圖2.3-5德國212a級alp潛艇
1.總的設計要求
德國海軍對212級潛艇提出了如下設計要求：
1兩套混合動力係統，即燃料電池係統與柴-電動力係統同時配備。
2配備燃料電池aip係統後，水下續航力比一般柴-電潛艇的續航力至少提高4倍以上。
3裝備燃料電池aip係統後，水下最大航速不低於6kn。
4燃料電池aip係統的主要設備均安裝在長度不超過6.5m的分段中。
5潛艇的作戰性能保持不變。
6潛艇的總航程保持不變。
212a級均達到了上述要求。
2.艇型與結構
212a級潛艇的艇型是長寬比最佳的水滴形線型。首部略向下沉，使被動聲吶基陣有良好的工作環境。尾部呈尖錐形。艇體中部偏前部位有一小型指揮台圍殼，圍殼具有良好的流線型，其上裝有水平舵。尾操縱麵為x型。
德國常規潛艇按傳統長期採用單殼體結構型式。但212a級潛艇則一反常規，採用了雙殼體結構。耐壓體由前後兩個直徑不同的圓筒組成。圓筒之間採用加厚板製成的耐壓錐體連接，耐壓殼體前後兩端均採用模壓球形封頭。前段直徑較大，其底部與非耐壓殼體合二為一，殼體內設雙層鋪板；後段直徑較小，隻設一層鋪板。耐壓殼體用高強度低磁不鏽鋼製造，殼體內未設高強度耐壓隔壁。
3.總體布置
212a級潛艇按照用途可劃分為4個艙室：i艙是居住艙與武器艙；2艙是指揮艙；3艙是燃料電池艙；4艙是動力艙。除了動力艙外，其餘各艙均分三層布置。i艙上層是艇員住艙；中層前部布置有6具魚雷發射管，後部左舷為備用魚雷存放區，右舷為住室，廚房和餐廳；下層為蓄電池室，其前方布置有縱傾平衡水艙。2艙上層是操縱控製和作戰指揮中心；中層前部布置有各類電子儀器室，後部為艇務操縱設備；下層布置有貯存室、液艙和其他設備。3艙位於耐壓圓錐分段內。氫氧貯存櫃布置在動力艙外的甲板下麵，氫貯存櫃布置在動力艙外下部的舷間。燃料電池係統的主要設備亦分3層布置。4艙上層前部安裝有柴油發電機組及其配套的輔助設備，這部分設備裝在一個無需人操縱的專用密封艙內。後部安裝推進電機及其相應的附屬設備；下層布置有燃油艙、淡水艙、縱傾平衡水艙等多種液艙。
該級艇的首部非水密空間比較大，被動聲吶的圓柱形聲吶基陣布置在底部；探雷聲吶基陣布置在頂部。艇的尾部布置有軸係、螺旋槳及尾舵操縱杆等設備。指揮台圍殼內布置有攻擊潛望鏡、搜索潛望鏡、通氣管裝置、雷達天線、鞭狀天線桅杆等升降裝置，還有偵察聲吶基陣和拖曳線列聲吶的收放裝置等。壓載水艙分別布置在舷間、首部和尾部。
4.動力與推進裝置
212a級潛艇的動力裝置是由燃料電池動力係統和柴-電動力係統組成的混合動力係統。燃料電池動力係統由9組固態聚合物燃料電池、14t液氧貯存櫃和1.7t氣態氫貯存櫃等三部分組成。燃料電池裝置本身由熱交換器、排出泵、冷卻水泵、催化劑罐、燃料電池電子設備、開關板、斬波器、逆變器、冷卻水箱和廢水箱等設備組成。該係統的工作原理是，將氫燃料和氧化物放到特殊燃燒室內進行電化學反應，直接轉換成電能，輸出的直流電直接驅動電動機，電動機帶動槳軸，推進潛艇航行。該係統無需發電機及變壓器、電能轉換率達60％。212a級潛艇採用的聚四氟乙烯燃料電池的輸出功率為每組34kw，總功率306kw。
柴-電動力係統由柴油發電機組、蓄電池組和配電設備組成。柴油機是德國mtu公司生產的1台16v396型廢氣增壓高速柴油機，功率3120kw，轉速2000r／min。發電機是帶串聯整流器的無電刷交流永磁同步電機；推進電機為低轉速直流電動機，額定功率2850kw，最高轉速200r／min。柴?電動力係統中的蓄電池組能滿足潛艇高低速航行及全艇電網供電
