德国212级常规潜艇的结构是怎样的？
德国海军对212级潜艇提出了以下设计要求:同时装备两套混合动力系统，即燃料电池系统和柴电动力系统。装备燃料电池AIP系统后，水下续航能力比一般柴电潜艇至少提高4倍。配备燃料电池AIP系统后，水下最大航速不低于6节。燃料电池AIP系统的主要设备安装在长度不超过6.5米的部分中。潜艇的作战性能保持不变。潜艇的总航程保持不变。所有等级212A都符合这些要求。
船结构
212A级潜艇的艇型是最佳长宽比的水滴形线。船头略微下沉，使得被动声纳基阵有了良好的工作环境。尾巴是锥形的。船体中部前部有一个小的指挥台围板，流线型很好，配有水平方向舵。尾部操纵面是X形的。
传统上，德国常规潜艇长期采用单一船体结构。但212A级潜艇非常规，采用双壳结构。耐压体由两个不同直径的圆柱体组成。筒体之间由加厚板材制成的耐压锥体连接，耐压壳体的前后端采用模压球形封头。前段直径较大，前段底部与非承压壳体为一体，壳体内设有双层铺板；后段直径较小，只有一层船板。耐压壳体采用高强度低磁不锈钢，壳体内没有高强度耐压隔墙。
布局
212A级潜艇按用途可分为四舱:I舱为生活舱和武器舱；第二舱是指挥舱；第三舱是燃料电池舱；ⅳ舱是动力舱。除动力舱外，其他舱室均为三层布置。
第一舱的上甲板是船员舱；中层前部有6个鱼雷发射管，左舷是备用鱼雷储存区，右舷是客厅、厨房和餐厅。下层为蓄电池室，前方布置有配平平衡水箱。
ⅱ舱上层甲板是控制和作战指挥中心；中间层前部是各种电子仪器室，后部是船上操作设备；下层配有储藏室、液罐等设备。
第三舱位于压力锥部分。氢氧储存柜设置在动力舱外的甲板下，氢储存柜设置在动力舱外下部的两侧之间。燃料电池系统的主要设备也布置成三层。
柴油发电机组及其配套辅助设备安装在ⅳ舱上层前部，安装在一个特殊的密封舱内，无人操作。后部装有推进电机和相应的辅助设备；下层装有各种舱，如燃油舱、淡水舱和纵倾平衡舱。
该级艇艇首水密空间比较大，底部布置了被动声呐的圆柱形声呐阵；探测雷，阵列排在最上面。艇尾装有轴系、螺旋桨和舵操纵杆。有攻击潜望镜、搜索潜望镜、通气管装置、雷达天线、鞭状天线桅杆等升降装置。，以及侦察声纳基阵和拖曳声纳基阵的收放装置。压载舱分别布置在两侧之间、头部和尾部。
动力装置
212A级潜艇的动力装置是由燃料电池动力系统和柴电动力系统组成的混合动力系统。燃料电池动力系统由9组固体聚合物燃料电池、14吨液氧储存柜和1.7吨气态氢储存柜组成。燃料电池装置本身由热交换器、排放泵、冷却水泵、催化剂箱、燃料电池电子设备、开关板、斩波器、逆变器、冷却水箱和废水箱组成。
该系统的工作原理是将氢燃料和氧化物放入专门的燃烧室进行电化学反应，直接转化为电能，输出的DC直接驱动电机，电机带动螺旋桨轴推动潜艇航行。该系统不需要发电机和变压器，电能转换率达到60%。
212A级潜艇使用的聚四氟乙烯燃料电池输出功率为每组34 kW，总功率306 kW。
柴电系统由柴油发电机组、蓄电池组和配电设备组成。柴油机为德国MTU公司生产的1台16V396废气增压高速柴油机，功率3120kW，转速2000rpm。发电机是带串联整流器的无刷交流永磁同步电机；推进电机为低速DC电机，额定功率为2850 kW，最大转速为200 rpm。
柴电系统中的电池组可以满足潜艇高低速航行和整个潜艇电网供电的要求。
212A级潜艇装备了新型潜艇集中控制系统。该系统由计算机、总线、传感器、指令装置、显示控制台和控制面板组成。舰、机、舵的操作控制融为一体，由1人在中央控制台操作，可以控制潜艇的深度、航向、航速、纵摇、重量补偿等参数和状态，操作控制过程完全自动化。
