21型潛艇(又稱:XXI型潛艇,英文名:Type 21 U-Boat),是德國在第二次世界大戰(zhàn)期間設(shè)計和使用的一型常規(guī)潛艇。21型潛艇的設(shè)計師是瓦爾特教授,1943年開始研制,首艇1944年5月12日下水,1944年6月27日服役。
21型潛艇是世界上第一艘真正意義上的的"潛"艇,以潛在水下巡邏和作戰(zhàn)為宗旨。其首次使用了通氣管裝置,實現(xiàn)了潛艇向水下航行為主的基本性能的轉(zhuǎn)變,推動了二戰(zhàn)后世界各國潛艇技術(shù)的迅速發(fā)展,被認為是現(xiàn)代潛艇技術(shù)發(fā)展過程中的第三個里程碑。
21型潛艇是在20世紀中期世界上最先進的潛艇,對戰(zhàn)后各國潛艇產(chǎn)生深遠影響,甚至可被視為現(xiàn)代軍用潛艇的鼻祖。
發(fā)展沿革
研制背景
潛艇之間的戰(zhàn)斗在第一次世界大戰(zhàn)時就開始了,但由于當(dāng)時的裝備技術(shù)水準不高,潛艇無法攻擊潛航在水中的潛艇。因此雙方都采用誘騙戰(zhàn)術(shù),設(shè)法使對方潛艇浮上水面,然后像對付水面艦艇那樣進行攻擊。
隨著第二次世界大戰(zhàn)的進行,盟軍的搜索和反潛作戰(zhàn)能力逐漸加強使德國以水面狀態(tài)航行為主的U-VI級和U-X級潛艇的損失迅速增加,基本上無法在大西洋上開展有效的作戰(zhàn)活動。
1942年底,德國急需新型潛艇應(yīng)對空中威脅和中國海軍護航編隊防御能力不斷增加的現(xiàn)實。其中,最關(guān)鍵的是要提高水下航速。但由于用來提高水下航速的新型推進系統(tǒng)還處于試驗階段,尚不具備裝艇條件,因此,德國潛艇設(shè)計人員提出基于現(xiàn)有技術(shù),采用常規(guī)艇型及雙殼體結(jié)構(gòu),下半部耐壓艇體作為蓄電池艙,增加電池數(shù)量,提高水下航速,這就促成了U-21級潛艇的誕生。
建造沿革
隨著21型潛艇的問世,日耳曼尼第一次邁出了從"潛水器"到"潛艇"的決定性一步:自1905年以來,人們一直認為"潛水器"本質(zhì)上是一種魚雷快艇,在緊急情況下可以隨時潛入水下。這種潛艇大部分時間在水面上巡航,使用柴油發(fā)動機,一般為了躲避攻擊而依靠電力潛入水下。
由于當(dāng)時電力的限制以及沒有精確的水下目標探測系統(tǒng),潛水器基本上只能緩慢爬行,又聾又瞎,下潛深度僅限于自身長度。更新空氣或排出使用電池產(chǎn)生的多余酸性氣體,會造成一個明顯的信號,巡邏的飛機會在水面周圍數(shù)英里內(nèi)發(fā)現(xiàn)它們,而船上最輕微的噪音也會被越來越先進的水聽器發(fā)現(xiàn),更不用說它們浮出水面時的雷達信號了。
從第一次世界大戰(zhàn)到第二次世界大戰(zhàn),各國制造的所有潛水器型號都采用了這一基本原理。所謂的"大西洋海戰(zhàn)"是由U型潛艇領(lǐng)導(dǎo)的,這些潛艇與一戰(zhàn)中大規(guī)模生產(chǎn)的(計劃生產(chǎn)129艘,實際生產(chǎn)92艘)UBIII型潛艇基本相同,是二戰(zhàn)中VII型潛艇(1936年)的祖先。雖然后者在許多方面都有所改進,但局限性依然存在。德國海軍參謀部不知道,由于布萊切利公園的圖靈計算機破解了英格瑪機器,他們即將發(fā)動攻擊時被敵人了如指掌。
1934年,德國工程師赫爾姆斯·瓦爾特首次向德國海軍提出了21型潛艇概念。標準的U型潛艇電力驅(qū)動系統(tǒng)在潛艇處于水下時使用蓄電池為發(fā)動機提供動力,但電池容量限制了其性能。速度和范圍。瓦爾特推斷,具有流線型船體、由過氧化氫燃料渦輪機驅(qū)動的潛艇的動力可以遠遠超過這些極限。加熱的過氧化氫會產(chǎn)生蒸汽,使直接連接到螺旋槳的渦輪機旋轉(zhuǎn)。結(jié)果將是更高的速度和耐力,可以用幾天而不是幾分鐘來衡量。?
