Летающая подводная лодка должна быть эффективной и в воде, и в воздухе. И это при том, что вода в 775 раз плотнее воздуха.
Наибольшей технической проблемой является масса летающей субмарины. В соответствии с законом Архимеда, для нахождения под водой на постоянной глубине, масса вытесняемой субмариной воды должна быть равна массе самой субмарины. Это противоречит подходу к проектированию летательного аппарата, который гласит, что самолёт должен быть как можно легче.
Таким образом, чтобы самолёт смог находиться под водой, он должен увеличить свой вес примерно в четыре раза. В фюзеляже или в крыльях должны быть встроены большие водяные цистерны (до 30 % объёма самолёта), чтобы самолёт получил возможность погружаться, заполнив ёмкости балластной водой. В то же время, трудно создать мощные (и в то же время лёгкие) аккумулятор и электромотор для эффективного перемещения такой массы под водой.
Следующей серьёзной проблемой является значительное сопротивление воды на крылья при движении. Крылья не позволяют летающей субмарине развивать большу́ю скорость под водой. Другими словами, либо крылья должны убираться или отбрасываться, или следует устанавливать более мощный электромотор.
Далее, трудноразрешимой проблемой является давление воды на больших глубинах. На каждые 10 метров глубины давление вырастает на 1 атмосферу. Так, например, на глубине 25 метров давление составляет 2,5 атмосферы, а на глубине 50 метров уже 5 атмосфер. Это настолько значительные величины, что на таких глубинах давление не выдержит ни один обычный самолёт. Таким образом, чтобы противодействовать давлению необходимо значительно увеличить прочность, а следовательно — массу самолёта.
Если, например, летающая подводная лодка должна взлетать не с поверхности воды, как обычные гидросамолёты, а непосредственно из-под воды, то для подобного взлёта необходимы ещё более мощные двигатели.
Кроме того, при разработке необходимо также учитывать зачастую противоречащие друг другу требования аэродинамики и гидродинамики.
Дальнейшие разработки
Летающая подводная лодка всегда разрабатывалась на основе гидроплана, что в конце концов приводило к неудаче. Так же заканчивались все разработки таких двусредных транспортных средств как, например, экраноплан или Летающий автомобиль. И только в разработке амфибий был достигнут несомненный успех — внедрение в массовое производство.
Экспериментальная летающая подводная лодка в заливе Монтерей (штат Калифорния)
Другим подходом к проектированию выделяется подводный самолёт. В нём было применено иное решение, совершенно не оправдывающее своё название: разрабатывалась именно подводная лодка, которая «летает» в воде. Поскольку в таком решении совершенно не нужны балластные цистерны, лодка значительно легче вытесняемого ею объёма воды и потому неподвижная лодка стремится к всплытию. Крылья такой лодки создают эффект, обратный подъёмной силе — «утопляющую силу», но только тогда, когда лодка находится в движении. Таким образом, недостатком подобного технического решения является то, что лодка медленно погружается и только на небольшие глубины.
Подводная лодка-самолётоноситель
Решением, альтернативным летающим подводным лодкам, является подводный авианосец, скрытно доставляющий самолёты под водой.
Ещё одним решением может служить доставка миниатюрных подводных лодок самолётом-носителем.
