德國海軍現役潛艇部隊規模不大,僅包括6艘212A型AIP潛艇。 回溯德國潛艇發展歷程,其潛艇製造歷史悠久,1905年即建成首艘潛艇,兩次世界大戰期間德國潛艇出現井噴式發展,先後建造了近2000艘各型潛艇投入作戰,並在戰爭中發揮了十分重要的作用,使德國成為世界上為數不多擁有潛艇實戰經驗的國家之一。 戰後,德國作為戰敗國,潛艇建造遭遇限制,隨後回歸平穩發展,集中打造常規潛艇精品。 縱觀德國潛艇百年發展史,雖然歷經大起大落,但其間一直沒有放棄對潛艇研製的執著與專注,其在潛艇技術方面的成就一直引領著世界潛艇發展,潛艇設計思想和建造技術得到世界各國海軍的肯定,尤其在潛艇隱身技術、AIP技術方面為當代常規潛艇技術發展樹立了標杆,在世界潛艇發展史上有著舉足輕重的地位。
▲212型艇是世界上首型裝備燃料電池的AIP潛艇，
開創潛艇螺旋式發展建造理念
受爭奪世界霸權對外擴張政策驅使,德國將潛艇視為海上力量發展的突破口,實現了潛艇的從無到有,並開創性運了用潛艇螺旋式發展理念。
德國潛艇發展不算最早,19世紀末期,美、沙俄、法、意等國相繼興起發明潛艇的熱潮,紛紛推出各種潛艇設計,但德國認為潛艇是一型弱小的防禦性武器,從德國沿海地形特點以及港口的地理環境特徵來看,德國需要的是戰列艦和巡洋艦等大型進攻性艦艇。 而且當時的潛艇動力裝置為汽油發動機,穩定性差,安全隱患多。 因此德國在潛艇發展上沒有盲目隨波逐流,而是持著謹慎消極的態度。
1903年,德意志造船廠憑藉較強的艦艇建造能力,自籌資金建造了一艘試驗性潛艇,命名“鱒魚”號,艇長13米,排水量15.5噸。 在嘗試性建造潛艇之後,1904年德國成立潛艇建造辦公室,開始設計建造德國第一艘真正意義上的潛艇U-1艇。 U-1艇採用典型的雙殼體結構,水下排水量283噸,最大下潛深度30米,以煤油發動機為動力,水下航速8.7節,裝備1具450毫米魚雷發射管,攜帶3枚魚雷。
第二艘U-2艇,從主尺度和排水量上均有了相應提高,排水量430噸,裝備2台600馬力煤油發動機,水面航速提高到13.2節,裝備2具魚雷發射管,但仍然存在航行性能差,無法適應遠航作戰的弱點,仍舊無法滿足德國海軍需求。
為了與英、法潛艇進行技術競賽,德國投入更大財力和物力繼續發展潛艇。 1907年制定了一項20艘U-3潛艇計畫。 為了確保能夠及時應用同時代同步發展的潛艇技術,德國海軍在U-3級潛艇上按照分批次建造,力爭潛艇總體性能逐批次改進。 期間在U-3艇上陸續實現了增加噸位,增加航速和續航力,提高適航性,安裝甲板炮,增加增大口徑魚雷發射管,變革動力系統等技術突破。
由此,德國海軍依靠本國強大的艦艇建造經驗,在較短時間內就實現了潛艇從無到有,並且創新性運用了潛艇螺旋發展的建造理念,實現了不同批次潛艇性能逐步提升,這種方式至今在世界造船業內仍廣泛採用。
德國潛艇發展的鼎盛期
德國潛艇的發展和戰爭密切相關,兩次世界大戰的爆發,促進了德國潛艇製造走向鼎盛。一戰爆發前,德國曾計畫建造26個型號、900艘潛艇,但沒有完全落實。1914年一戰爆發時,僅建成了28艘U型潛艇,另有16艘在建。戰時,德國為了利用大量潛艇在北海和英國附近海域攻擊英國的軍艦和商船,打破英國海上封鎖,制定了加速建造潛艇的應急計畫,動員全國工業生產能力,全力以赴批量建造潛艇,迅速建成了更多潛艇投入戰爭。一戰期間共有354艘德國潛艇參戰。其中典型潛艇包括大型遠洋潛艇U-139、中型機動潛艇U-B、小型佈雷潛艇U-C。
U-139型潛艇是德國一戰期間建造的最大型潛艇,長97.5米,水下排水量達2758噸,續航力可達20000海裡。安裝6具5000毫米魚雷發射管,其中艇艏4具,艇艉2具,還配備了2座150毫米火炮。原計劃建造40艘,但是到1918年一戰結束實際只建成了4艘。該型潛艇彰顯出了德國卓越的潛艇建造水準,表明了其一戰期間就具備大型潛艇建造能力。U-B型潛艇是一戰時期的德國海上主力,水下排水量651噸,水面航速6節的情況下續航力9040海裡。油艙容積增大,潛艇活動範圍亦擴大,具有更加出色的機動性,且兼具遠海航行和近海機動作戰能力,共建造了140艘。U-C型潛艇是小型佈雷潛艇,排水量較小,水下排水量183噸,未安裝魚雷發射管,裝備了6具水雷布放管,每艇攜帶12枚水雷。後期增加了主尺度和排水量,使攜帶水雷數量增加到16枚,並安裝魚雷發射管,可攜帶7枚魚雷,並安裝了1座88毫米火炮。