在1940年對V-80原型的試驗中,這艘72英尺長的潛艇在水下的速度達到了28節(jié),比標準的U型潛艇快了近四倍。1942年1月,德國海軍簽訂了建造四艘小型瓦爾特海岸巡邏艇的合同。它們的龍骨已于當(dāng)年9月鋪設(shè)完畢。
1942年中期,盟軍新的反潛戰(zhàn)(ASW)戰(zhàn)役開始出其不意地襲擊海上的U型潛艇。1942年底,德國潛艇擊沉商船的數(shù)量明顯減少,而德國潛艇擊沉的數(shù)量也相應(yīng)增加——當(dāng)年擊沉87艘。這些損失讓海軍中將卡爾·鄧尼茨(Karl D?nitz)感到震驚,他是一位經(jīng)驗豐富的潛艇兵,也是德國海軍潛艇司令部的負責(zé)人。他的主力潛艇VII型和IX型是老化的設(shè)計,不適合北大西洋新秩序的嚴格要求。鄧尼茨認為他需要一些全新的東西;可以躲避敵人攻擊的隱形船。他將希望寄托在一種完全不同于傳統(tǒng)潛艇設(shè)計的"瓦爾特船"上。
1942年中期,盟軍新的反潛戰(zhàn)(ASW)戰(zhàn)役開始出其不意地襲擊海上的U型潛艇。1942年底,德國潛艇擊沉商船的數(shù)量明顯減少,而德國潛艇擊沉的數(shù)量也相應(yīng)增加——當(dāng)年擊沉87艘。這些損失讓海軍中將卡爾·鄧尼茨(Karl D?nitz)感到震驚,他是一位經(jīng)驗豐富的潛艇兵,也是德國海軍潛艇司令部的負責(zé)人。他的主力潛艇VII型和IX型是老化的設(shè)計,不適合北大西洋新秩序的嚴格要求。鄧尼茨認為他需要一些全新的東西;可以躲避敵人攻擊的隱形船。他將希望寄托在一種完全不同于傳統(tǒng)潛艇設(shè)計的"瓦爾特船"上。
兩個月后,鄧尼茨邀請瓦爾特參加在巴黎舉行的潛艇會議。海軍上將問教授建造一艘全尺寸的遠洋瓦爾特船需要多長時間。瓦爾特得到了令人失望的消息:四艘小型潛艇距離下水還有幾個月;一艘大型潛艇需要數(shù)年時間。但與會的兩位德國海軍建筑專家發(fā)現(xiàn)了一種更快的方法來建造一艘能力更強的潛艇。
他們告訴海軍上將,忘掉過氧化氫吧。保持流線型外形,采用傳統(tǒng)的柴油和電力裝置,底部船體填充的蓄電池數(shù)量是標準U型潛艇的三倍,使新型潛艇的水下續(xù)航能力有了相當(dāng)大的提升。兩位專家認為,"雖然這樣的船無法達到瓦爾特船的水下速度,但它肯定能夠達到遠遠超過現(xiàn)有類型的速度。"瓦爾特建議添加一個通氣管——成對的可伸縮管,為柴油發(fā)動機提供空氣并排出廢氣——這將使電池?zé)o需浮出水面即可充電。再加上在通氣管上涂上橡膠以偏轉(zhuǎn)雷達波,將進一步增強潛艇的隱身性。?
