212型潜艇（德国联邦国防军海军装备的常规动力攻击潜艇）

212型潜艇

德国联邦国防军海军装备的常规动力攻击潜艇

212型潜艇（英语：Type 212 submarine，德语：U-Boot-Klasse 212 A，意大利版称之为Todaro class submarine，托达罗级潜艇）是德国联邦国防军海军和意大利海军都装备的一型常规动力攻击潜艇。212A型的舰体拥有最佳的长宽比，舰体线条比德国先前设计的所有潜艇更加流线。本级艇还是当今世界上现役唯一一种配备固定式火炮的潜艇，面临突发状况时，让浮航的潜艇有某种程度的近距离压制火力。

发展沿革

研制背景

受限于第二次世界大战之后的条约，西德在战后建造206型潜艇的205与206型潜艇都在450吨以下，舰上除了发射管内的鱼雷外并无任何备射鱼雷，也没有办法携带太多油料以及侦测装备，战力受到很大的限制。最初西德用来取代205/206型的新一代柴电潜艇计划是211型潜艇计划（这个序号接在出售挪威的210型/TR-1000之后），不过由于80年代燃料电池研发成功，遂将之取消重新设计，纳入燃料电池作为动力系统，并改称为212型 。由于条约限制的效力告终，212型得以放大至正常潜艇的吨位。212型全面发展合约在1994年签订，HDW为主承包商，德国另一家著名潜艇制造商泰森北海（TNSW）的恩登厂则为次承包商。

设计建造

最初德国海军打算采购12艘左右的212型潜艇模型212型，并于1995年开始建造第一批四艘；但是90年代欧洲各国竞相大幅删减国防预算，德国也不例外，导致212型潜艇的建造大幅延后，甚至一度濒临取消，不过最后212型仍然存活下来。德国政府在1994年决定采购第一批四艘 ，而意大利海军也稍早放弃了本身的S-90柴电攻击潜艇计划，在1995年加入了德国212型潜艇计划，双边的合作关系于1996年正式展开；由于将意大利的需求纳入212的共通设计中，因此德国随即将这种稍事修改的决定版212型称为212A。

德国海军的212A首舰U-31（S-181）准备下水的212型潜艇1998年7月在HDW厂开工建造，2002年3月20日完工下水，随后展开厂试，2003年4月在波罗底海进行浅水域测试，在2004年8月交舰，2005年10月19日成军；二号舰U-32（S-182）2003年12月4日下水，2005年5月交舰，同年10月19日服役；三号舰U-33（S-183）于2004年9月下水，2006年6月13日服役；而四号舰U-34（S-184）则在2006年7月下水，2007年5月3日服役 ；第一批四艘212A型中，HDW负责建造第一、第三艘（U-31、33），TNSW则建造212A型的第二与第四艘（U-32、34）。2006年9月22日，德国政府与GSC签约，采购第二批二艘改良型212A型（U-35、36），分别由HDW与TNSW各造一艘，两舰分别于2012与2013年成军。

设计特点

艇身设计

212A型是舰尾呈尖锥状，帆罩也有极佳的流建造中的212型潜艇线造型且前方有倾斜设计，可有效降低航行时的阻力。212A型潜艇的舰首上部造型刻意向下弯曲，让舰首被动阵列声纳拥有最佳的涵盖面。212A型的舰体以高强度低磁不锈钢制造，全舰分隔为四个舱区；由于优异的焊接技术、结构设计以及材料技术，使本级舰的舰体拥有极佳的耐压能力以及耐冲击力，能增加潜航深度以及抵抗反潜武器的爆震。此外，212A型舰体极低的航行阻力以及尽量减少的舰体表面开口，都有助于降低航行时舰体排开海水时产生的噪音，降低被敌方被动声纳察觉的机率。

212A型潜艇采用叶卷型船型，舰体构造融合单壳212型艇尾②与双壳设计，前部船体采用单壳结构，后段则为了容纳燃料电池储氢容器而使用双壳结构，此外耐压壳上部还有一层非水密的上部构造，由舰首一路延伸至舰尾 ；相较于一般纯单壳设计，复合型以管状的单一耐压壳为主体，在其外附加部分外壳（通常位于潜艇舰体上部或下部），与内部耐压壳之间形成非水密的自由流水空间（称为舷间空间），能将一些 不需要特别保护、能直接与海水接触的设备（例如压载水舱、燃油舱、浮力调整舱甚至相关机械设施等等）设置在这些地方，而不去占用耐压壳内部的宝贵空间。