一戰結束後,德國作為戰敗國,受《凡爾賽和約》限制不能裝備潛艇或建造出口型潛艇。通過在國外秘密為用戶建造潛艇,德國保留了一定數量的專家,同時為後來的潛艇建造積累經驗。1935年,為了對抗蘇聯,協約國縱容希特勒公然撕毀和約,德國轉而公開發展潛艇。當年6月即下水了戰後第一艘潛艇U-1,成立了“威迪根”潛艇隊,標誌著德國潛艇部隊的復活,從而開啟了德國潛艇的第二個發展鼎盛期。1939年二戰爆發時,德國已經建造了57艘潛艇。整個二戰期間,德國共有1131艘潛艇投入戰爭,以潛艇數量多的優勢採取了“狼群”戰術,取得了輝煌的戰果,並不斷優化改進潛艇設計,率先實現了潛艇動力系統、隱身技術、艇體設計上的重大突破,對戰後世界各國潛艇發展產生了巨大的影響和推動作用。代表潛艇主要有U-II型、U-VII型、U-IX型、U-XVII型。
U-II型潛艇作為德國一戰結束之後建造的首批潛艇,在繼承一戰時期德國潛艇特點的基礎上改進優化潛艇性能,排水量增加到364噸,水面航速12節時續航力3450海裡,下潛深度150米,水面最大航速13節,裝載5枚魚雷,增強了潛艇攻擊力,使德國具備了遠洋作戰能力,不再局限于北海作戰,活動範圍擴展到英國西海岸和比斯開灣一帶海域。
U-VII型潛艇水下排水量增加到871噸,裝備2台MWM柴油機,水面航速提高到16節,具有了出色的機動性,增加燃油艙容積,續航力可達到10000海裡,攻擊能力比較優秀,綜合性能基本滿足了德國海軍作戰要求。該型艇在二戰初期通過“狼群”戰術幫助德國取得多項驕人戰績,是名副其實的海上主力。德國在建造中型潛艇的同時,也沒有放棄遠洋攻擊型潛艇。二戰爆發前,德國就建造了U-IX級遠洋潛艇,共研製了5型194艘,最大排水量1257噸,可搭載24枚魚雷,增大了艇員生活空間,增加了燃料艙容積,續航力達到13850海裡。該艇還裝備了特殊的通信設備,可作為海上移動指揮中心。
二戰後期,英國針對德國潛艇研製出多種反潛裝備,包括聲納、雷達、探照燈等,加強了潛艇隱身性能,增加水下續航力。其中最突出的是“沃爾特”汽輪機裝置的運用,為戰後常規潛艇AIP的研製起到了很大推動作用。該裝置利用過氧化氫,能在封閉環境下產生氧氣供動力裝置使用,使潛艇能在水下進行長時間的連續潛航。1944年,德國建成了裝備“沃爾特”裝置的U-XVII型潛艇,水下排水量350噸,水面航行時使用柴油機,水下高速航行時則使用“沃爾特”裝置,成為AIP混合動力潛艇的雛形,使潛艇水下航速達到了21.5節。1943年德國研製出潛艇通氣管裝置,使潛艇能夠長時間在水下航行,減少浮出水面被雷達發現幾率,首次實現了潛艇水下航速超過水面航速,將潛艇技術向前推進了一大步。二戰末期,德國海軍為了減少潛艇損失數量,在潛艇外殼加裝防聲“外衣”——“阿裡貝裡奇”材料,由厚約30毫米,內部直徑約2～5毫米的圓柱形空腔合成橡膠材料構成,減少被敵聲納發現的概率。
戰後,德國遺留下來的潛艇大部分被戰勝國佔有,其潛艇技術被評估和反復試驗,後逐漸被世界各海軍強國廣泛採用,為世界各國潛艇發展提供了眾多借鑒。
▲圖為德國海軍的艦隊構成，可以看到其現役潛艇部隊規模不大，僅包括6艘212A型AIP潛艇
重塑精品
受北約框架限制,德國潛艇經歷了空白期後本著適量夠用、精品潛艇的思想穩步前進,並通過出口維持本國潛艇工業,促進了潛艇技術持續發展。
二戰後,德國遺留潛艇不是被戰勝國佔有,就是被炸沉或拆解,國際社會禁止德國建造潛艇,德國潛艇製造進入空白期。至1955年德國加入北約,為監視和控制蘇聯波羅的海艦隊出入大西洋,1957年北約允許德國建造潛艇,但規定單艇排水量不得超過450噸,裝備數量不得超過18艘。
面對國內幾乎損失殆盡的潛艇建造基礎,德國沒有尋求外援或是依賴英美的技術支持,而是決定打撈已經被鑿沉或拆解的潛艇,以之作為母型開展研究。此後相繼研製並生產了3艘201型、2艘202型、11艘205型、18艘206型和6艘212A型。並專門針對出口設計了209型、214型常規潛艇,未來不久還將建造216型大噸位AIP潛艇,這些潛艇無一不受到世界各國海軍關注。
