第二次世界大戰的太平洋戰爭，美日進行了空前的海天大戰，從飛機到艦艇打得不可開交。日本海軍在二戰期間設計建造的潛艇噸位多數較大，伊-400級更是無與倫比，是那時世界上最大的潛艇。1943年1月18日，伊-400號在吳縣海軍造船廠開工建造，伊-401號及伊-402號不久後在佐世保開工。

伊-400採用雙殼艇體，艇長122米，滿載排水量6560噸，最大乘員220人。艇上安裝4台7700馬力柴油機和2台1764千瓦電動機。伊-400的水面最大航速18.7節（水下最大航速6.5節），其航程是令人驚異的：由於具有超大容量的燃油箱，該級艇在14節航速下最大航程可達37500海里！最大下潛深度也達到了100米。雖然是當時最大的潛艇，但是卻可以通過巴拿馬運河，簡直就是為了攻擊美國本土的作戰計劃來量身打造的。

其設計十分特別，艦橋和指揮塔的位置不在甲板正中，而是左偏2.2米。為了平衡，右側擁有了巨大的機庫。這麼做的缺陷是顯而易見的，在以2節低速水下潛航時，潛艇必須7度右舵才能保持直線前進，魚雷攻擊時更是必須考慮艇體左轉和右轉半徑不一致的情況。特別是在潛艇進水的時候，如何保持艇體平衡更是關鍵的問題。不過在通常情況下，該級艇耐波性較好，完成緊急下潛動作僅須56秒。日本海軍在上世紀20年代末期，即進行了潛艇攜帶飛機作戰的研究，到第二次世界大戰期間，世界各國海軍中只有日本海軍的大型潛艇較多攜帶艇載機，執行偵察或校正彈道任務。伊-400型的設計思想萌發於1942年。1942年11月，從潛艇上起飛的一架偵察機，飛臨美國西海岸成功投擲了兩顆小型燃燒彈。受這次戰績的鼓舞，日本海軍開始建造伊-400型潛艇。

在伊-400的甲板上設計有一個35米長，直徑3.7米的密封機庫，在機庫下方右舷內外兩層殼體間有一個特殊的工作艙室用於檢修測試飛機發動機，旁邊是機載彈藥庫，可儲存4條航空魚雷、15枚炸彈以及航炮用的炮彈。耐壓殼體裡面還有一個彈藥庫，裝有更多的炮彈和潛艇自身使用的高射炮彈。機庫是這種龐大的「潛水航母」的核心部分，裡面可以容納3架摺疊起來的「晴嵐」式水上飛機。戰時這些水上飛機會從液壓艙門裡拖曳出來，在前甲板上組裝好，加油掛彈，最後用前甲板的一部26米長的蒸汽彈射器發射升空。任務完成後，飛機會降落在潛艇附近的海面上，用艇上的大馬力吊車回收入庫。

伊-400級潛艇是二戰期間唯一參加過實戰的「潛水航母」，自然也引起了美軍的興趣。戰後，伊-400號和伊-401號艇被運往美國進行分析研究，在美國人研究之後，就將其拆解沉海了。

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