操控设计

212A型采用比较罕见的X型尾翼；无论是水平或212型艇尾垂直方向的航向改变，X尾翼的四个舵面都会参与，而传统十字尾翼在垂直或水平控制时各只有两个舵面参与，所以X尾翼的等效舵面积较高，换言之能在面积比较小的情况下获得与十字尾翼相同的舵面积，所以长度可以不超过潜艇轮廓的横断面，故适合在浅海执行任务，无论在航行、坐底或靠泊时都比较不容易让尾翼与其他物体碰撞而造成损伤。不过X型尾翼每个动作都同时牵涉到水平与垂直方向的控制 ，动作稍有不甚就会让潜艇失控，因而需通过计算机来计算翼面动作，此外也得采用更复杂、体积更大的制动机械，会让容纳这些装备的艇尾必须更为粗大，降低舰体的流线程度。一反过去德国潜艇的惯例，212A型的水平控制翼从舰首移至帆罩上。

动力设计

212A型是全世界第一种采用燃料电池-柴电动力系统船台上的212A露出的贮氢合金钢瓶的潜艇。212A型首舰U-31号的燃料电池为西门子的第一代实用化PEM燃料电池，由9组PEM燃料电池单元、两个14吨的液态氧储存槽以及氢储存容器组成，每组PEM单元可输出34kW，九组PEM加起来的总功率达306kW，使U-31能以5节以下的低速在水下连续潜航二至三周。金属氢化物氢气储存槽能在10小时内完成80%的装填，25小时内完成100%的装填。液态氧由低磁性钢材制造的储存槽来容纳，安装于燃料电池之上、氢气储存槽之下，采用弹性基座装设以抵销震动的影响，液态氧储存槽周围设置泡棉以形成中性浮力，操作期间不会改变重量。

212型潜艇内部布置图氮气则以高压气体的方式贮存于瓶中。液态氧储存槽不仅用来供应燃料电池，也用来提供潜艇在持续数星期的潜航所需的氧气。 至于后续三艘212A（U-32~34）以及外销用的214型潜艇则换装更先进的第二代PME燃料电池系统，由两个功率各120kW的燃料电池模块构成，不仅结构较为简化，水下续航能力也提升了三倍左右；每个第二代PEM电池模块重约900kg，体积为4400px X 1325px X 1250px，输出电流560安培，电压215伏，工作温度为80℃，全负载工作时的能量转换率为58%。

212氢储存槽布置为了减西门子PEM燃料电池少占用压力壳内的可用空间，将氢气与氧气储存设施设置于耐压壳体之外。 212A的前半段舰体为单壳结构，帆罩部位以后则为了容纳氢储存容器而成为双壳；后段耐压壳体直径由前段的6.3m缩小到5.8m，腾出的外部空间 用来容纳38个贮氢合金储存单元，以环绕方式布置在后段耐压壳体外部两侧，每个单元长5.2m、直径1250px、重4.2吨，各自能储存84kg的氢。

而212型的两个液态氧储存槽则设置在舰体上部耐压壳体外部与外部船壳之间的空间中。此种设计不会占用压力壳体内的空间，使舰内可用空间 增加，有利于舰体设计的紧致性；相关的的隐忧也十分显著，首先置于耐压壳外的氢与氧容器少了一层保护，面对外来爆震力量冲击时比较脆弱，对于抵抗战损较为不利。

除了AIP之外，212A型潜艇仍设一般西门子PMM的柴油电力推进机组，主机为一具用于水面高速航行或为燃料电池充电的MTU 16 V-396柴油机，可输出4200匹马力，水下航行的动力来源则为一具新型西门子永磁电动机 （Permanent Magnets Motor，PMM），输出功率达2420轴马力 。212A型的铅酸蓄电池安装于舰体前段的甲板，用于提供潜航所需的动力；这些铅酸电池由Piller公司的发电机负责充电，充电速度极快；发电机安装在双层弹性悬吊基座上，以减低运作时产生的噪音与震动。