201型、202型潛艇、205型潛艇
這幾型潛艇是戰後德國重建潛艇部隊的一系列試驗品,嘗試性應用新興技術,為後續潛艇的建造奠定了堅實基礎。
201型和202型潛艇作為德國二戰後全新的潛艇項目,可以說是失敗的。對於201型潛艇,德國重在考慮低磁性,適合在波羅的海執行任務,優先保障能夠長時間不間斷低速潛航,魚雷發射管口徑為533毫米。1962年3～6月3艘201型艇全部服役,標誌著戰後德國建立了第一支潛艇艦隊。但由於使用了新型低磁性鋼合金材料製造耐壓殼,艇體腐蝕程度加快,使用不久就出現金屬疲勞現象,201型艇僅服役1年就退役了。隨後建造的2艘202型潛艇出現了適航性差,內部空間過於擁擠,由於使用了與201型艇同樣的低磁鋼材,根本不能滿足使用要求一系列問題,不久也全部退役
為解決出現的一系列問題,德國在201型潛艇基礎上又發展了新一級潛艇——205型潛艇。該級艇仍然具有試驗性質。排水量450噸,主尺度加長加寬,改進了局部設計,提高了適航性。潛艇所用鋼材設計得到了修正,增加了厚度,加強潛艇骨架設計,使潛艇下潛深度達到100米。換裝了新型機械與聲納系統,在艇艏安裝了DUUX 2A型距離測量被動聲納。德國海軍共建造了11艘205型潛艇。通過205型艇德國海軍修正了以往很多問題,使德國潛艇建造技術很快上了新臺階,為德國後續潛艇的順利建造奠定了堅實的基礎。
206型潛艇
206型艇是冷戰時期的產物,通過不斷現代化升級融合德國新興潛艇技術,是德國海軍跨世紀繼往開來的一級潛艇。
隨著冷戰形勢日趨緊張,1962年北約進一步給德國潛艇發展放寬限制,允許德國建造1000噸級的潛艇。德國海軍的主要任務是在北約集體防禦框架下防範蘇聯波羅的海艦隊,潛艇作戰模式以近海反潛作戰為主,因此仍然以發展小巧潛艇為主。1964年德國開始設計206型潛艇。206型艇在205型艇基礎上發展,技術有了較大飛躍,噸位雖然仍為450噸,但採用了多項創新技術,並經過後續改進升級,進一步優化了性能,自動化程度大幅度提高。例如採用了柴油機通氣管潛望鏡系統,進一步降低了潛艇雜訊。採用新型耐腐蝕低磁鋼。安裝新型高功率鉛酸蓄電池,能量密度提高了近20%。實現了一體化控制,提高操作效率,縮短反應時間。不斷改進感測器系統,完善感測器類型,裝備包括對海搜索雷達、被動聲納、主被動中頻聲納、電子偵察設備、新型魚雷火控系統、電子對抗系統等電子系統。下潛深度超過200米。首艇1973年4月服役,共建造了18艘。服役後一直是德國海上作戰主力,2008年底全部退出現役,是德國潛艇史上具有承前啟後意義的一級潛艇。
212A型潛艇
212型艇是世界上首型裝備燃料電池的AIP潛艇,集德國先進潛艇技術於一體,是德國21世紀初海上作戰主力。
德國一直專注潛艇隱身技術發展,當時,世界各強國開始研究一種不依賴空氣的潛艇動力裝置AIP。當時的206型潛艇需要每隔一段時間就上浮到水面充電,德國在前期“沃爾特”汽輪機技術的基礎上開始在潛艇混合動力技術上下功夫,開展了閉式迴圈柴油機和燃料電池的對比研究,最終認為燃料電池具有工作原理簡單、無污染、隱身性好、模組化設計、使用效率高、維修成本低等特點,性能更為優越,將燃料電池作為重點研究和應用物件。並決定未來取代206型潛艇的下一代潛艇將裝備燃料電池AIP作為動力系統,保持一支有足夠作戰能力的水下部隊。
北約取消對德國潛艇發展的限制之後,德國發展超過1000噸以上的潛艇合法化。隨著德國海軍任務範圍擴大,德國將下一代潛艇定位為超千噸級、潛航時間長、能裝備更多武器,具有較強作戰能力的AIP潛艇。新一代潛艇專案幾易其名,最終明確為212型潛艇。由於後來義大利加入德國212型潛艇計畫,德國在212型艇設計上又納入了義大利海軍的需求,最終修改為212A型潛艇。最初德國海軍計畫採購12艘212型潛艇,但是上世紀90年代歐洲各國競相大幅度削減國防預算,德國國防預算不足,導致212型潛艇建造延後,甚至一度瀕臨取消。經過漫長的定型設計,2000年德國開始建造第一艘212A型潛艇,首艇2005年正式服役。共為德國海軍建造了6艘,目前全部在役使用,是德國海軍21世紀初的海上作戰主力。
