212型潛艇(英語:Type 212 submarine,德語:U-Boot-Klasse 212 A,意大利版稱之為Todaro class submarine,托達(dá)羅級(jí)潛艇)是德國聯(lián)邦國防軍海軍/意大利海軍隸下的一型常規(guī)動(dòng)力攻擊潛艇。

本級(jí)艇由德國設(shè)計(jì)建造,是德國優(yōu)良造艦工藝以及最尖端科技的結(jié)晶,也是全世界第一種采用燃料電池的AIP潛艇,在德國造艦工業(yè)精心設(shè)計(jì)下,212A型的艦體擁有最佳的長寬比,艦體線條比德國先前設(shè)計(jì)的所有潛艇更加流線。

本級(jí)艇還是當(dāng)今世界上現(xiàn)役唯一一種配備固定式火炮的潛艇,其裝備的Muraena自動(dòng)火炮系統(tǒng)在潛艇于洋面執(zhí)行某些特殊任務(wù),或面臨突發(fā)狀況時(shí),讓浮航的潛艇有某種程度的近距離壓制火力。

中文名

212型潛艇

建造單位

哈德威造船廠( HDW )

研制時(shí)間

1990年代-2002年

所屬國家

德國

服役時(shí)間

2005年10月19日

開發(fā)區(qū)級(jí)別

托達(dá)羅級(jí)潛艇

定型時(shí)間

2002年3月20日

外文名

Type 212 submarine

前型/級(jí)

206型潛艇和209型潛艇

服役情況

在役

建造數(shù)量

約10艘

次型/級(jí)

212A型潛艇和214型潛艇?

建造

哈德威造船廠

艇型

常規(guī)潛艇

所屬

德國聯(lián)邦國防軍海軍

發(fā)展沿革

研制背景

206型潛艇

第二次世界大戰(zhàn)之后,聯(lián)邦德國受條約限制,先后建造的205型潛艇和206型潛艇的排水量都在450 噸以下,除了發(fā)射管內(nèi)的魚雷外并無任何備射魚雷,也沒有辦法攜帶太多油料以及偵測(cè)裝備,戰(zhàn)力受到很大的限制。

212型潛艇模型

20世紀(jì)70年代,按照之前計(jì)劃,聯(lián)邦德國研制的潛艇由24艘較小的作戰(zhàn)潛艇和6艘較大的獵潛潛艇組成。為了使獵潛潛艇具有較快的航速和較大的續(xù)航力,考慮在該潛艇上使用20世紀(jì)50年代就開始研制的AIP系統(tǒng)。為此,聯(lián)邦德國對(duì)各種AIP系統(tǒng)進(jìn)行了比較,其中包括“沃爾特”閉式循環(huán)汽輪機(jī)、斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)、閉式循環(huán)柴油機(jī)和燃料電池等,并將該潛艇設(shè)計(jì)命名為208型潛艇。由于AIP系統(tǒng)的研究進(jìn)展緩慢,一直沒有適合的AIP系統(tǒng)可以使用,聯(lián)邦德國最終在1982年取消了該項(xiàng)目,并繼續(xù)制定新的設(shè)計(jì)概念,在新的設(shè)計(jì)中考慮了北約的作戰(zhàn)需求,并將該潛艇設(shè)計(jì)命名為211型,這個(gè)序號(hào)接在出售挪威的210型/TR-1000之后。

20世紀(jì)80年代,聯(lián)邦德國研制的燃料電池和閉式循環(huán)柴油機(jī)兩種AIP系統(tǒng)逐步進(jìn)入實(shí)用階段,并將燃料電池作為重點(diǎn)研究和應(yīng)用對(duì)象。1984年,聯(lián)邦德國HDW船廠將燃料電池系統(tǒng)裝于潛艇分段內(nèi),進(jìn)行了全面的陸上試驗(yàn)試驗(yàn)表明該系統(tǒng)可以運(yùn)行,而且安全可靠。1987年,聯(lián)邦德國又將這種AIP系統(tǒng)加裝到205型潛艇U1艇上,在海上成功地進(jìn)行了6個(gè)月的試航,驗(yàn)證了該系統(tǒng)的適用性。