船电系统

水下侦测部分，本级舰配备STN Atlas Elektronik D212型潜艇剖视图BQS-40主/被动声纳系统，整合有舰首环形中频被动阵列声纳（CHA）、FAS-3侧面中/低频被动阵列声纳、TAS-3低频拖曳阵列声纳（其声纳听音阵列长度达40m，由又下方的尾舵顶端施放，最大侦测距离在100km以上）、被动测距声纳 （PRS）、主要用于回避水雷的STN Atlas Elektronik MOA-3070高频主动声纳（MAS）、环形声纳讯号接收警告器（CIA）等，功能完备而且涵盖面佳；至于意大利的212A型潜艇则配备STN Atlas Elektronik的CSU-90整合水下声纳系统（Integrated Sensor Underwater System），是DBQS-40的输出型号。

水面侦测部分，212A型帆罩内的伸缩桅212型潜艇桅杆杆群包括一具Kelvin Hughes Type-1007平面搜索雷达、一具蔡斯（Zeiss）的新型SERO-14光电侦搜潜望镜、一具蔡斯SERO-15光电攻击潜望镜，以及一具由欧洲航天防卫集团系统与电子部门（EADS Systems & Defence Electronics）与特拉斯防卫公司（Thales Defence Ltd）研发的FL-1800U电子战系统（水面舰使用的FL-1800 S-II的潜艇版本）。SERO-14光电搜索潜望镜整合有红外线热影像仪、光学测距瞄准仪、GPS全球定位系统等，而SERO-15则整合有光学瞄准仪与激光测距仪；此外，舰上的导航定位装备还包括卫星导航定位系统、无线电综合导航系统、水下计程仪以及测深测冰仪等等。

作战系统

作战系统方面，本级舰的战斗系统发展自拥MSI-90U指挥和武器控制系统有高性能资料总线、分散式架构的挪威康斯堡航天防卫公司（Konsberg Defence & Aerospace，KDA）的MSI-90U基本武器指挥控制系统（Basic Command & Weapons Control System，Basic CWCS），此系统采用全分散架构，与各作战装备高度整合， 利用高性能资料总线将舰上的武器系统、声纳以及导航等连结在一起运作；而意大利的212A型则配备名为整合感测水下系统（Integrated Sensor Underwater System，ISUS）的ISUS-90-20战斗系统，亦为MSI-90U的输出版本。

武装系统

212A型舰首下方有六具533mm鱼雷管，DM2A4鱼雷除了鱼雷管内预先装填的6件武器之外，舰上还储存有12件备射武器，并能快速进行再装填。这些鱼雷管配备具低音设计的水压弹射系统，不仅能使用鱼雷，也可以发射水雷与导弹。212A型使用德国STN Atlas Elektronik的新型DM2A4海鳕（Sea Hake）四型重型线导鱼雷，此外也能在艇身外加装Abeking & Rasmussen的外挂式水雷布放箱。为了反制来袭的鱼雷，212A型配备STN Atlas Elektronik与Allied Signal ELAC合作研发的TAU-2000鱼雷对抗系统，由舰上的战斗系统自动控制。TAU-2000包括四具投射系统，每具最多能安装10个发射管，使用的弹药包括反鱼雷诱饵、噪音干扰器等等，能发射多个诱饵来反制使用反覆攻击模式（re-attack mode）的鱼雷。

总体评价

除了212A型之外，HDW在90年代后期还以212A型的技术以及209型的弹性理念，在1997年推出214型潜艇，取代209型成为德国潜艇工业在国际市场上的新主力。214型拥有与212A型类似的流线舰体、同样先进精良的装备，排水量进一步增加，并使用续航力更大的燃料电池系统。虽然一度濒临取消的险境，但集新世代传统动力潜艇最先进科技于一身的212A型终究化险为夷，成为德国优良潜艇血统的传承者。然而，作为燃料电池AIP的先驱者，212A/214潜艇也需承担前述的若干隐忧与风险，实用性仍待时间的检验。

参考资料

1.德国212潜艇训练 艇内照片惊现女艇员·千龙网