボールコックバルブが取り付けられており、荒天時にはこれが急に閉じて、エンジンが潜水艦内部から空気を急速に吸い込むことを余儀なくされました。圧力の急激な低下により、乗組員は耳に激しい痛みを感じ、鼓膜が破裂することもありました。その後、大気圧によってボールコックバルブがしっかりと閉じられ、潜水艦はディーゼルエンジンを停止して浮上せざるを得なくなりました。[ 9 ]この工学的問題は現代の潜水艦にも依然として存在しますが、急激な圧力低下が検出されると潜水艦のエンジンを停止させる高真空遮断センサーを使用することで、その影響は軽減されています。同様に、現代のシュノーケルはフェイルセーフ設計になっています。電気回路が圧縮空気システムを制御し、強力なバネの引力に抗して「ヘッドバルブ」を開いたままにします。波が露出した接点に打ち寄せると、制御回路が遮断され、圧縮空気が放出されてヘッドバルブが勢いよく閉じます。接点が再び水面から離れると、圧縮空気によってバルブは直ちに再び開きます。
シュノーケルはガスを吸い込んで排出するように設計されていたため、潜水艦のディーゼル排気ガスは水面から約4.5 km (2.8 mi)の距離まで視認できた。[ 10 ]また、「ペリスコープフェザー」（シュノーケルや潜望鏡が水中を移動することによって生じる波）は穏やかな海でも視認できる。第二次世界大戦の大西洋の戦いの初期、 1940 年の試験では、モデル 271 レーダー装置を使用したイギリスの艦船が、800 m (0.50 mi)の距離で潜水艦の潜望鏡を探知することができた。[ 11 ]