1990年,德國海軍開始醞釀以209型潛艇1200型潛艇為母型,通過加裝燃料電池AIP系統(tǒng),設(shè)計(jì)世界上第一艘裝備燃料電池AIP系統(tǒng)的潛艇,并換裝性能更好的聲吶、潛望鏡及武器系統(tǒng)等,這就是212型潛艇。

建造沿革

準(zhǔn)備下水的212型潛艇

德國海軍計(jì)劃采購12艘左右的212型,并于1995年開始建造第一批四艘;但是20世紀(jì)90年代歐洲各國競相大 幅刪減國防預(yù)算,德國也不例外,導(dǎo)致212型潛艇的建造大幅延后,甚至一度瀕臨取消,不過最后212型仍然存活下來。

1994年,由于條約限制的效力告終,212型得以放大至正常潛艇的噸位,其全面發(fā)展合約正式簽訂,德國政府決定采購第一批四艘,HDW為主承包商,德國另一家著名潛艇制造商泰森北海(TNSW)的恩登廠則為次承包商。

1995年,由于意大利海軍在此之前早放棄了自身的S-90柴電攻擊潛艇計(jì)劃,因此加入了德國212型潛艇計(jì)劃,雙邊的合作關(guān)系于1996年正式展開;由于將意大利的需求納入212的共通設(shè)計(jì)中,因此德國隨即對(duì)212型潛艇設(shè)計(jì)進(jìn)行了修改,將修改的最終版212型稱為212A型。

1998年7月,212A型首艇U-31(S-181)在HDW廠開工建造,2002年3月20日完工下水,隨后展開廠試,2003年4月在波羅的海進(jìn)行淺水域測(cè)試,在2004年8月交付。二號(hào)艦U-32(S-182)2003年12月4日下水,2005年5月交付。第一批四艘212A型中,HDW負(fù)責(zé)建造第一、第三艘(U-31、33),TNSW則建造212A型的第二與第四艘(U-32、34)。2006年9月22日,德國政府與GSC簽約,采購第二批二艘改良型212A型(U-35、36),分別由HDW與TNSW各造一艘,兩艇分別于2015與2016年成軍。

服役歷程

2005年10月19日,U-31艇和U-32艇服役。三號(hào)艦U-33(S-183)于2004年9月下水,2006年6月13日服役;而四號(hào)艦U-34(S-184)則在2006年7月下水,2007年5月3日服役。

技術(shù)特點(diǎn)

艇身設(shè)計(jì)

建造中的212型潛艇

212A型艦尾呈尖錐狀,指揮臺(tái)圍殼也有極佳的流 線造型且前方有傾斜設(shè)計(jì),可有效降低航行時(shí)的阻力。212A型潛艇的艦首上部造型刻意向下彎曲,讓艦首被動(dòng)陣列聲納擁有最佳的涵蓋面。212A型的艦體以高強(qiáng)度低磁不銹鋼制造,全艦分隔為四個(gè)艙區(qū);由于優(yōu)異的焊接技術(shù)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及材料技術(shù),使本級(jí)艦的艦體擁有極佳的耐壓能力以及耐沖擊力,能增加潛航深度以及抵抗反潛武器的爆震。此外,212A型艦體極低的航行阻力以及盡量減少的艦體表面開口,都有助于降低航行時(shí)艦體排開海水時(shí)產(chǎn)生的噪音,降低被敵方被動(dòng)聲納察覺的機(jī)率。

212型艇尾②

212A型潛艇采用雪茄型船型,艦體構(gòu)造融合單殼 與雙殼設(shè)計(jì),前部船體采用單殼結(jié)構(gòu),后段則為了容納燃料電池儲(chǔ)氫容器而使用雙殼結(jié)構(gòu),此外耐壓殼上部還有一層非水密的上部構(gòu)造,由艦首一路延伸至艦尾;相較于一般純單殼設(shè)計(jì),復(fù)合型以管狀的單一耐壓殼為主體,在其外附加部分外殼(通常位于潛艇艦體上部或下部),與內(nèi)部耐壓殼之間形成非水密的自由流水空間(稱為舷間空間),能將一些 不需要特別保護(hù)、能直接與海水接觸的設(shè)備(例如壓載水艙、燃油艙、浮力調(diào)整艙甚至相關(guān)機(jī)械設(shè)施等等)設(shè)置在這些地方,而不去占用耐壓殼內(nèi)部的寶貴空間。操控設(shè)計(jì)