212A型潛艇滿載排水量1800噸,採用了更加順暢的流線型,進一步降低航行阻力,下潛深度達到250米,水下航速20節。進一步加強隱身設計,安裝DBQS-40綜合聲納系統,增強了探測能力。安裝德國最新研製的潛艇集中控制系統,自動化程度進一步提高。裝備6具533毫米魚雷發射管用於發射DM2A4重型魚雷,武器載荷12枚,可以50節速度攻擊50千米的目標。該型艇的標誌性技術是採用了燃料電池系統,成為世界首款裝備燃料電池AIP的潛艇,安裝了9組燃料電池單元、兩個14噸液態氧儲存槽以及氫儲存器,總功率達到306千瓦,水下續航時間長達21天,水下續航距離1638海裡。總之,212A型潛艇集德國先進潛艇技術於一體,德國潛艇總體性能水準進一步提高,部分技術達到世界先進水準。
209型、214型潛艇
這兩型潛艇專供出口,代表著德國潛艇技術水準跨入世界一流,同時也促進德國先進潛艇生產線技術持續發展。
通過206級潛艇建造項目,德國潛艇很快達到了18艘的高限,國內潛艇市場飽和,而此時德國潛艇設計與建造水準已經達到了一定高度,為了不中斷潛艇生產線,維持一支潛艇設計建造隊伍,促進技術繼續發展,德國開始打造潛艇出口市場。上世紀60年代末,德國盧貝克公司基於206級潛艇開發了專供出口的209級潛艇,並根據客戶需求發展了1100型、1200型、1300型、1400型、1500型等五種型號。為單殼體結構,水下最大航速達到23節,居住舒適性好,動力系統為4台12V493AZ80型低磁柴油機、1台直流發電機和主推進電機,水下航行動力為鉛酸蓄電池組,水聲設備與電子系統先進,探測能力強。裝備8具533毫米魚雷發射管,攜帶14枚魚雷,可在大深度下發射包括線導魚雷在內的各型魚雷。還可發射“魚叉”反艦導彈並攜帶24枚水雷。209級潛艇以性能先進、品質穩定、價格經濟得到眾多國家認可,自出口以來一直是國際軍火市場暢銷產品,出口到13個國家,銷售多達71艘。成為世界上裝備最廣泛的潛艇之一。
接近21世紀,世界潛艇技術快速發展,始於上世紀60年代的209型潛艇設計理念已經落後,一些國家開始對209型潛艇進行退役處理。為彌補國際市場空缺,繼續保持高水準的研製和生產能力,爭奪更多國際訂單,德國需要研製性能更加出色的潛艇來代替209型潛艇,1995年,德國提出了利用212A型和209型潛艇成熟技術,採用模組化設計,新建造一款面向出口的AIP動力常規潛艇——214型潛艇,潛艇更具靈活性,能裝載更多感測器和武器裝備,滿足現代海上局部戰爭各種要求。2001年1月,德國霍瓦茲船廠開始建造第一艘214型潛艇。目前已經出口希臘、韓國、土耳其、葡萄牙等國家,出口數量23艘。214型潛艇也稱為212A的出口型,滿載排水量1860噸,較209型潛艇噸位增加,採用模組化設計,裝備德國第二代燃料電池模組,由2組120千瓦燃料電池組成。採用HY-80或HY-100高強度鋼材建造,最大下潛深度達到400米,水下續航距離為2000海裡。安裝8具533毫米魚雷發射管,可換裝魚雷、水雷和導彈,武器總數16枚,可攜帶32枚水雷。裝備新型ISUS-90作戰系統,集中管理感測器資訊,並採用開放式體系結構,便於未來升級改裝。可以說,214型潛艇設計理念更加先進,某些性能已經超越了德國海軍自用的212A型潛艇,充分體現了德國潛艇最高技術水準。德國通過潛艇出口一方面可以積累資金,不斷增強潛艇建造能力,鞏固德國潛艇工業強國的地位,另一方面,未來一旦發生戰事,還可以隨時為本國和盟國提供先進的潛艇裝備。
▲德國海軍U-34號潛艇正駛離其位於埃肯弗爾德的母港
▲從1995年開始，德國提出了利用212A級和209級潛艇的成熟技術，採用模組化設計，新建造一款面向出口的AIP動力常規潛艇—214級潛艇
未來尋求常規潛艇技術繼續突破性發展,重視多用途
