21型潜水艦

XXI型潜水艦は、第二次世界大戦中の1943年から1945年にかけてナチス・ドイツの海軍（Kriegsmarine）向けに建造されたディーゼル電気潜水艦のクラスである。XXI型潜水艦の構想は、当時まだ生産されていたVII型とIX型が旧式化し、後継として設計されたXVIII型も新しい推進システムで依然として問題を抱えていたことが明らかになった1943年に生まれた。XXI型潜水艦は、探知を回避するために短時間潜航できる水上艦としてほとんどの時間を過ごすのではなく、主に潜航して運用するように設計された最初の潜水艦であった。潜航時間を延ばすために多くのバッテリーを搭載していたため、ドイツ海軍では「電気潜水艦」（ドイツ語で「 Elektroboote 」）と呼ばれることもあった。シュノーケルを装備していたため、ディーゼルエンジンで潜望鏡深度で航行し、浮上せずにバッテリーを充電することができた。この設計には、船体設計の改良による水中速度の大幅な向上、動力補助式魚雷の再装填、乗組員の居住性の向上など、多くの一般的な改良も含まれていた。

新型Uボートの納入を早めるため、プレハブ式セクションを組み立てる新しい大量生産方式が導入され、設計作業が完了する前に生産が開始された。経験の浅い工場が建造を担当したため、品質基準を満たすことができず、製造されたUボートのほとんどは機械的に信頼性に欠けていた。大規模な建造計画は、連合軍の戦略爆撃作戦の影響も受けた^。戦争中に118隻のXXI型潜水艦が就役したが、戦争最後の週に戦闘哨戒を行ったのはU-2511とU-3008の2隻のみであっ^た。戦後、鹵獲されたXXI型潜水艦はいくつかの海軍によって調査され、戦後の潜水艦設計の多くがそれらに影響を受けた。これには、ソ連のウィスキー級、中国のミン級、アメリカのタン級、イギリスのポーポイズ級、スウェーデンのハジェンIII級などが含まれる。

第二次世界大戦時代の潜水艦は、水上航行にはディーゼルエンジンを、水中航行にはバッテリー駆動の電気モーターを使用していた。水中での速度と航続距離はバッテリー容量によって制限されていた。例えば、標準的な外洋航行型UボートVII型は、巡航速度10ノット（19km /h、12mph ）で水上航続距離8,700海里（16,100km 、10,000マイル）であったが、巡航速度4ノット（7.4km /h、4.6mph ）での水中航続距離はわずか90海里（170km 、100マイル）であった。最高速度8ノット（15km /h、9.2mph ）は1時間しか維持できなかった。こうした制約のため、潜水艦は実際には戦術的な理由で潜航できる水上艦艇であったと言える。潜水艦が探知され潜航すると、攻撃を成功させる可能性は非常に低くなる。^{[ 3 ]}               

1933年、ゲルマニアヴェルフトで働いていたドイツ人技師ヘルムート・ヴァルターは、これらの制約を克服しようと試み、高速水中推進用の過酸化水素動力エンジンの実験を開始した。1939年、ヴァルターは実験潜水艦V-80の建造契約を獲得し、1940年秋には過酸化水素動力蒸気タービンからなる非大気依存推進システムで水中速度28.1ノット（52.0 km/h、32.3 mph）を達成した。ディーゼル電気推進潜水艦は、ほとんどの時間をディーゼルエンジンで水上航行に費やし、外殻は古典的な水上艦と同じであったが、ヴァルタータービンは高速水中航行を可能にするため、潜航航行にはより流線型の外殻が必要であった。V -80は滑らかな外面を持つ魚のような船体であった。^{[ 4 ] [ 5 ]}  