212型艇尾

212A型采用比較罕見的X型尾翼;無論是水平或 垂直方向的航向改變,X尾翼的四個(gè)舵面都會(huì)參與,而傳統(tǒng)十字尾翼在垂直或水平控制時(shí)各只有兩個(gè)舵面參與,所以X尾翼的等效舵面積較高,換言之能在面積比較小的情況下獲得與十字尾翼相同的舵面積,所以長度可以不超過潛艇輪廓的橫斷面,故適合在淺海執(zhí)行任務(wù),無論在航行、坐底或靠泊時(shí)都比較不容易讓尾翼與其他物體碰撞而造成損傷。不過X型尾翼每個(gè)動(dòng)作都同時(shí)牽涉到水平與垂直方向的控制,動(dòng)作稍有不甚就會(huì)讓潛艇失控,因而需通過計(jì)算機(jī)來計(jì)算翼面動(dòng)作,此外也得采用更復(fù)雜、體積更大的制動(dòng)機(jī)械,會(huì)讓容納這些裝備的艇尾必須更為粗大,降低艦體的流線程度。一反過去德國潛艇的慣例,212A型的水平控制翼從艦首移至帆罩上。動(dòng)力設(shè)計(jì)

船臺(tái)上的212A露出的貯氫合金鋼瓶

212A型是全世界第一種采用燃料電池-柴電動(dòng)力系統(tǒng) 的潛艇。212A型首艦U-31號(hào)的燃料電池為西門子的第一代實(shí)用化PEM燃料電池,由9組PEM燃料電池單元、兩個(gè)14噸的液態(tài)氧儲(chǔ)存槽以及氫儲(chǔ)存容器組成,每組PEM單元可輸出34kW,九組PEM加起來的總功率達(dá)306kW,使U-31能以5節(jié)以下的低速在水下連續(xù)潛航二至三周。金屬氫化物氫氣儲(chǔ)存槽能在10小時(shí)內(nèi)完成80%的裝填,25小時(shí)內(nèi)完成100%的裝填。液態(tài)氧由低磁性鋼材制造的儲(chǔ)存槽來容納,安裝于燃料電池之上、氫氣儲(chǔ)存槽之下,采用彈性基座裝設(shè)以抵銷震動(dòng)的影響,液態(tài)氧儲(chǔ)存槽周圍設(shè)置泡棉以形成中性浮力,操作期間不會(huì)改變重量。

212型潛艇內(nèi)部布置圖

氮?dú)鈩t以高壓氣體的方式貯存于瓶中。液態(tài)氧儲(chǔ)存槽不僅用來供應(yīng)燃料電池,也用來提供潛艇在持續(xù)數(shù)星期的潛航所需的氧氣。至于后續(xù)三艘212A(U-32~34)以及外銷用的214型潛艇則換裝更先進(jìn)的第二代PME燃料電池系統(tǒng),由兩個(gè)功率各120kW的燃料電池模塊構(gòu)成,不僅結(jié)構(gòu)較為簡化,水下續(xù)航能力也提升了三倍左右;每個(gè)第二代PEM電池模塊重約900kg,體積為4400px X 1325px X 1250px,輸出電流560安培,電壓215伏,工作溫度為80℃,全負(fù)載工作時(shí)的能量轉(zhuǎn)換率為58%。

212氫儲(chǔ)存槽布置為了減 少占用壓力殼內(nèi)的可用空間,將氫氣與氧氣儲(chǔ)存設(shè)施設(shè)置于耐壓殼體之外。 212A的前半段艦體為單殼結(jié)構(gòu),帆罩部位以后則為了容納氫儲(chǔ)存容器而成為雙殼;后段耐壓殼體直徑由前段的6.3m縮小到5.8m,騰出的外部空間 用來容納38個(gè)貯氫合金儲(chǔ)存單元,以環(huán)繞方式布置在后段耐壓殼體外部兩側(cè),每個(gè)單元長5.2m、直徑1250px、重4.2噸,各自能儲(chǔ)存84kg的氫。而212型的兩個(gè)液態(tài)氧儲(chǔ)存槽則設(shè)置在艦體上部耐壓殼體外部與外部船殼之間的空間中。此種設(shè)計(jì)不會(huì)占用壓力殼體內(nèi)的空間,使艦內(nèi)可用空間 增加,有利于艦體設(shè)計(jì)的緊致性;相關(guān)的的隱憂也十分顯著,首先置于耐壓殼外的氫與氧容器少了一層保護(hù),面對(duì)外來爆震力量沖擊時(shí)比較脆弱,對(duì)于抵抗戰(zhàn)損較為不利。