电子设备
为212A级潜艇装备的声纳系统主要有:DBQS-40声纳系统，包括一个中频探测筒阵、一个TAS-3拖曳线阵和一个FAS-3中低频舷侧阵；主动高频探雷使用MOA3070声纳；该艇还配有被动测距声纳和监听声纳。探雷防雷声纳系统是一种高分辨率的主动声纳，能够准确定位水雷，保证潜艇安全驶离水雷。本船噪声监控系统的水听器布置在船的各个关键部位，可以随时监控那里的噪声。
主要电子设备包括1雷达侦察仪器和1 FL1800U电子对抗仪器。雷达侦察仪器的天线安装在潜望镜上，随其升降。导航系统主要有1007导航雷达、攻击潜望镜、搜索潜望镜、卫星导航定位系统、无线电综合导航系统，如陀螺罗经、计程仪、测深仪、冰探测器等。通信系统包括高频单边带无线电、超高频和甚高频收发机、高频接收机、中低频接收机和水声通信机。艇上还装有可伸缩的棒状天线，主要用于收发信号。
武器系统
212A级潜艇的舰首安装了6个533毫米鱼雷发射管。发射装置为液压式，发射深度与该级潜艇的下潜深度一致。它可以通过液压或自推进方式发射。装载的鱼雷是前联邦德国研制的DM2A4重型鱼雷，12水雷。该型鱼雷由STU和SST-4鱼雷改装后重新设计。鱼雷的动力装置是大功率热推进系统，还配备了新研制的智能电子系统和改进的声学系统和引信系统。
该艇装备有自动鱼雷快速装载装置。该级艇可携带24枚水雷，分别布置在位于非耐压壳体两侧的两个专用玻璃钢水雷输送敷设装置中。布雷由抛雷机进行，抛雷机由艇控制，能有效执行浅海区域布雷任务。
该级艇装备MS1-90U火控系统，可解算多目标运动要素，攻击两个目标，具有模拟训练功能。还可以实现武器系统的集中控制和管理。
技术特征
合理的结构布局
212A级潜艇艇体光滑平整，流体性能优良，阻力小，机动性能好，在给定功率下速度高，机动性好，湿表面积小，可减少主动声纳探测时的反射面积，从而增加潜艇的隐身性。
过去，前联邦德国潜艇通常采用单壳结构，但212A级潜艇进行了新的尝试，采用了双壳结构。
船体采用高强度低磁不锈钢，结构间焊接工艺高超。由于结构布局合理，船体材料性能先进，该级艇的结构具有良好的抗冲击性能。
隐身设计硕果累累。
为了降低212A级潜艇的目标特性，在设计中采取了一系列有效措施。为降低本船噪声，主要采取以下措施:
除了流体噪音极小的最好的流线型船体，船体上几乎没有任何突出的附属物，甚至连船体和指挥台围板上的开口也减到最小。对于较大的开口，如平台围板的大切口、提升装置的开口、主压载水舱的入口和出口以及鱼雷管的出口，安装活动盖。由于盖板可以自动开合，采用无缝连接，降低了开口处的涡流噪音。
尾部装有性能先进的7叶螺旋桨，大大降低了潜艇三大噪声源之一的螺旋桨噪声。
船上所有的机械设备都经过了严格的降噪设计。为了减少振动机械和结构向艇外传递振动能量，所有设备都安装在高效弹性减振底座上。所有与船体连接的系统管线均采用本地柔性连接。
重点设计了另一个主要噪声源(电力系统噪声源)。主副机布置在密封的动力室内，采用整体“浮筏”技术，减振降噪。仅这一项措施就能降低40分贝的结构噪声，降低97%以上的传动力，大大增加潜艇的静音性。
在降低本艇反射强度方面，采取了许多措施，如:在外壳和升降装置外表面涂上吸收声波和雷达波的新型特种涂料，使敌方声纳和雷达的探测距离明显缩短；除了低磁钢壳，艇上还安装了可靠的高性能消磁系统，可以随时监测艇的磁场强度，发现磁异常，并能及时给艇消磁，从而缩短敌磁探测仪与磁引信武器的作用距离。