当時、ドイツ海軍は、この実験的なコンセプトを実用的な設計に発展させるために多くの資源を割くことに消極的だった。既存のUボートは依然として十分な性能を備えており、これらの実験的な設計が実用化されるまでには少なくとも3年かかると予想された。1942年2月になってようやく、ドイツ海軍の最高司令官カール・デーニッツは、この代替の潜水推進方式が、船団を護衛しビスケー湾を哨戒する連合軍の長距離航空機の増大する脅威への解決策となり得ることに気づいた。彼は4隻の実験的なXVII型ヴァルターUボートと、600トン級の海洋UボートU-791を1隻発注した。^{[ 6 ] [ 7 ]} 1942年9月時点では、これらのUボートはまだ設計段階であり、推進システムが戦闘用Uボートに使用できるまでには、解決すべき問題がまだ多く残っていた。しかし、既存のUボートが間もなく旧式化することが認識されたため、さらに24隻のタイプXVIIが発注され、小型のヴァルターUボートから得られた教訓が設計に反映されるずっと前に、大型の1500トン級外洋型タイプXVIIIヴァルターUボートの試作機2隻が発注された。^{[ 8 ] [ 9 ]}

1943 年 4 月、連合国によるレーダー、HF/DF、長距離航空護衛の進歩により、大西洋の戦いで戦っていた既存の U ボートはついに完全に時代遅れとなった。より高性能な U ボートが緊急に必要とされたが、ヴァルター U ボート計画は準備が整うには程遠かった。ドイツには、これらのタービンに必要な過酸化水素燃料を生産する資源が不足しており、これらのタービンは U ボートのタンクに貯蔵できる燃料よりもはるかに多くの燃料を消費した。また、ヴァルター タービンには多くの機械的および実用的な初期不良が残っていたため、代替ソリューションが検討された。^{[ b ]}ドイツの技術者は、これらの XVII 型および XVIII 型 U ボートの大きなタービン室と過酸化水素タンクを使用して、より大型の電気モーターと追加のバッテリー セルを設置するというアイデアを採用し、水中速度と航続距離を大幅に向上させた。 1943年6月19日、ドイツ海軍はこれらのアイデア^を新型潜水艦XXI型として開発するよう命じ、これはIX型潜水艦の後継となる予定であった[ ^{11 ] [ 12 ]} 。そして6月29日、デーニッツは北大西洋の船団に対する作戦において、 XXI型をVII型潜水艦の後継として承認した^{[ 13 ] 。}

船体、兵装、制御システムにタイプ XVIII の設計を使用し、タイプ VIIC/42 潜水艦用に設計された新しい過給ディーゼルエンジンを搭載したタイプ XXI は、前身のタイプ VII およびタイプ IX よりも出力が弱く、水上での速度も遅かったが、水上速度の低さは問題とはみなされなかった。^{[ 13 ] [ 14 ]}主に潜航用に設計されたタイプ XXI の最大水上速度(15.6 ノット)はタイプ IX (18.2 ノット) より低かったが、より強力な電気駆動モーターを搭載し、抵抗が少なかったため、水中速度はタイプ IX (7.7 ノット) の 2 倍以上であった。^{[ 15 ]}優れた水中速度と航続距離により、XXI型は船団攻撃のために探知されずに位置することができ、新しい速射装置により、20分で18本の魚雷を発射することができた。^{[ 13 ] [ 14 ]}

タイプXXIの主な特徴は、流体力学的に流線型の船体と司令塔、そしてタイプVIIの約3倍の数のバッテリーセルでした。これにより、これらのボートは水中での航続距離が大幅に伸び、水面または水面付近での滞在時間が劇的に短縮されました。バッテリーを再充電する前に、約5ノット（9.3 km/h、5.8 mph）で約75時間潜航することができました^{[ 16 ]。}新しい過給ディーゼルエンジンのおかげで、シュノーケルを使用すれば5時間以内にバッテリーを再充電できました^{[ 15 ] 。}  