德國潛艇技術的發展從不止步,214型潛艇之後,德國不再滿足小噸位潛艇,開始涉獵大噸位潛艇,以滿足世界更多國家海軍的需求。在爭取澳大利亞潛艇訂單的競標中,德國提出了3000噸級的216型潛艇設計方案,成為戰後德國建造大型常規潛艇的開始。216型潛艇主尺度有了較大突破,長90米,耐壓殼直徑8.1米,標準排水量3000噸以上,水下航速20節。採用電池和燃料電池AIP系統混合推進,使用鋰離子電池技術,AIP系統功率500千瓦,明顯提高了水下續航力,水下續航時間長達80天以上。通過多種設計提高潛艇機動性能和隱身性能。並集成重整多功能艙,實現靈活配置負載,可靈活裝備水雷、無人潛航器、特種作戰人員、導彈等。
德國計畫2018年開始建造216型潛艇,通過該級潛艇可以看出德國未來潛艇發展的主要方向。一是繼續降低潛艇信號特徵,優化潛艇外形設計,更加有效地降低潛艇聲目標強度。二是加強潛艇多工能力,增強發射裝置的適用性和通用性,使潛艇可以靈活選擇裝備不同的武器負載,實現對陸打擊、特種作戰、無人裝備部署、水雷戰、反艦戰、反潛戰、情報/偵察/目標獲取與識別等,擴展潛艇使用範圍。三是改進提高AIP系統能力,利用甲醇重整器產生潛艇燃料電池所需的氫氣,增加存儲能量,使潛艇水下潛航時間更長、航速更快。用高能量鋰離子電池取代鉛酸電池,使重量減輕而電池容量倍增,提高AIP系統能量,提高水下續航力。由此,未來德國將更加專注常規潛艇技術引領式發展,使德國潛艇更具靈活性,增強隱身性,自動化程度更高,艇載系統更加高度集成,可低速水下長時間潛航,也可高速遠距離航渡,具有各種作戰環境中的多工能力,成為世界常規潛艇中的翹楚。
德國潛艇發展的鼎盛期
德國潛艇的發展和戰爭密切相關,兩次世界大戰的爆發,促進了德國潛艇製造走向鼎盛。一戰爆發前,德國曾計畫建造26個型號、900艘潛艇,但沒有完全落實。1914年一戰爆發時,僅建成了28艘U型潛艇,另有16艘在建。戰時,德國為了利用大量潛艇在北海和英國附近海域攻擊英國的軍艦和商船,打破英國海上封鎖,制定了加速建造潛艇的應急計畫,動員全國工業生產能力,全力以赴批量建造潛艇,迅速建成了更多潛艇投入戰爭。一戰期間共有354艘德國潛艇參戰。其中典型潛艇包括大型遠洋潛艇U-139、中型機動潛艇U-B、小型佈雷潛艇U-C。
U-139型潛艇是德國一戰期間建造的最大型潛艇,長97.5米,水下排水量達2758噸,續航力可達20000海裡。安裝6具5000毫米魚雷發射管,其中艇艏4具,艇艉2具,還配備了2座150毫米火炮。原計劃建造40艘,但是到1918年一戰結束實際只建成了4艘。該型潛艇彰顯出了德國卓越的潛艇建造水準,表明了其一戰期間就具備大型潛艇建造能力。U-B型潛艇是一戰時期的德國海上主力,水下排水量651噸,水面航速6節的情況下續航力9040海裡。油艙容積增大,潛艇活動範圍亦擴大,具有更加出色的機動性,且兼具遠海航行和近海機動作戰能力,共建造了140艘。U-C型潛艇是小型佈雷潛艇,排水量較小,水下排水量183噸,未安裝魚雷發射管,裝備了6具水雷布放管,每艇攜帶12枚水雷。後期增加了主尺度和排水量,使攜帶水雷數量增加到16枚,並安裝魚雷發射管,可攜帶7枚魚雷,並安裝了1座88毫米火炮。
一戰結束後,德國作為戰敗國,受《凡爾賽和約》限制不能裝備潛艇或建造出口型潛艇。通過在國外秘密為用戶建造潛艇,德國保留了一定數量的專家,同時為後來的潛艇建造積累經驗。1935年,為了對抗蘇聯,協約國縱容希特勒公然撕毀和約,德國轉而公開發展潛艇。當年6月即下水了戰後第一艘潛艇U-1,成立了“威迪根”潛艇隊,標誌著德國潛艇部隊的復活,從而開啟了德國潛艇的第二個發展鼎盛期。1939年二戰爆發時,德國已經建造了57艘潛艇。整個二戰期間,德國共有1131艘潛艇投入戰爭,以潛艇數量多的優勢採取了“狼群”戰術,取得了輝煌的戰果,並不斷優化改進潛艇設計,率先實現了潛艇動力系統、隱身技術、艇體設計上的重大突破,對戰後世界各國潛艇發展產生了巨大的影響和推動作用。代表潛艇主要有U-II型、U-VII型、U-IX型、U-XVII型。
U-II型潛艇作為德國一戰結束之後建造的首批潛艇,在繼承一戰時期德國潛艇特點的基礎上改進優化潛艇性能,排水量增加到364噸,水面航速12節時續航力3450海裡,下潛深度150米,水面最大航速13節,裝載5枚魚雷,增強了潛艇攻擊力,使德國具備了遠洋作戰能力,不再局限于北海作戰,活動範圍擴展到英國西海岸和比斯開灣一帶海域。