在接下來的18個月里,海軍工程師們?yōu)楹髞淼?1型Elektroboot(常規(guī)潛艇)繪制了詳細的藍圖。為了保證每一克的性能,他們甚至對比例模型進行了風(fēng)洞試驗。從紙面上看,這艘新戰(zhàn)艦就像卡爾·鄧尼茨夢想中的戰(zhàn)艦--世界上第一艘真正意義上的潛水艇,一艘可以完全在海底航行的戰(zhàn)艦。21型Elektroboot的船體流體動力平穩(wěn),沒有甲板上的火炮、錨、夾板和其他突起物,下層船艙的巨大電池陣列為一對大功率電動機提供電流,因此它的潛航速度接近18節(jié)--可以保持90分鐘以上。使用靜音"爬行"電機,該艇可以5節(jié)的速度在水面下巡航60小時。相比之下,美國海軍艦隊潛艇在水下航行的最高速度不到9節(jié),持續(xù)時間約為1小時。
海軍上將對設(shè)計感到滿意時,他詢問建造部門需要多長時間才能讓21型投入使用。"他們設(shè)想建造兩艘實驗船,"他后來寫道。構(gòu)建原型至少需要一年半的時間,調(diào)試也需要類似的時間。這意味著批量制造在1945年底之前無法開始。這意味著新潛艇在1946年底之前不會做好戰(zhàn)斗準備。
1943年初,英國和美國已經(jīng)能夠熟練地發(fā)現(xiàn)并擊沉敵方潛艇,以至于創(chuàng)造了多項紀錄:1943年5月,它們共擊毀45艘U型潛艇——僅5月6日一天就擊毀了5艘。德國海軍無法承受這樣的損失;其江南造船每月只能更換26艘潛艇。在21型潛艇身上,海軍上將看到了一種可以在盟軍作戰(zhàn)中獨當(dāng)一面的武器。但他需要數(shù)十艘潛艇立即服役。
于是,鄧尼茨在1943年6月找到軍備和戰(zhàn)爭生產(chǎn)部部長阿爾伯特·施佩爾,詢問替代方案。軍工部長要求跳過原型階段,直接建造戰(zhàn)艦--這是一條冒險之路。為了進一步加快進度,21型戰(zhàn)艦將由八個預(yù)制船體部分組成。美國造船廠在建造自由輪和油輪等簡單船只時采用了這種方法,并取得了成功。還沒有人嘗試過用這種技術(shù)建造潛艇這樣復(fù)雜的艦艇。每個部分重70至165噸,將在32個不同的內(nèi)陸工廠制造,然后用駁船運到船塢進行最后組裝。該時間表的目標是在1944年中期將第一艘21型潛艇交付給U艇指揮部,要求每個艇體的部件工作在四個月內(nèi)完成,另外兩個月在漢堡市、不來梅或格但斯克(現(xiàn)波蘭格但斯克)的船塢完成。
然而,制造新船各部分的工廠并沒有建造整個模塊的經(jīng)驗。即使有德國海軍的技術(shù)援助,整個過程也并不順利。精度是最重要的:由于水下壓力巨大,各部分必須以近乎零的公差完美地拼接在一起。但是,在最后的組裝場,工人們發(fā)現(xiàn)了多達三厘米(超過一英寸)的縫隙。有些工藝甚至是偷工減料--糟糕的焊接可能會在深潛過程中致命。
第一艘21型潛艇U-3501于1944年4月19日在格但斯克下水,作為送給阿道夫·希特勒的55歲生日禮物。這艘艇并沒有真正準備就緒,但施佩爾和鄧尼茨希望給元首留下深刻印象。元首的隨行人員一離開,工人們就瘋狂地搬來浮橋,讓U型潛艇浮在水面上,直到他們能把它拖到干船塢。
1944年12月至1945年5月期間,十七艘已完工的21型在停泊在港口時被摧毀。
到1944年底,64艘21型U艇已經(jīng)服役,但這并不意味著U艇已經(jīng)準備好出航。每艘潛艇在試航過程中都會出現(xiàn)各種各樣的缺陷:發(fā)動機增壓器、轉(zhuǎn)向裝置、先進的魚雷裝載系統(tǒng)、潛艙等。建造一艘Elektroboot只用了180天,但修復(fù)所有缺陷又用了120天。這是一項耗時的工作,而德國人沒有時間可以浪費。