西門子PMM

除了AIP之外,212A型潛艇仍設(shè)一般 的柴油電力推進(jìn)機(jī)組,主機(jī)為一具用于水面高速航行或?yàn)槿剂想姵爻潆姷腗TU 16 V-396柴油機(jī),可輸出4200匹馬力,水下航行的動(dòng)力來源則為一具新型西門子永磁電動(dòng)機(jī)(Permanent Magnets Motor,PMM),輸出功率達(dá)2420軸馬力。212A型的鉛酸蓄電池安裝于艦體前段的甲板,用于提供潛航所需的動(dòng)力;這些鉛酸電池由Piller公司的發(fā)電機(jī)負(fù)責(zé)充電,充電速度極快;發(fā)電機(jī)安裝在雙層彈性懸吊基座上,以減低運(yùn)作時(shí)產(chǎn)生的噪音與震動(dòng)。船電系統(tǒng)

212型潛艇剖視圖

水下偵測(cè)部分,本級(jí)艦配備STN Atlas Elektronik D BQS-40主/被動(dòng)聲納系統(tǒng),整合有艦首環(huán)形中頻被動(dòng)陣列聲納(CHA)、FAS-3側(cè)面中/低頻被動(dòng)陣列聲納、TAS-3低頻拖曳陣列聲納(其聲納聽音陣列長度達(dá)40m,由又下方的尾舵頂端施放,最大偵測(cè)距離在100km以上)、被動(dòng)測(cè)距聲納(PRS)、主要用于回避水雷的STN Atlas Elektronik MOA-3070高頻主動(dòng)聲納(MAS)、環(huán)形聲納訊號(hào)接收警告器(CIA)等,功能完備而且涵蓋面佳;至于意大利的212A型潛艇則配備STN Atlas Elektronik的CSU-90整合水下聲納系統(tǒng)(Integrated Sensor Underwater System),是DBQS-40的輸出型號(hào)。

212型潛艇桅桿

水面?zhèn)蓽y(cè)部分,212A型帆罩內(nèi)的伸縮桅 桿群包括一具Kelvin Hughes Type-1007平面搜索雷達(dá)、一具蔡斯(Zeiss)的新型SERO-14光電偵搜潛望鏡、一具蔡斯SERO-15光電攻擊潛望鏡,以及一具由歐洲航天防衛(wèi)集團(tuán)系統(tǒng)與電子部門(EADS Systems & Defence Electronics)與特拉斯防衛(wèi)公司(Thales Defence Ltd)研發(fā)的FL-1800U電子戰(zhàn)系統(tǒng)(水面艦使用的FL-1800 S-II的潛艇版本)。SERO-14光電搜索潛望鏡整合有紅外線熱影像儀、光學(xué)測(cè)距瞄準(zhǔn)儀、GPS全球定位系統(tǒng)等,而SERO-15則整合有光學(xué)瞄準(zhǔn)儀與激光測(cè)距儀;此外,艦上的導(dǎo)航定位裝備還包括衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)、無線電綜合導(dǎo)航系統(tǒng)、水下計(jì)程儀以及測(cè)深測(cè)冰儀等等。作戰(zhàn)系統(tǒng)

MSI-90U指揮和武器控制系統(tǒng)

作戰(zhàn)系統(tǒng)方面,本級(jí)艦的戰(zhàn)斗系統(tǒng)發(fā)展自擁 有高性能資料總線、分散式架構(gòu)的挪威康斯堡航天防衛(wèi)公司(Konsberg Defence & Aerospace,KDA)的MSI-90U基本武器指揮控制系統(tǒng)(Basic Command & Weapons Control System,Basic CWCS),此系統(tǒng)采用全分散架構(gòu),與各作戰(zhàn)裝備高度整合,利用高性能資料總線將艦上的武器系統(tǒng)、聲納以及導(dǎo)航等連結(jié)在一起運(yùn)作;而意大利的212A型則配備名為整合感測(cè)水下系統(tǒng)(Integrated Sensor Underwater System,ISUS)的ISUS-90-20戰(zhàn)斗系統(tǒng),亦為MSI-90U的輸出版本。武裝系統(tǒng)

