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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 ]
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 ]
XXI型潜水艦は、艦首に6基の魚雷発射管を装備した最初のUボートでしたが、艦尾には魚雷発射管がありませんでした。魚雷は発射管内に6本搭載され、さらに17本が発射管のすぐ後ろのラックに収納できました。再装填は、上部耐圧殻から吊り下げられたレールに魚雷を吊り上げることで行われました。電動トロリーにより、手動再装填よりもはるかに速く魚雷を発射管に押し込むことができました。最初の斉射から5〜6分後には6本の魚雷による2回目の斉射が可能で、20分以内に3回目の斉射を行うことができました。[ 24 ] 4本の魚雷の代わりに12個の機雷を搭載できるようにすることが意図されていました。4基の魚雷発射管にはそれぞれ3個の機雷を搭載でき、圧縮空気でこれらの機雷を排出することができました。しかし、必要な機雷敷設装置を装備したXXI型潜水艦は存在しませんでした。[ 25 ]対空兵装は、密閉型橋梁上の2基の砲塔に搭載された2連装2cm C/38砲2門で構成されていた。この密閉型橋梁と対空砲塔の設計は、XVII型戦車から引き継がれた。当初の設計では、これらの砲塔には連装3cm M44砲が搭載される予定だったが、これらの新型砲の開発が遅れたため、代わりに実績はあるものの旧式化した2cm C/38砲が搭載された。[ 26 ]
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 ]
1943年7月6日、6つの造船所に102隻のXXI型潜水艦の最初の注文が発注され、1944年11月に3隻の試作機が納入され、1945年3月までに量産が開始される予定であった。[ 33 ]これらの潜水艦は1946年まで運用に使用できる状態にはならなかった。新しい潜水艦は、大西洋の戦いで主導権を取り戻そうとする試みにおいて重要な役割を果たしたため、ドイツ海軍司令官カール・デーニッツは、軍需大臣アルベルト・シュペーアに建造を加速する方法を見つけるよう依頼した。シュペーアはオットー・メルカーを造船委員会の委員長に任命し、自動車産業での経験を活かして、潜水艦建造にプレハブ式セクション組立の概念を導入した。メルカーは、この新しい建造方法により、タイプXXIの最初の納入を1944年4月に前倒しし、1944年8月から月30隻のUボートの量産を開始できると予想した。[ 34 ] [ 35 ]
XXI型潜水艦の船体は8つのセクションに分割され、司令塔上部構造が9番目のセクションとして追加された。これらのセクションの建造と組み立ては3つのステップで実行された。まず、粗製セクションがドイツ各地に点在する製鉄所で建造された。次に、これらの粗製セクションがセクションヤードに輸送され、そこで機器が設置された。最後に、これらのセクションは造船所で組み立てられた。組み立てのために3つの造船所が選ばれた。ハンブルクのブローム・ウント・フォス、ブレーメンのAGヴェーザー、ダンツィヒのシハウヴェルケである。この新しい方法により、1隻あたり6か月未満の建造期間が理論上可能になった。[ 36 ] [ 37 ]実際には、組み立てられたすべてのUボートは、大規模な後処理作業と修正に時間を要する深刻な品質問題に悩まされた。これらの欠陥の理由の1つは、粗製セクションが造船の経験がほとんどない企業によって製造されたことだった。[ 34 ] [ 17 ]
最初の発注は1943年11月6日に行われ、ブレーメンで12隻、ハンブルクで13隻、ダンツィヒで8隻のUボートを毎月組み立てる計画だった。1944年8月から12月にかけて、ブレーメンでの組み立ては徐々にAGヴェーザーから、巨大な耐爆コンクリート掩蔽壕であるヴァレンティン潜水艦基地のブレーマー・ヴルカン造船所に移った。 [ 38 ] [ 39 ]基地は1943年から1945年にかけて、12,000人以上の外国人強制労働者、強制収容所囚人、捕虜を使って建設され、そのうち4,000人以上が栄養失調、疲労、虐待で死亡した。[ 40 ] [ 41 ]
The building program suffered problems from the onset: the Strategic bombing disrupted the production of the crude sections, diesel engines and electric motors. Crude sections were produced at the steel yards with too much tolerance on the diameter of the pressure hull leading to additional work in the section yards. On 10 March 1944 it was acknowledged that no more than sixty-three U-boats could be delivered by August 1944. Further problems were discovered during or after assembly: many electrical systems had been replaced with a hydraulic equivalent but experience was lacking for installing these. The diesel supercharger proved useless for submerged snorkel propulsion, so as surface propulsion was only of secondary importance, the superchargers were abandoned, but this left the boat with far less diesel power.[42][43]