到1945年,21型項目的情況變得更加糟糕。盟軍的大規(guī)模轟炸不僅摧毀了江南造船和建筑設(shè)施,還摧毀了正在裝配或在某些情況下正在進行試驗的已完工潛艇。現(xiàn)實情況是,德國無力在如此短的時間內(nèi)承擔(dān)如此雄心勃勃的項目。對相關(guān)人員的要求太多,以至于該系統(tǒng)最終在自身壓力下崩潰了。原因多種多樣,但部分原因是德國的時間不多了。日復(fù)一日,德國潛艇部隊在大西洋海戰(zhàn)中不斷被擊敗——必須采取一些措施,任何措施—來防止失敗。
在建造的118艘潛艇中,只有兩艘進入作戰(zhàn)狀態(tài)。鑒于其部署有限,新型潛艇相當(dāng)成功,并且會給盟國帶來嚴重問題。然而,這已經(jīng)太晚了,而且這些新船的數(shù)量從來都不足以產(chǎn)生任何真正的影響。戰(zhàn)后,21型的設(shè)計繼續(xù)影響許多國家的現(xiàn)代潛艇發(fā)展,其中包括蘇聯(lián),其W級潛艇是以21型為基礎(chǔ)的。
1945年3月16日,U-2511最終成為第一艘執(zhí)行戰(zhàn)爭巡邏任務(wù)的21型潛艇,沿著基爾運河駛向挪威。該艇由海軍少校阿達爾貝特·施尼(Adalbert Schnee)駕駛,他駕駛傳統(tǒng)U型潛艇進行了12次巡邏,擊沉或擊傷26艘船只,并因其戰(zhàn)績獲得了勛章。
U-2511號潛艇在航行途中出現(xiàn)機械故障,直到4月30日才從卑爾根出發(fā)與英軍作戰(zhàn)。兩天后,施尼與英國皇家海軍的一支反潛巡邏艦部隊取得了聯(lián)系。這支部隊發(fā)現(xiàn)了他,但他利用其優(yōu)越的潛航速度逃脫了。
5月4日,施尼又遇到了以10,000噸級巡洋艦"諾福克"號為首的另一支艦隊。他開始跟蹤敵艦,利用U型潛艇超靈敏的被動聲納,成功地將潛艇引導(dǎo)到驅(qū)逐艦的屏障之下,并在未被發(fā)現(xiàn)的情況下悄悄潛入諾福克號500碼范圍內(nèi)。他勉強將潛望鏡舉過海面,窺視了一眼。這艘632英尺長的戰(zhàn)艦在取景器中若隱若現(xiàn)。隨后,施尼中斷了接近,掉轉(zhuǎn)船頭,悄無聲息地駛離了。
就在施尼行動的幾個小時前,U艇指揮官收到了鄧尼茨(當(dāng)時希特勒的繼任者,第三帝國的領(lǐng)袖)的無線電信息,要求所有U艇立即停火,稱這次跟蹤只是一次演習(xí),施尼第二天便返回了卑爾根果。5月9日,阿達爾貝特施尼的U-2511向英國人投降了。經(jīng)過兩年半的革命性潛艇研究,創(chuàng)新的21型U艇從未參加過戰(zhàn)斗,也沒有對戰(zhàn)爭產(chǎn)生任何影響。
但U型潛艇確實產(chǎn)生了影響。在戰(zhàn)爭的最后一周,德國海軍毀掉了81艘"Elektroboots"號。11艘還能使用的21仍留在挪威,還有幾艘在德國港口。盟國都爭先恐后地想要一艘回家。他們把最好的幸存船只分了出去:一艘給法國,兩艘給英國,四艘給蘇聯(lián),兩艘給美國。
1945年8月,U-3008和U-2513被轉(zhuǎn)移到美國海軍。一名美國船員在幾名德國前21型水手的協(xié)助下翻譯了刻度盤、閥門、開關(guān)和旋鈕上的標簽,將這兩艘船運送到康涅狄格州新倫敦的子基地進行技術(shù)評估。1946年4月,海軍檢查和調(diào)查委員會發(fā)布了一份長達185頁的報告《前德國潛艇》,詳細介紹了最初調(diào)查小組發(fā)現(xiàn)的所有細節(jié)。下一階段是看看這些船在海上、水面上和水下能做什么。