U-VII型潛艇水下排水量增加到871噸,裝備2台MWM柴油機,水面航速提高到16節,具有了出色的機動性,增加燃油艙容積,續航力可達到10000海裡,攻擊能力比較優秀,綜合性能基本滿足了德國海軍作戰要求。該型艇在二戰初期通過“狼群”戰術幫助德國取得多項驕人戰績,是名副其實的海上主力。德國在建造中型潛艇的同時,也沒有放棄遠洋攻擊型潛艇。二戰爆發前,德國就建造了U-IX級遠洋潛艇,共研製了5型194艘,最大排水量1257噸,可搭載24枚魚雷,增大了艇員生活空間,增加了燃料艙容積,續航力達到13850海裡。該艇還裝備了特殊的通信設備,可作為海上移動指揮中心。
二戰後期,英國針對德國潛艇研製出多種反潛裝備,包括聲納、雷達、探照燈等,加強了潛艇隱身性能,增加水下續航力。其中最突出的是“沃爾特”汽輪機裝置的運用,為戰後常規潛艇AIP的研製起到了很大推動作用。該裝置利用過氧化氫,能在封閉環境下產生氧氣供動力裝置使用,使潛艇能在水下進行長時間的連續潛航。1944年,德國建成了裝備“沃爾特”裝置的U-XVII型潛艇,水下排水量350噸,水面航行時使用柴油機,水下高速航行時則使用“沃爾特”裝置,成為AIP混合動力潛艇的雛形,使潛艇水下航速達到了21.5節。1943年德國研製出潛艇通氣管裝置,使潛艇能夠長時間在水下航行,減少浮出水面被雷達發現幾率,首次實現了潛艇水下航速超過水面航速,將潛艇技術向前推進了一大步。二戰末期,德國海軍為了減少潛艇損失數量,在潛艇外殼加裝防聲“外衣”——“阿裡貝裡奇”材料,由厚約30毫米,內部直徑約2～5毫米的圓柱形空腔合成橡膠材料構成,減少被敵聲納發現的概率。
戰後,德國遺留下來的潛艇大部分被戰勝國佔有,其潛艇技術被評估和反復試驗,後逐漸被世界各海軍強國廣泛採用,為世界各國潛艇發展提供了眾多借鑒。
▲圖為德國海軍的艦隊構成，可以看到其現役潛艇部隊規模不大，僅包括6艘212A型AIP潛艇
重塑精品
受北約框架限制,德國潛艇經歷了空白期後本著適量夠用、精品潛艇的思想穩步前進,並通過出口維持本國潛艇工業,促進了潛艇技術持續發展。
二戰後,德國遺留潛艇不是被戰勝國佔有,就是被炸沉或拆解,國際社會禁止德國建造潛艇,德國潛艇製造進入空白期。至1955年德國加入北約,為監視和控制蘇聯波羅的海艦隊出入大西洋,1957年北約允許德國建造潛艇,但規定單艇排水量不得超過450噸,裝備數量不得超過18艘。
面對國內幾乎損失殆盡的潛艇建造基礎,德國沒有尋求外援或是依賴英美的技術支持,而是決定打撈已經被鑿沉或拆解的潛艇,以之作為母型開展研究。此後相繼研製並生產了3艘201型、2艘202型、11艘205型、18艘206型和6艘212A型。並專門針對出口設計了209型、214型常規潛艇,未來不久還將建造216型大噸位AIP潛艇,這些潛艇無一不受到世界各國海軍關注。
201型、202型潛艇、205型潛艇
這幾型潛艇是戰後德國重建潛艇部隊的一系列試驗品,嘗試性應用新興技術,為後續潛艇的建造奠定了堅實基礎。
201型和202型潛艇作為德國二戰後全新的潛艇項目,可以說是失敗的。對於201型潛艇,德國重在考慮低磁性,適合在波羅的海執行任務,優先保障能夠長時間不間斷低速潛航,魚雷發射管口徑為533毫米。1962年3～6月3艘201型艇全部服役,標誌著戰後德國建立了第一支潛艇艦隊。但由於使用了新型低磁性鋼合金材料製造耐壓殼,艇體腐蝕程度加快,使用不久就出現金屬疲勞現象,201型艇僅服役1年就退役了。隨後建造的2艘202型潛艇出現了適航性差,內部空間過於擁擠,由於使用了與201型艇同樣的低磁鋼材,根本不能滿足使用要求一系列問題,不久也全部退役
為解決出現的一系列問題,德國在201型潛艇基礎上又發展了新一級潛艇——205型潛艇。該級艇仍然具有試驗性質。排水量450噸,主尺度加長加寬,改進了局部設計,提高了適航性。潛艇所用鋼材設計得到了修正,增加了厚度,加強潛艇骨架設計,使潛艇下潛深度達到100米。換裝了新型機械與聲納系統,在艇艏安裝了DUUX 2A型距離測量被動聲納。德國海軍共建造了11艘205型潛艇。通過205型艇德國海軍修正了以往很多問題,使德國潛艇建造技術很快上了新臺階,為德國後續潛艇的順利建造奠定了堅實的基礎。