The Naval Construction program of 1 June 1944 included the building of 580 Type XXI, with 155 built in 1944 and a monthly production of twenty-two units in 1945. Shortages in skilled labour at the yards and problems with sections arriving incomplete at the assembly yards led to the revised construction program of 7 September which reduced the number to be built in 1944 to 120. Allied air attacks continued to disrupt the industrial production and transport of materials. From September 1944, the Allied advance from Paris to the Rhine threatened the Ruhr industrial area which caused a sharp decline in steel deliveries to the construction yards. As a consequence the building program had to be revised and downscaled every few weeks.[44] Neither Speer nor Merkel were able to mitigate any of these problems and resorted to force and threats in order to keep the building program on track. On 1 October 1944 the yard director of Bremen Deschimag was arrested and imprisoned for criticizing the section building method and the unrealistic production goals.[45]
Finally in February 1945 Merkel decided to cancel most of the Type XXI back orders and focus on assembling the already produced sections. In March the yard in Danzig was evacuated before the Russian advance. At Bremen, daily Mosquito precision bombardments brought the construction at the Deschimag yard to a virtual standstill and the transfer of the U-boat assembly to the Valentin shelter was thwarted by the destruction of these bunkers with Grand Slam "earthquake" bombs.[46][47]
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 4 月頃、連合軍の進軍が到着する前に港が避難する中、数隻の XXI 型潜水艦がドイツからノルウェーへ出航した。実際に哨戒任務を行ったのは 2 隻のみで、いずれも船舶を撃沈することはなかった。U -2511 は戦争最後の週にノルウェーから哨戒任務に出航した。4 月 18 日に失敗に終わった後、4 月 30 日に出航した。5 月 4 日に敵対行為を停止する命令を受けたU-2511はノルウェーに戻った。帰航中、U-2511 は重巡洋艦HMSノーフォーク に遭遇し、模擬攻撃を行ったが発砲はしなかった。[ 50 ] [ 51 ]
U-3008は1945年5月3日にヴィルヘルムスハーフェンから哨戒任務に出発したが、2日後にドイツ軍司令部から降伏命令を受け、哨戒任務を中止した。同艦は無事に港に戻り、その後連合国に降伏した。
1957年、終戦時に自沈したU-2540は引き揚げられ、ドイツ連邦海軍の研究船ヴィルヘルム・バウアーとして改装された。1982年まで軍と民間の乗組員によって研究目的で運用された。1984年には、ドイツのブレーマーハーフェンにあるドイツ海事博物館で一般公開された。[ 52 ]
U-2518はイギリスに降伏したが、Uボートはフランスに割り当てられた。1946年1月にシェルブールに曳航され、1951年4月9日にフランス海軍でローランド・モリヨとして就役した。この潜水艦は1956年のスエズ危機で実戦投入された。1967年まで現役で使用され、1969年に解体された。 [ 53 ]
ポツダム協定により、ソ連には4隻のタイプXXI潜水艦が割り当てられました。これらは U-2529、U-3035、U-3041、U-3515で、それぞれB-27、B-28、B-29、B-30（後にB-100 ）としてソ連海軍に就役しました。しかし、西側諜報機関はソ連がさらに多くのタイプXXI潜水艦を入手したと考えていました。1948年1月に統合参謀本部の米国統合情報委員会が行った調査では、ソ連海軍は当時15隻のタイプXXIを運用しており、2か月以内にさらに6隻の建造を完了でき、第二次世界大戦の終わりにソ連がタイプXXIの部品を生産するいくつかの工場とダンツィヒの組立ヤードを占領していたため、プレハブセクションから1年半以内にさらに39隻を建造できると推定されました。U-3538 - U-3557 (それぞれTS-5 - TS-19およびTS-32 - TS-38 ) はダンツィヒで未完成のままとなり、1947 年中に解体または沈没した。ポツダムによって割り当てられた 4 隻の潜水艦は 1955 年まで試験およびテストに使用され、その後 1958 年から 1973 年の間に自沈または兵器テストに使用された。[ 54 ]
1945年5月8日のドイツ降伏後、イギリスはノルウェーで5隻のXXI型潜水艦を鹵獲し、U-3515、U-2529、U-3035、U-3041、U-3017をそれぞれN-27、N-28、N-29、N-30、N-41と改名した。最初の4隻は1946年2月にソ連海軍に移管され、N-41は1949年11月にニューポートで解体されるまで試験に使用された。[ 53 ]
アメリカ海軍はU-2513とU-3008を取得した。これら2隻のUボートはバージニア州ポーツマスに配備されたが、海軍には就役しなかった。[ 53 ] 1946年11月、ハリー・S・トルーマン大統領がU-2513を訪問し、大統領を乗せた潜水艦は440フィート（130メートル）まで潜航した。 [ 55 ] 1947年、2隻の潜水艦は運用開発部隊に配属され、試験と試運転を受けた。これらの試験と試運転はU-3008については1948年の夏に終了したが、U-2513についてはさらに1年間続き、その後両潜水艦は兵器試験の標的として使用された。U -2513は1951年10月7日に駆逐艦USSロバート・A・オーウェンズによって標的として撃沈された。U -3008は1952年5月に爆破された。[ 53 ]
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。