與阿達爾伯特·施尼一樣,美國指揮官埃弗雷特·H·"斯坦尼"·斯坦梅茨也是一位經(jīng)驗豐富的潛艇兵。1935年畢業(yè)于美國海軍學(xué)院,他率領(lǐng)USSC revalle成功執(zhí)行了1945年7月的"地獄貓"任務(wù),滲透日本海并摧毀敵方船只,并授予他第二個海軍十字勛章(參見"我的復(fù)仇",11月/12月)2016)。1946年7月24日,斯坦尼在新罕布什爾州樸茨茅斯?接任新更名為Ex-U-3008號航空母艦的指揮權(quán)。他的任務(wù)是發(fā)現(xiàn)其真正的戰(zhàn)斗能力。
這艘潛艇在新英格蘭海岸附近的海上航行了八個月,進行了速度、潛水和浮潛試驗,并接受了哈佛大學(xué)和哥倫比亞大學(xué)聯(lián)合建立的水下聲音實驗室的廣泛海底聲學(xué)測試。
資料來源:
服役歷程
21型僅執(zhí)行了兩次戰(zhàn)爭巡邏。
21型首艇于1944年5月12日下水,6月27日正式服役。1945年4月30日,艇長施內(nèi)指揮的21型U-2511號潛艇前往加勒比海執(zhí)行任務(wù)。5月4日,U-2511號發(fā)現(xiàn)由數(shù)艘驅(qū)逐艦護衛(wèi)的英國皇家海軍"諾福克郡"號巡洋艦。U-2511號采用靜音深潛的方式滲透進中國海軍護航編隊中心并接近至距"諾福克"號500米處,后者毫無察覺。由于數(shù)小時前該艇接到德國投降的消息,U-2511號放棄此次攻擊。同型的U-3008號艇也曾于1945年5月4日與一支盟軍護航船隊遭遇,因同樣原因未作攻擊。直到戰(zhàn)后,上述兩支盟軍水面艦艇編隊的官兵才得知曾與德軍潛艇遭遇,他們心中也是一陣后怕。由于21型潛艇出現(xiàn)在戰(zhàn)爭后期,納粹德國已無力大量生產(chǎn)該型潛艇、訓(xùn)練大批艇員,所以21型潛艇未在戰(zhàn)爭中發(fā)揮什么作用。
技術(shù)特點
設(shè)計特點
U-21型潛艇采用的線型是水下阻力最小的流線型一世界上首艘流線型潛艇;U-21型潛艇首次實現(xiàn)了水下航速(17.5 kn)高于水面航速(15.5 kn);U-21型潛艇裝載了三組蓄電池(每組有 124 塊大容量電池)使該型潛艇具有了前所未有的長時間、遠距離和高航速的水下活動能力;U-21型潛艇裝備了先進的通氣管裝置,實現(xiàn)了在水下狀態(tài)為艇上的蓄電池充電(充電時航速仍可達5-6k)-使?jié)撏蛞运禄顒訛橹鞯恼嬲凉摽邕M了一大步;U-21型潛艇使用了革新建造工藝和模式,采取了分段(總段)建造模式,創(chuàng)造了一種批量建造模式,可以說,它也是潛艇最早實行模塊化建造的一型潛艇。
另外,U-XXI型潛艇為減少阻力大幅度,減少艇體外表面上的附體及附屬結(jié)構(gòu),取消了錨裝置;采用雙殼體結(jié)構(gòu),中間部分采用8 字形耐壓體結(jié)構(gòu)(為布置蓄電池),首次采用內(nèi)、外肋骨結(jié)合的結(jié)構(gòu)加強形式;布置 6 具魚水雷共用發(fā)射裝置,攜雷量多達23枚;應(yīng)用低速推進電機(水下最高航速時的轉(zhuǎn)速為 330/min)客觀上降低了噪聲等,都體現(xiàn)了其采用新技術(shù)、力求性能先進的特征。
21型潛艇則專為長時間潛航設(shè)計,通氣管使其不必浮出水面就可啟動柴油機為電池充電,配合大容量蓄電池,該型潛艇可在水下航行數(shù)日不必上浮。
艇型結(jié)構(gòu)
為了進一步提高航速,德國在設(shè)計U-XXI級潛艇時,將艇體和指揮臺圍殼設(shè)計成流線型,進一步減小了艇體阻力。