タイプXXIはVIICよりもずっと静かで、潜航中は探知されにくく、設計上、以前のモデルで抵抗を生み出していた突出した部品が排除されていた。潜航中に多くの水上艦艇を追い越す能力と、改良された潜航時間（これも新しい船体形状の成果）により、タイプXXIは追跡および撃破がはるかに困難になった。攻撃のために位置を取る際に全速力で進むことができたが、旧型の潜水艦は位置を取るために浮上する必要があった。これは、特に船団護衛に航空機が利用可能になってからは、潜水艦の位置がしばしば明らかになった。タイプXXIには、静かに航行するための2基の電気式「クリープモーター」も装備されていた。^{[ 17 ]}さらに、タイプXXIは以前のUボートクラスよりも設備が優れており、乗組員の寝台ははるかに広く、食料の腐敗を防ぐための冷凍庫も備えていた。^{[ 18 ]}

タイプXXIの全長は76.60m （251フィート4インチ）でした。船幅は8.00m （26フィート3インチ）、喫水は6.32m （20フィート9インチ）、高さは11.34m （37フィート2インチ）でした。耐圧殻の長さは60.50m （198フィート6インチ）、幅は5.30m （17フィート5インチ）でした。排水量は水上時1,621トン（1,595ロングトン） 、潜航時1,819トン（1,790ロングトン）でした。乗員は士官5名と下士官兵52名でした。^{[ 19 ] [ 20 ] [ 1 ]}建設、試験、および圧壊潜水深度は、それぞれ133 m (436 ft)、200 m (660 ft)、および330 m (1,080 ft)であった。^{[ c ] [ 22 ] [ 23 ]}                         

推進

水中性能の向上に重点が置かれたため、シーメンス・シュッケルトはディーゼルエンジンよりも強力な新型GU265/30複動式電動機を設計した。この大型電動機2基が、低速で静かに運転するための小型GW323/28電動機2基とともに、元のウォルタータービン室に設置された。 ^{[ 13 ]}タイプXXIには、水上で使用するために合計4,000メートル馬力（2,942 kW 、3,945 bhp ）のMAN 6気筒4ストロークM6V40/46KBBディーゼルエンジン2基と、水中で使用するために合計4,100 kW（5,574 PS、5,498 shp）の複動式電動機2基が搭載されていた。これらのエンジンは2本のシャフトを駆動し、これによりボートは水上で最高速度15.6ノット（28.9 km/h、18.0 mph）、潜航時には17.2ノット（31.9 km/h、19.8 mph）の速度を出すことができた。航続距離は、水上で10ノット（19 km/h、12 mph）で15,500海里（28,700 km、17,800 mi） 、潜航時5ノット（9.3 km/h、5.8 mph）で340海里（630 km、390 mi）であった。^{[ 1 ] [ 19 ]}                 

センサー

他のすべてのUボートと同様に、タイプXXIにも受動音響探知装置であるGruppenhorchgerät（略称GHG）が装備されていました。1943年までは、 UボートのGHGのセンサーは、船首に向かって水線よりできるだけ下に設置され、受信膜は船体外板に取り付けられていました。GHGの性能を向上させ、GHGをより高速で潜航できるようにするために、タイプXXIのセンサーは、船首のキールから突き出た円形の構造物である「バルコニー」に取り付けられました。受信器は2本の水平な「馬蹄形」の列に配置され、右後方セクターを除くすべての方向で正確な音源位置特定が可能になりました。この配置により、GHGはあらゆる深度で水上および潜航の両方で効果的に使用できました。タイプXXIの潜航速度の増加により、受信器を3 mm（0.12インチ）の鋼板の後ろに設置する必要がありました。 GHGの探知範囲はターゲットの大きさや速度に大きく依存するが、10ノットで航行する船舶は、最小4海里（7.4 km 、4.6マイル）の範囲で1度の精度で探知できる。^{[ 27 ]}     

GHGでは魚雷発射管制に必要な精度で目標の方位と距離を測ることができなかった。21型潜水艦は潜望鏡を使用せずに潜航することを想定していたため、この目的のために「S-gerät」と呼ばれるアクティブソナーが搭載された。S-gerätの半径は8海里（15 km 、9.2マイル）である。S-gerätの音波パルスによってUボートの存在が露呈する可能性があるため、目標捕捉はGHGで行われ、S-gerätは攻撃開始時にのみ作動した。^{[ 28 ] [ 29 ]}   