212A级潜艇安装燃料电池动力系统后，向海水辐射的热能相对较少，因此其红外特性很小。系统基本不向艇外排放废物，尾流特性也很小；其声信号特性低于柴电推进装置，燃料电池动力系统可以超静音运行。
混合动力系统具有优越的性能。
212A级潜艇采用燃料电池动力系统进行长时间水下巡航，水下续航能力翻倍。柴油-电力系统用于战斗中船只的高速航行。该类船使用的燃料电池具有体积小、无腐蚀、功率密度高、寿命长等优点。单独靠燃料电池航行时，速度可达8节。以4.5节的速度潜水时，电池还能提供11千瓦的生活用电。同时续航能力可达1250海里。浮潜时间278小时。
柴电系统的发电机重量轻，体积小，功率大。推进电机装有性能良好的无级调速装置，可以随意调节船速。仅用柴电系统电池组供电时，水下最大航速达到21节，续航能力提高8%。当以4.5节的巡航速度航行时，续航能力仅提高了3%，表明这种改进的电池组最适合大电流放电。
以上两种动力系统可以单独使用，也可以组合使用，两者可以互为补充。同时，该潜艇水下连续航行时间提高到364小时以上，续航能力达到1638海里，比209级1200潜艇提高了4.4倍。该级艇的生命力和战斗力有了很大的提高。
电子设备装备精良，功能齐全。
212A级潜艇的综合声纳系统由三个声纳组成。被动探测声纳是一种全向中频声纳，主要用于探测和跟踪中近程目标。它可以同时跟踪四批目标，并显示它们的真方位、相对方位和方位/时间记录。被动测距声纳用于测量中远程目标的方位和距离，对目标进行精确定位。
在探测跟踪四批目标的同时，将信号传输到火控系统；但是声呐只能在两侧-60°角度范围内工作。侦察声纳是一种高频声纳，主要用于捕捉突然出现的鱼雷等高频脉冲信号。上述三种声纳可以覆盖声信号的大部分频段，可以接收除低频和超低频以外的海上目标的所有信息，并对接收到的信息进行分类显示。
低频探测声纳系统由两个声纳系统组成:侧阵声纳为中低频被动探测声纳，阵列长约28米，布置在两侧下部。只能探测和跟踪两侧目标，但探测距离远。
拖曳线列阵声纳是一种低频和超低频被动探测声纳。阵长40多米，用拖缆拖在主席台的围挡后面。声呐主要用于探测远距离目标，探测距离可达100公里以上。
本艇噪声监控系统的水听器能够在噪声超标、异常时及时分析异常噪声特征，并采取相应措施予以消除，防止本艇噪声超标被敌方发现。
212A级潜艇上装备的1007雷达具有良好的探测能力，主要用于导航和海上搜索，也具有搜索和指示空中目标的能力。该级艇的攻击潜望镜是209级潜艇潜望镜的改进。两种新型潜望镜改善了光通道的性能，大大提高了光传输能力和分辨率。搜索潜望镜上安装了红外探测和微光夜视装置，提高了潜望镜的观测精度和夜视能力。
鱼雷性能优良，发射方式灵活。
212级潜艇装备的DM2A4重型鱼雷采用液压发射装置发射，发射深度可达200米。发射方式是液压和自推进。这种鱼雷的性能有了很大的提高，具有速度快、射程远、声学性能好的特点，还具备了“智能”自导处理的能力。
这种鱼雷既可以攻击水面目标，也可以攻击水下潜艇。所以212A级潜艇是最现代化的能够反潜、反舰、布雷的常规潜艇。
212A级常规潜艇以潜时长(2-3周)、隐蔽性好、作战能力强而著称。这是其他常规潜艇不具备的优势，会受到各国海军的青睐。
该级潜艇不仅将成为21世纪德国海军的主力，也是德国继209级潜艇之后，在未来国际军贸市场推出的又一出口型“拳头”产品。该级潜艇必将成为世界潜艇发展史上新的里程碑。
