Německé ponorky řady XXI jsou bez nadsázky nejlepšími loděmi této třídy na světě té doby. Ve všech předních námořních mocnostech se stali vzorem. Co na nich bylo revolučního? Tvorba ponorek řady XXI začala v roce 1943. Pak taktika „vlčích smeček“, založená na skupinových nočních útocích ponorek, které operovaly z hladiny, přestala přinášet výsledky. Lodě pronásledující konvoje na hladině byly detekovány radarem a podrobeny preventivním protiútokům. Ponorky, nucené operovat z povrchové pozice, protože byly rychlostí nižší než konvoje a měly omezené zásoby energetických zdrojů, byly odsouzeny ke ztrátě.
Zařízení ponorky řady XXI:
a - podélný řez; b - umístění hnacích motorů; c - plán paluby.
1 - vertikální volant; 2 - kapotážní hydroakustická stanice (GAS) "Sp-Anlage"; 3 - kontejnery záchranných člunů; 4 - plazivý elektromotor; 5 - zařízení pro dieselový provoz pod vodou ("šnorchl"); 6 - diesel; 7 - obytné místnosti; 8 - hřídel přívodu vzduchu pro dieselové motory; 9 - blatníky prvních výstřelů; 10 - 20 mm dělostřelecká lafeta; 11 - šachta výfuku plynu; 12 - výsuvný stožár rádiové antény; 13 - anténa radarové stanice; 14,15 - velitelské a navigační periskopy; 16 - kapotáž GAS "S-Basis"; 17 - nakládací poklop torpéda; 18 - náhradní torpédo; 19 - torpédomet; 20 - kapotáž GAS "GHG-Anlage"; 21 - bateriové jímky; 22 - převodovka hřídele vrtule; 23 - veslařský motor; 24 - kabinová hydroakustika; 25 - rozhlasová místnost; 26 - centrální sloupek; 27 - stabilizátor; 28 - záďová horizontální kormidla
Řešení problému spočívalo v radikálním zlepšení kvality ponorky, a právě kvality ponorky. A to by mohlo zajistit pouze vytvoření výkonné elektrárny a velkokapacitních energetických zdrojů, které nepotřebují atmosférický vzduch. Práce na nových motorech s plynovou turbínou však ubíhaly pomalu a poté učinili kompromisní rozhodnutí – vytvořit dieselelektrickou ponorku, ale veškeré úsilí zaměřili především na dosažení co nejlepšího výkonu potápěčských prvků.
Rysem nového člunu bylo použití výkonných elektromotorů (5krát více než předchozí velké ponorky řady IX, které měly stejný výtlak) a baterií s trojnásobným počtem skupin prvků. Předpokládalo se, že spojení těchto osvědčených řešení a dokonalé hydrodynamiky poskytne ponorce potřebné podvodní kvality.
Ponorka byla původně vybavena pokročilým zařízením pro dieselový provoz pod vodním „šnorchlem“. To umožnilo lodi, která byla pod periskopem a prudce redukovala její radarovou signaturu, nabíjet baterii a provádět přechody pod dieselové motory. Přiblížení protiponorkových lodí vedoucích pátrání bylo zjištěno ponorkou pomocí antény přijímače signálů z provozních radarových stanic instalovaných na „šnorchlu“. Kombinace těchto dvou zařízení na jednom výsuvném stožáru umožnila včas varovat potápěče před výskytem nepřítele a vyhnout se mu ponorem do hlubin.
Celková hmotnost bateriové instalace byla 225 tun a její podíl na výtlaku dosáhl 14 %. Kapacita prvků dříve vyvinutých pro ponorky řady IX byla navíc díky použití tenčích plátů zvýšena o 24 % v režimu dvouhodinového vybíjení nebo o 18 % ve dvacetihodinovém vybíjení. Současně se však životnost baterie snížila na polovinu - z 2-2,5 na 1-1,5 roku, což přibližně odpovídalo průměrné "délce života" ponorek účastnících se nepřátelských akcí. V tomto ohledu byly čluny řady XXI považovány konstruktéry za válečné lodě, za jakési „postradatelné“. zbraně» s relativně krátkým životním cyklem, stejně jako tank nebo letadlo. Neměly přebytečné zdroje typické pro mírové lodě, které byly v provozu 25-30 let.
Umístění takto výkonné baterie bylo možné pouze díky originálnímu tvaru odolného pouzdra s průřezy v podobě „osmičky“. Na člunech řady XXI zabíraly bateriové jámy asi třetinu délky silného trupu a byly umístěny ve dvou úrovních - ve spodním segmentu "osmičky" a nad ní, s centrálním průchodem mezi bateriemi.
Robustní trup ponorky řady XXI byl rozdělen do 7 oddílů. Na rozdíl od předchozích člunů sérií VII a IX však odmítla přidělit úkrytové oddíly s kulovými přepážkami se zvýšenou pevností, což byly zpravidla koncové oddíly a centrální sloupový oddíl. Zkušenosti z války ukázaly, že v bojových podmínkách je koncept záchrany ponorek z úkrytů prakticky nerealizovatelný, zejména pro lodě v oceánské zóně. Odmítnutí úkrytových oddílů umožnilo vyhnout se technologickým a dispozičním nákladům spojeným s kulovými přepážkami.
Obrysy záďového konce, upravené pro dosažení vysokorychlostních kvalit, neumožňovaly umístění záďového aparátu. To však neovlivnilo metody používání nových ponorek. Předpokládalo se, že po objevení konvoje by měla zaujmout pozici před ním a poté, co se přiblíží v ponořené poloze maximální možnou rychlostí, prolomit stráže a zaujmout místo pod loděmi uvnitř rozkazu (příbuzný postavení lodí na přeplavbě moře a během bitvy). Poté, když se loď pohybovala spolu s konvojovými loděmi v hloubce 30–45 m a skrývala se za nimi před protiponorkovými loděmi, provedla loď, aniž by se vznášela, útoky naváděcími torpédy. Poté, co vystřelila munici, šla do velké hloubky a tichým pohybem se vyhnula konvoji dozadu.