DM2A4魚雷

212A型艦首下方有六具533mm魚雷管,除了魚雷管內(nèi)預(yù)先裝填的6件武器之外,艦上還儲(chǔ)存有12件備射武器,并能快速進(jìn)行再裝填。這些魚雷管配備具低音設(shè)計(jì)的水壓彈射系統(tǒng),不僅能使用魚雷,也可以發(fā)射水雷與導(dǎo)彈。212A型使用德國STN Atlas Elektronik的新型DM2A4海鱈(Sea Hake)四型重型線導(dǎo)魚雷,此外也能在艇身外加裝Abeking & Rasmussen的外掛式水雷布放箱。為了反制來襲的魚雷,212A型配備STN Atlas Elektronik與Allied Signal ELAC合作研發(fā)的TAU-2000魚雷對(duì)抗系統(tǒng),由艦上的戰(zhàn)斗系統(tǒng)自動(dòng)控制。TAU-2000包括四具投射系統(tǒng),每具最多能安裝10個(gè)發(fā)射管,使用的彈藥包括反魚雷誘餌、噪音干擾器等等,能發(fā)射多個(gè)誘餌來反制使用反覆攻擊模式(re-attack mode)的魚雷。

性能數(shù)據(jù)

參考數(shù)據(jù)

水上排水量

U-31~34:浮航1450噸U-35、36:浮航1500噸

潛航排水量

1830噸

潛航深度

超過200米

全長

U-31~34:55.9米,U-35、36:57.1米

全寬

7米
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船電武裝

主要武裝

6×533mm魚雷發(fā)射器(魚雷裝載量24枚,使用STN Atlas Elektronik DM-2A4魚雷)可加掛Abeking & Rasmussen外掛式水雷布放箱IDAS潛射防空導(dǎo)彈系統(tǒng)Muraena自動(dòng)火炮系統(tǒng)

德國版

STN Atlas Elektronik DBQS-40整合式聲納系統(tǒng)(整合有環(huán)形中頻被動(dòng)陣列聲納、FAS-3側(cè)面中/低頻被動(dòng)陣列聲納、TAS-3低頻拖曳陣列聲納、被動(dòng)測(cè)距聲納、STN Atlas Elektronik MOA-3070高頻主動(dòng)聲納、環(huán)形聲納訊號(hào)接收警告器、拖曳陣列聲納等)

意大利版

STN Atlas Elektronik CSU-90整合式聲納系統(tǒng)(整合有艦首高頻主動(dòng)聲納、中頻環(huán)形被動(dòng)陣列聲納、中/低頻側(cè)面被動(dòng)陣列聲納、被動(dòng)測(cè)距聲納、低頻拖曳陣列聲納、聲納訊號(hào)警告器等)

作戰(zhàn)系統(tǒng)

德國:MSI-90U整合指揮與武器控制系統(tǒng)意大利:ISUS-90-20整合指揮與武器控制系統(tǒng)

其他

TAU-2000魚雷反制系統(tǒng)(包含四具誘餌發(fā)射器)?

本級(jí)艇

德國:第一批四艘,第二批二艘
艦名安放龍骨下水時(shí)間服役時(shí)間
S-181 U-312002/3/202005/10/19
S-182 U-322003/12/42005/10/19
S-183 U-332004/92006/6/13
S-184 U-342006/72007/5/3
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212型潛艇

總體評(píng)價(jià)

除了212A型之外,HDW在90年代后期還 以212A型的技術(shù)以及209型的彈性理念,在1997年推出214型潛艇,取代209型成為德國潛艇工業(yè)在國際市場上的新主力。214型擁有與212A型類似的流線艦體、同樣先進(jìn)精良的裝備,排水量進(jìn)一步增加,并使用續(xù)航力更大的燃料電池系統(tǒng)。雖然一度瀕臨取消的險(xiǎn)境,但集新世代傳統(tǒng)動(dòng)力潛艇最先進(jìn)科技于一身的212A型終究化險(xiǎn)為夷,成為德國優(yōu)良潛艇血統(tǒng)的傳承者。然而,作為燃料電池AIP的先驅(qū)者,212A/214潛艇也需承擔(dān)前述的若干隱憂與風(fēng)險(xiǎn),實(shí)用性仍待時(shí)間的檢驗(yàn)。