206型潛艇
206型艇是冷戰時期的產物,通過不斷現代化升級融合德國新興潛艇技術,是德國海軍跨世紀繼往開來的一級潛艇。
隨著冷戰形勢日趨緊張,1962年北約進一步給德國潛艇發展放寬限制,允許德國建造1000噸級的潛艇。德國海軍的主要任務是在北約集體防禦框架下防範蘇聯波羅的海艦隊,潛艇作戰模式以近海反潛作戰為主,因此仍然以發展小巧潛艇為主。1964年德國開始設計206型潛艇。206型艇在205型艇基礎上發展,技術有了較大飛躍,噸位雖然仍為450噸,但採用了多項創新技術,並經過後續改進升級,進一步優化了性能,自動化程度大幅度提高。例如採用了柴油機通氣管潛望鏡系統,進一步降低了潛艇雜訊。採用新型耐腐蝕低磁鋼。安裝新型高功率鉛酸蓄電池,能量密度提高了近20%。實現了一體化控制,提高操作效率,縮短反應時間。不斷改進感測器系統,完善感測器類型,裝備包括對海搜索雷達、被動聲納、主被動中頻聲納、電子偵察設備、新型魚雷火控系統、電子對抗系統等電子系統。下潛深度超過200米。首艇1973年4月服役,共建造了18艘。服役後一直是德國海上作戰主力,2008年底全部退出現役,是德國潛艇史上具有承前啟後意義的一級潛艇。
212A型潛艇
212型艇是世界上首型裝備燃料電池的AIP潛艇,集德國先進潛艇技術於一體,是德國21世紀初海上作戰主力。
德國一直專注潛艇隱身技術發展,當時,世界各強國開始研究一種不依賴空氣的潛艇動力裝置AIP。當時的206型潛艇需要每隔一段時間就上浮到水面充電,德國在前期“沃爾特”汽輪機技術的基礎上開始在潛艇混合動力技術上下功夫,開展了閉式迴圈柴油機和燃料電池的對比研究,最終認為燃料電池具有工作原理簡單、無污染、隱身性好、模組化設計、使用效率高、維修成本低等特點,性能更為優越,將燃料電池作為重點研究和應用物件。並決定未來取代206型潛艇的下一代潛艇將裝備燃料電池AIP作為動力系統,保持一支有足夠作戰能力的水下部隊。
北約取消對德國潛艇發展的限制之後,德國發展超過1000噸以上的潛艇合法化。隨著德國海軍任務範圍擴大,德國將下一代潛艇定位為超千噸級、潛航時間長、能裝備更多武器,具有較強作戰能力的AIP潛艇。新一代潛艇專案幾易其名,最終明確為212型潛艇。由於後來義大利加入德國212型潛艇計畫,德國在212型艇設計上又納入了義大利海軍的需求,最終修改為212A型潛艇。最初德國海軍計畫採購12艘212型潛艇,但是上世紀90年代歐洲各國競相大幅度削減國防預算,德國國防預算不足,導致212型潛艇建造延後,甚至一度瀕臨取消。經過漫長的定型設計,2000年德國開始建造第一艘212A型潛艇,首艇2005年正式服役。共為德國海軍建造了6艘,目前全部在役使用,是德國海軍21世紀初的海上作戰主力。
212A型潛艇滿載排水量1800噸,採用了更加順暢的流線型,進一步降低航行阻力,下潛深度達到250米,水下航速20節。進一步加強隱身設計,安裝DBQS-40綜合聲納系統,增強了探測能力。安裝德國最新研製的潛艇集中控制系統,自動化程度進一步提高。裝備6具533毫米魚雷發射管用於發射DM2A4重型魚雷,武器載荷12枚,可以50節速度攻擊50千米的目標。該型艇的標誌性技術是採用了燃料電池系統,成為世界首款裝備燃料電池AIP的潛艇,安裝了9組燃料電池單元、兩個14噸液態氧儲存槽以及氫儲存器,總功率達到306千瓦,水下續航時間長達21天,水下續航距離1638海裡。總之,212A型潛艇集德國先進潛艇技術於一體,德國潛艇總體性能水準進一步提高,部分技術達到世界先進水準。
209型、214型潛艇
這兩型潛艇專供出口,代表著德國潛艇技術水準跨入世界一流,同時也促進德國先進潛艇生產線技術持續發展。