タイプXXIボートには、タイプF432 D2レーダー送信機を備えたFuMO 65 Hohentwiel U1が搭載されていた。 ^{[ 30 ]} 1945年の夏からFuMO 84 Berlin IIとFuMO 391 Lessingを搭載する予定だった。FuMo 84は波長9cmの格納式戦術レーダーで 、潜望鏡深度で運用可能だったが、FuMO 391は波長2.4mで動作する航空捜索レーダーだった。^{[ 31 ] [ 32 ]}

戦後、アメリカ海軍によるXXI型潜水艦の評価では、設計には賞賛すべき特徴もあったものの、重大な欠陥があったと結論付けられた。エンジンの出力不足により、水上速度が制限され、バッテリーの充電に要する時間が長くなった。油圧システムは過度に複雑で、その主要要素は耐圧殻の外側に配置されていた。そのため、システムは腐食や損傷に対して非常に脆弱だった。シュノーケルも設計が悪く、実用上使いにくかった。潜水艦は製造上の問題により構造的完全性が低かった。そのため、潜水艦は爆雷に対して非常に脆弱であり、以前のUボート設計よりも最大潜航深度が低かった。設計と製造上の問題が複合的に作用したため、ジャーナリストのクレイ・ブレアは「XXI型潜水艦は大西洋の戦いで大きな違いを生み出すことはできなかっただろう」と判断した。^{[ 49 ]}

• 1945年5月3日、 U-2505、U-3004、U-3506は、ハンブルクの損傷した「エルベII」Uボートバンカーで自沈した。1950年に部分的に解体された。これらのUボートはバンカーの残骸の下に埋める予定だったが、解体作業はUボートの上に屋根を崩落させるだけで終わった。その後、バンカーは砂で埋められ、土で覆われた。^{[ 56 ]}
• U-2513はフロリダ州キーウェストの西70海里（130km ）の地点、水深213フィート（65m ）の海底に沈んでいる。ダイバーがこの船を訪れたことがあるが、水深が深いため非常に難しく、上級ダイバーのみに適していると考えられている。^{[ 57 ]}  
• 2018年4月、 U-3523の残骸がデンマークのスカーゲンの北で発見された。^{[ 58 ]}

タイプXXIの設計は、戦後の先進的な潜水艦に直接的な影響を与えた。

• アメリカのガトー級、バラオ級、テンチ級潜水艦に対するGUPPY（Greater Underwater Propulsion Power Program ）改良^{[ 59 ]}
• ソ連の設計プロジェクトはいくつかあり、プロジェクト611、613、614、633、644などがある。これらのプロジェクトはNATOコードでズールー級、ウィスキー級、ロメオ級潜水艦として知られるようになった。^{[ 60 ] [ 61 ]}
• 中国製のロメオ級潜水艦、そしてその後の明級潜水艦。^{[ 61 ]}
• イギリスのポーポイズ級潜水艦は、戦後イギリスで建造された最初の戦闘潜水艦でした。その設計には第二次世界大戦で得られた教訓だけでなく、鹵獲したXXI型潜水艦の調査結果も取り入れられていました。^{[ 62 ]}
• スウェーデンは第二次世界大戦で中立国であり、当時の潜水艦開発についてあまり知見を得ることはなかった。しかし、終戦時にXXI型潜水艦U-3503がヨーテボリ近郊で自沈した。その後、このUボートはスウェーデンによって引き揚げられ、研究された。1957年から1960年の間に、スウェーデンは6隻のハーイェンIII級潜水艦を建造した。これは720トンとかなり小型だったが、XXI型船体とバッテリー容量を備えていた。^{[ 63 ]}

• XXI型潜水艦一覧
• イギリスのR級潜水艦
• I-201型潜水艦

参考文献

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• www.uboataces.comでXXIと入力してください。