發展沿革
早在第二次世界大戰期間，為了保證潛艇獲得更好的隱蔽性和水下航行能力以便使潛艇能夠發揮更大的突擊作用，同時為了保證潛艇在敵人反潛兵力攻擊下的安全性，世界各國的潛艇設計師絞盡了腦汁。德國海軍在這方面捷足先登，最先成功地研製了潛艇通氣管裝置，並且在1944年建造的U-XXI型潛艇上首次裝備了通氣管裝置。儘管德國海軍最終沒有來得及把裝備通氣管裝置的U-XXI型潛艇有效地投入戰爭，但是德國潛艇的通氣管裝置卻對戰後世界各國潛艇技術的發展產生了巨大的影響。
潛艇通氣管裝置有一個進氣管和一個排氣管。當潛艇處於潛望鏡深度時，利用露出水面的進氣管把外界的空氣抽入潛艇內部以供艇員和艇上的柴油機使用。而排氣管的作用是把柴油機工作時產生的廢氣導出艇外。早期的通氣管裝置是一個具有固定長度的進氣、排氣組合桅桿，在不使用時，這根組合桅桿縱向平倒放置在潛艇外殼上。當潛艇需要使用通氣管裝置系統時，利用液壓使其直立起來，然後使其根部轉動，再用鎖緊銷將其固定在指揮台圍殼的後部。在進氣管的頂部有一個浮動機構，其原理頗像廁所抽水馬桶里的浮球原理。當桅桿處於水中時，浮動機構會自動關閉並將進氣管阻塞，使外界的海水不至於通過進氣管進入潛艇艇內。當桅桿露出水面時，該浮動機構可自行打開，使進氣管與外界連通。此時，殘留在進氣管中的海水被導出而流入艇上的輔助壓載水艙。然後，艇上的柴油機便可以在通氣管狀態進行工作了。這時，柴油機的排氣壓力便可以把排氣管中的海水吹除出去。
技術特點
早期的通氣管裝置的缺點主要是與進氣管有關的一些設備比較落後。在艇上的柴油機開始工作之前，首先需要把進氣管中殘留的少量海水排除掉。 這樣一來，通氣管裝置的桅桿便要在海面上暴露比較長的時間，從而增加了被敵人探測到的幾率。而要使伸出海面的通氣管裝置的桅桿從海面上消失，只有通過整個潛艇增大下潛深度的辦法實現，要做到這一點仍然需要一定的時間。另外，早期的通氣管裝置對艇上的柴油機的工作速度也有一定的限制，以便防止把艇內的空氣大量抽吸到艇外，從而造成艇內人員處於缺氧狀態。總之，早期的通氣管裝置雖然解決了潛艇的隱蔽性問題，但是卻使潛艇性能的發揮受到了一定的限制。
現代通氣管裝置中的進氣管桅桿和排氣管桅桿都是可升降的，且升降高度還可調節。在設計時，一般把進氣管和排氣管組合在一起並布置在流線型的指揮台圍殼內，進氣口則設在進氣管的頂部。當潛艇利用通氣管裝置對蓄電池充電時，一旦發現敵人的雷達正在探測，進氣管的桅桿能迅速降低並停止對蓄電池充電。
如果把進氣管單獨裝設在一個專用桅桿上，那么進氣管就會提供更大的空氣流量。英國海軍70年代建造的“奧伯龍”級常規動力潛艇進氣管的效率非常高，可在進氣管桅桿的暴露率為50%的情況下使不增壓的柴油機進行工作。另外，該級潛艇的進氣管的升起和降下非常迅速。這樣，進氣管桅桿便能產生許多間斷性的雷達反射信號，使敵人的探測雷達難以對其進行連續的探測和定位。由於裝備了這種進氣管桅桿，即使在敵人實施空中嚴密警戒的情況下，潛艇仍然可適當開展活動。
技術要點
潛艇使用通氣管裝置航行，有時可能會造成艇內暫時低氣壓和缺氧。因此許多國家的潛艇都在艇內各相應的位置上裝設了帶有綠色、棕色和紅色扇形標記的氣壓表，這種氣壓表能表示出艇員對艇上真空狀態的忍受程度。當氣壓表的指針在紅色標記區時，即表示艇上的真空狀態已經達到了艇員可以忍受的極限狀態，此時潛艇必須立即停止使用通氣管裝置。
另外，在海面上有風的天氣中，潛艇利用通氣管裝置進行航行時，應根據風向來選擇潛艇的航向，這樣可以防止艇上柴油機所排出的充滿一氧化碳的廢氣從進氣管倒灌進艇內。由此看來，當潛艇在通氣管狀態下航行時，必須具有充分的保護措施。否則的話，則容易發生意想不到的事故。
總體評價
潛艇上的通氣管裝置系統在世界潛艇發展史上具有重要的意義，它是潛艇核動力裝置被研製成功之前在潛艇技術發展史上最重要的一次革命。如果沒有通氣管裝置，可能常規動力潛艇這個艦種早就被淘汰了。通氣管裝置的問世，使得常規動力潛艇煥發了新的生機，延續了常規動力潛艇這個艦種的壽命，並且使得常規動力潛艇直到21世紀仍然在發揮著重要的作用。此外，核潛艇雖然可以長期地在水下保持隱蔽航行，但是核潛艇通常也都裝備了通氣管裝置，以便核潛艇上應急柴油機使用或者當核潛艇上的大氣環境控制設備出現故障時換氣使用。