通過206級潛艇建造項目,德國潛艇很快達到了18艘的高限,國內潛艇市場飽和,而此時德國潛艇設計與建造水準已經達到了一定高度,為了不中斷潛艇生產線,維持一支潛艇設計建造隊伍,促進技術繼續發展,德國開始打造潛艇出口市場。上世紀60年代末,德國盧貝克公司基於206級潛艇開發了專供出口的209級潛艇,並根據客戶需求發展了1100型、1200型、1300型、1400型、1500型等五種型號。為單殼體結構,水下最大航速達到23節,居住舒適性好,動力系統為4台12V493AZ80型低磁柴油機、1台直流發電機和主推進電機,水下航行動力為鉛酸蓄電池組,水聲設備與電子系統先進,探測能力強。裝備8具533毫米魚雷發射管,攜帶14枚魚雷,可在大深度下發射包括線導魚雷在內的各型魚雷。還可發射“魚叉”反艦導彈並攜帶24枚水雷。209級潛艇以性能先進、品質穩定、價格經濟得到眾多國家認可,自出口以來一直是國際軍火市場暢銷產品,出口到13個國家,銷售多達71艘。成為世界上裝備最廣泛的潛艇之一。
接近21世紀,世界潛艇技術快速發展,始於上世紀60年代的209型潛艇設計理念已經落後,一些國家開始對209型潛艇進行退役處理。為彌補國際市場空缺,繼續保持高水準的研製和生產能力,爭奪更多國際訂單,德國需要研製性能更加出色的潛艇來代替209型潛艇,1995年,德國提出了利用212A型和209型潛艇成熟技術,採用模組化設計,新建造一款面向出口的AIP動力常規潛艇——214型潛艇,潛艇更具靈活性,能裝載更多感測器和武器裝備,滿足現代海上局部戰爭各種要求。2001年1月,德國霍瓦茲船廠開始建造第一艘214型潛艇。目前已經出口希臘、韓國、土耳其、葡萄牙等國家,出口數量23艘。214型潛艇也稱為212A的出口型,滿載排水量1860噸,較209型潛艇噸位增加,採用模組化設計,裝備德國第二代燃料電池模組,由2組120千瓦燃料電池組成。採用HY-80或HY-100高強度鋼材建造,最大下潛深度達到400米,水下續航距離為2000海裡。安裝8具533毫米魚雷發射管,可換裝魚雷、水雷和導彈,武器總數16枚,可攜帶32枚水雷。裝備新型ISUS-90作戰系統,集中管理感測器資訊,並採用開放式體系結構,便於未來升級改裝。可以說,214型潛艇設計理念更加先進,某些性能已經超越了德國海軍自用的212A型潛艇,充分體現了德國潛艇最高技術水準。德國通過潛艇出口一方面可以積累資金,不斷增強潛艇建造能力,鞏固德國潛艇工業強國的地位,另一方面,未來一旦發生戰事,還可以隨時為本國和盟國提供先進的潛艇裝備。
▲德國海軍U-34號潛艇正駛離其位於埃肯弗爾德的母港
▲從1995年開始，德國提出了利用212A級和209級潛艇的成熟技術，採用模組化設計，新建造一款面向出口的AIP動力常規潛艇—214級潛艇
未來尋求常規潛艇技術繼續突破性發展,重視多用途
德國潛艇技術的發展從不止步,214型潛艇之後,德國不再滿足小噸位潛艇,開始涉獵大噸位潛艇,以滿足世界更多國家海軍的需求。在爭取澳大利亞潛艇訂單的競標中,德國提出了3000噸級的216型潛艇設計方案,成為戰後德國建造大型常規潛艇的開始。216型潛艇主尺度有了較大突破,長90米,耐壓殼直徑8.1米,標準排水量3000噸以上,水下航速20節。採用電池和燃料電池AIP系統混合推進,使用鋰離子電池技術,AIP系統功率500千瓦,明顯提高了水下續航力,水下續航時間長達80天以上。通過多種設計提高潛艇機動性能和隱身性能。並集成重整多功能艙,實現靈活配置負載,可靈活裝備水雷、無人潛航器、特種作戰人員、導彈等。
德國計畫2018年開始建造216型潛艇,通過該級潛艇可以看出德國未來潛艇發展的主要方向。一是繼續降低潛艇信號特徵,優化潛艇外形設計,更加有效地降低潛艇聲目標強度。二是加強潛艇多工能力,增強發射裝置的適用性和通用性,使潛艇可以靈活選擇裝備不同的武器負載,實現對陸打擊、特種作戰、無人裝備部署、水雷戰、反艦戰、反潛戰、情報/偵察/目標獲取與識別等,擴展潛艇使用範圍。三是改進提高AIP系統能力,利用甲醇重整器產生潛艇燃料電池所需的氫氣,增加存儲能量,使潛艇水下潛航時間更長、航速更快。用高能量鋰離子電池取代鉛酸電池,使重量減輕而電池容量倍增,提高AIP系統能量,提高水下續航力。由此,未來德國將更加專注常規潛艇技術引領式發展,使德國潛艇更具靈活性,增強隱身性,自動化程度更高,艇載系統更加高度集成,可低速水下長時間潛航,也可高速遠距離航渡,具有各種作戰環境中的多工能力,成為世界常規潛艇中的翹楚。