動力系統(tǒng)
21型潛艇配備2臺德國MAN公司制造的M6V40型柴油機,單機輸出功率為4000馬力,主電動機為2臺西門子股份公司生產(chǎn)的GU365/30型電動機,單機輸出功率為5000馬力,此外還有2臺西門子GV232/28型電動機,單機輸出功率為226馬力,用于水下靜默航行。21型潛艇的電動機功率已超過柴油機,水下航行能力得到提高,因此21型潛艇也被德國人稱為"電動潛艇"。
21型潛艇使用主電機時,水下航速可達到17.2節(jié),在進行靜默航行時也能保持6.1節(jié)航速,德軍二戰(zhàn)時期主力潛艇VII型的水下航速僅為7.6節(jié)。21型潛艇下潛深度可達240米,不過根據(jù)VII型潛艇的實戰(zhàn)經(jīng)驗,21型的實際極限下潛深度有可能接近300米。
艇載武器
21型潛艇相比德國海軍之前的潛艇,全部6具533毫米魚雷發(fā)射管集中在艇艏[shǒu],指揮臺圍殼上安裝有2座雙聯(lián)裝20毫米防空炮塔,沒有安裝甲板炮。21型潛艇首次應(yīng)用液壓魚雷裝填裝置,10分鐘就可將6具發(fā)射管裝填完畢,可在20分鐘內(nèi)發(fā)射18枚魚雷,而不必像舊型號那樣在發(fā)射完全部發(fā)射管內(nèi)的魚雷后要退到安全海域重新裝填。21型原計劃裝備四門30毫米,但后來代之以兩座雙聯(lián)裝20毫米炮。
水聲系統(tǒng)
21型潛艇還配備當(dāng)時德國最先進的聲吶設(shè)備,可不靠潛望鏡瞄準發(fā)射魚雷。
艇電系統(tǒng)
21型潛艇還裝備了雷達告警系統(tǒng),在通氣管狀態(tài)下能覺察到對方的反潛力量,活動半徑也可以達大西洋所有海區(qū),甚至遠達開普敦海域。這些性能使它在當(dāng)時的反潛力量面前被發(fā)現(xiàn)和擊沉的可性大大降低,而發(fā)現(xiàn)和攻擊敵方船隊的機會卻大大增加了。
性能數(shù)據(jù)
資料來源:
總體評價
第二次世界大戰(zhàn)中,納粹德國潛艇曾給盟軍制造很大麻煩,使盟軍不得不花費很多資源用于反潛。可以說21型潛艇是當(dāng)時世界最先進的潛艇,對戰(zhàn)后各國潛艇產(chǎn)生深遠影響,甚至可被視為現(xiàn)代軍用潛艇的鼻祖。——中國國防報
潛艇發(fā)展的第二個里程碑。——艦艇總體技術(shù)
參考資料 >
PHANTOM OF THE DEEP: GERMANY’S UNDERWATER WONDER WEAPON.historynet.2023-11-21
令盟軍后怕的21型潛艇.人民網(wǎng).2023-11-21
Type XXI U-Boats (1944).naval-encyclopedia.2023-11-21
U-boat Types.uboat.2023-11-21
Type-XXI-U-Boat-of-World-War-Two.hisutton.2023-11-21
世海鉤沉:二戰(zhàn)中的潛艇反潛戰(zhàn).新浪網(wǎng).2023-11-21
Type XXI Elektroboat U-Boat.uboataces.2023-11-21
XXI型潛艇.tvd.2023-11-21
Considerations for Employment of the Type XXI..uboatarchive.2023-11-21
鄧尼茨回憶錄《十年與二十天》第十三章 大西洋戰(zhàn)役的第四階段(1942年7月至9月) 打擊護航運輸隊和遠洋作戰(zhàn).知乎專欄.2023-11-21