Dělostřelecké zbraně byly určeny pouze pro protivzdušnou obranu. Dvě dvojité 20mm lafety byly umístěny ve věžích, organicky vepsané do obrysů kácecího plotu. Na rozdíl od předchozích lodí byly ponorky řady XXI poprvé vybaveny rychlonabíjecím zařízením, které umožňovalo přebít všechny torpédomety za 4-5 minut. Tak se stalo technicky možné střílet plnou municí (4 salvy) za méně než půl hodiny. To se stalo zvláště cenným při útoku na konvoje, které vyžadovaly velké množství munice. Hloubka palby torpéd byla zvýšena na 30-45 m, což bylo dáno požadavky na zajištění bezpečnosti před narážením a kolizemi, když byl člun ve středu rozkazu, a také odpovídala optimálním provozním podmínkám pro sledování a určení cíle. při provádění neperiskopových útoků.
Základem sonarové výzbroje byla zaměřovací stanice, jejíž anténa sestávala ze 144 hydrofonů a byla umístěna pod kapkovitou kapotáží v kýlu přídě, a sonarová stanice s anténou instalovanou v přední části přídě. plot kormidelny (zorné pole až 100° na každou stranu). Primární detekce cíle na vzdálenost až 10 mil byla prováděna na hlukové zaměřovací stanici a přesné určení cíle pro odpalování torpédových zbraní bylo zajišťováno sonarem. To umožnilo člunům řady XXI, na rozdíl od jejich předchůdců, provádět útoky ze zásobování podle hydroakustiky, aniž by se vynořily pod periskop pro vizuální kontakt.
K odhalení nejnebezpečnějších nepřátel – protiponorkových letadel – byl člun vyzbrojen radarovou stanicí (RLS), která se používala pouze na hladině. Následně na lodích plánovaných k dodání námořnictvo v létě 1945 se počítalo s instalací nového radiolokátoru s anténou na výsuvném stožáru, který se zvedal v poloze periskopu.
Velká pozornost byla věnována hydrodynamickým vlastnostem. Tvar trupu poskytoval nízký odpor v ponořené poloze, ale zároveň umožňoval i udržení dobré povrchové plavby. Vyčnívající části byly zredukovány na minimum, dostaly proudnicový tvar. Výsledkem je, že ve srovnání s předchozími velkými ponorkami řady IXD / 42 se koeficient admirality, který charakterizuje hydrodynamické vlastnosti lodi, u člunů řady XXI pro ponořenou polohu zvýšil více než 3krát (156 oproti 49 ).
Zvýšení rychlosti pod vodou si vyžádalo zvýšení stability ponorky ve vertikální rovině. Za tímto účelem byly do složení záďového opeření zavedeny horizontální stabilizátory. Použité schéma záďového opeření se ukázalo jako velmi úspěšné. V poválečném období se rozšířil a používal se na řadě dieselových a poté jaderných ponorek první generace.
Hydrodynamická dokonalost příznivě ovlivnila podvodní hluk lodi. Jak ukázaly poválečné testy provedené americkým námořnictvem, hluk člunů řady XXI při pohybu pod hlavními elektromotory rychlostí 15 uzlů byl ekvivalentní hluku amerických ponorek jedoucích rychlostí 8 uzlů. Při pohybu rychlostí 5,5 uzlu pod plíživými elektromotory byl hluk německé ponorky srovnatelný s hlukem amerických člunů při nejpomalejší rychlosti (asi 2 uzly). V režimu pohybu s nízkou hlučností byly čluny řady XXI v dosahu vzájemné sonarové detekce několikanásobně lepší než torpédoborce střežící konvoje.
Počítalo se se zvláštními opatřeními k výraznému zlepšení obyvatelnosti nových ponorek. Protože si konstruktéři uvědomili, že v podmínkách dlouhodobého křižování závisí bojová schopnost ponorky do značné míry na fyzickém stavu a pohodě posádky, použili takové novinky, jako je klimatizace a zařízení na odsolování vody. Systém „teplých“ lůžek byl zlikvidován a každý ponorkář dostal své individuální spací místo. Pro službu a zbytek posádky byly vytvořeny příznivé podmínky.
Němečtí konstruktéři tradičně věnovali velkou pozornost ergonomickým faktorům - pohodlí posádky, nejúčinnější bojové použití technického vybavení. Míra promyšlenosti těchto „detailů“ se vyznačuje takovým příkladem. Setrvačníky na ventilech lodních systémů měly v závislosti na účelu svůj vlastní tvar, odlišný od ostatních (např. setrvačníky ventilů na palubních linkách měly rukojeti s kulovým koncem). Zdálo by se, že taková maličkost umožňovala ponorkám v nouzi, dokonce i v naprosté tmě, neomylně jednat, dotykovým ovládáním ventilů a blokováním nebo spouštěním potřebných systémů.
Před koncem 1944. světové války německý průmysl v letech 1945-121. předal flotile 30 ponorek řady XXI. Dne 1945. dubna 3 se však pouze jeden z nich vydal na první bojovou kampaň. Vysvětluje to skutečnost, že po propuštění ponorky z továrny se počítalo s 6měsíčními testy a poté s dalším XNUMXměsíčním kurzem bojového výcviku. Ani agónie posledních měsíců války nemohla toto pravidlo porušit.