此外，德国还在212级的基础上设计了改进型AIP潜艇，命名为214级。这一级别的潜艇也面向国际市场。1998年，获得了3艘希腊海军的订单。首艇在德国建造，将于2006年交付，后续艇将由希腊造船厂建造。
212A级潜艇长55.9米，宽7米，吃水6米。水上排水量1450吨，水下排水量1830吨；AIP推进时水面速度12节，水下最大速度20节，潜艇最大速度8节；续航能力1250海里；下潜深度200米；自持49天；船员由27人组成。德国214级常规潜艇
214设计的很多初始数据都是在分析德国海军和其他国家潜艇性能数据的基础上得到的，在优化水动力和目标强度参数后确定外形。在此基础上，确定了裙房围护结构的最佳几何形状。
当214以2-6节的速度在水下巡逻时，燃料电池系统可使其在水下连续下潜3周以上。在浮潜状态下以6节的速度航行时，燃料储备可使其具备12000海里的续航能力和海上12周的续航能力。
214型长期水下自持力依靠混合推进系统，包括燃料电池AIP系统、主推进电机/柴油发电机组和两套大功率铅酸电池。主推进电机为永磁电机，功率比212高20-30%。
214型潜艇装备了西门子公司研制的第二代BZM-120质子膜燃料电池系统，由两组燃料电池模块组成，每组功率为120 kW。因为它比德国型号为212 (U-31)的第一代PEM燃料电池更先进，所以它的连续航行时间是U-31的3倍。
214型装备8个533mm鱼雷发射管，可发射STN Atlas鱼雷和反舰导弹，共16枚鱼雷和反舰导弹。装备的ISUS90作战指挥控制系统可以利用高性能数据总线，将船上的声纳、攻击潜望镜等传感器、鱼雷和反舰导弹发射系统、导航系统与中央计算机连接起来，接收并分析所有输入的数据信息，对各种数据信息进行处理后自动形成作战指令。
该系统的基本传感器是声纳系统，由探测目标距离和方位的主动声纳、中频圆柱被动声纳、侧阵中低频被动声纳、DTA50数字低频拖曳阵声纳和计算目标数据的被动测距声纳组成。
艇上的鱼雷探测系统可以为潜艇提供近距离的导航数据。此外，还配备了带有光学测距仪、热成像传感器和集成ESM或GPS设备的光电桅杆，以及带有光学测距仪的攻击潜望镜。作为自卫手段，是鱼雷对抗系统。
214型具有突出的减振降噪特性，艇上采用低噪声机械设备，保证安静运行。此外，西门子研发的永磁主推进电机性能稳定，在调速过程中不会产生瞬态开关噪声，从而降低水声信号的特征强度。
此外，机舱内的所有机械设备都安装在与耐压船体隔音的整体浮筏减振基座上，船上的管道和电缆也采取了相应的减振措施。外壳表面的开口采用挡板结构，尽可能降低海水流动的噪音。这些有效的措施使214型形成了一个安静的水下平台。
此外，最佳的外形和艇外表面涂覆的特殊声能吸收涂层材料也起到了极大的作用，大大降低了水下目标的强度，从而降低了被敌方发现的概率，增加了声纳的探测范围。
在总体布局方面，特别关注了人机环境。前部配有30名船员的标准舱，每个船员都有自己的固定床。在船员生活区的后面是位于中间的指挥和作战情报中心。声纳显示屏、武器和潜艇控制系统的控制台都设置在指挥和作战情报中心。在中心和船员舱之间设置了一个压力舱壁。尾部不设乘员舱，进行无人操作，主要布置推进装置和潜艇操作相关的系统和设备。
214潜艇长65米，宽6.3米，吃水6米。排水量水上1700吨，水下1980吨；潜水深度超过400米；水下速度最高。动力装置，配备两台MTUl6V396柴油机，功率为6.24 MW，此外，配备1西门子电机；该武器有8个533mm首管鱼雷发射管，可发射STN Atlas鱼雷和反舰导弹，鱼雷和反舰导弹总数为16枚。准备30人；自持50天。