要求。
212a級潛艇安裝有新型的潛艇集中操縱控製係統。該係統由計算機、總線、傳感器、指令裝置、顯控台和控製板組成。將船、機、舵的操縱控製綜合為一體，由1人在中央控製台操縱，可控製潛艇的深度、航向、航速、縱傾和補重等參數與狀態，操縱控製過程完全自動化。
5.水聲設備與電子係統
212a級潛艇裝備的聲吶係統主要有，dbqs-40聲吶係統，包括一個中頻探測柱麵陣、一套tas-3型拖曳線列陣和一套fas-3中低頻舷側陣；主動高頻探雷使用moa3070聲吶；艇上還裝有被動測距聲吶和偵聽聲吶。探雷避雷聲吶係統是一部高解析度的主動聲吶，它能對水雷進行精確定位，保證潛艇避開水雷安全航行。本艇的噪聲監測控製係統的水聽器布置在艇的各個重點部位，它能隨時監測該處的噪聲。
主要電子設備包括1台雷達偵察儀，1台fl1800u型電子對抗儀。雷達偵察儀的天線安裝在潛望鏡上，隨其一同升降。導航係統主要有1007型導航雷達，攻擊潛望鏡、搜索潛望鏡、衛星導航定位係統，無線電綜合導航係統：電羅經、計程儀和測深測冰儀等。通信係統包括高頻單邊帶電台、超高頻和甚高頻收發信機、高頻接收機、中、低頻接收機和水聲通信機等。艇上還安裝有可伸縮的棒狀天線，主要用於收發信號。
6.武器係統
1.總的設計要求
德國海軍對212級潛艇提出了如下設計要求：
1兩套混合動力係統，即燃料電池係統與柴-電動力係統同時配備。
2配備燃料電池aip係統後，水下續航力比一般柴-電潛艇的續航力至少提高4倍以上。
3裝備燃料電池aip係統後，水下最大航速不低於6kn。
4燃料電池aip係統的主要設備均安裝在長度不超過6.5m的分段中。
5潛艇的作戰性能保持不變。
6潛艇的總航程保持不變。
212a級均達到了上述要求。
2.艇型與結構
212a級潛艇的艇型是長寬比最佳的水滴形線型。首部略向下沉，使被動聲吶基陣有良好的工作環境。尾部呈尖錐形。艇體中部偏前部位有一小型指揮台圍殼，圍殼具有良好的流線型，其上裝有水平舵。尾操縱麵為x型。
德國常規潛艇按傳統長期採用單殼體結構型式。但212a級潛艇則一反常規，採用了雙殼體結構。耐壓體由前後兩個直徑不同的圓筒組成。圓筒之間採用加厚板製成的耐壓錐體連接，耐壓殼體前後兩端均採用模壓球形封頭。前段直徑較大，其底部與非耐壓殼體合二為一，殼體內設雙層鋪板；後段直徑較小，隻設一層鋪板。耐壓殼體用高強度低磁不鏽鋼製造，殼體內未設高強度耐壓隔壁。
3.總體布置
212a級潛艇按照用途可劃分為4個艙室：i艙是居住艙與武器艙；2艙是指揮艙；3艙是燃料電池艙；4艙是動力艙。除了動力艙外，其餘各艙均分三層布置。i艙上層是艇員住艙；中層前部布置有6具魚雷發射管，後部左舷為備用魚雷存放區，右舷為住室，廚房和餐廳；下層為蓄電池室，其前方布置有縱傾平衡水艙。2艙上層是操縱控製和作戰指揮中心；中層前部布置有各類電子儀器室，後部為艇務操縱設備；下層布置有貯存室、液艙和其他設備。3艙位於耐壓圓錐分段內。氫氧貯存櫃布置在動力艙外的甲板下麵，氫貯存櫃布置在動力艙外下部的舷間。燃料電池係統的主要設備亦分3層布置。4艙上層前部安裝有柴油發電機組及其配套的輔助設備，這部分設備裝在一個無需人操縱的專用密封艙內。後部安裝推進電機及其相應的附屬設備；下層布置有燃油艙、淡水艙、縱傾平衡水艙等多種液艙。
該級艇的首部非水密空間比較大，被動聲吶的圓柱形聲吶基陣布置在底部；探雷聲吶基陣布置在頂部。艇的尾部布置有軸係、螺旋槳及尾舵操縱杆等設備。指揮台圍殼內布置有攻擊潛望鏡、搜索潛望鏡、通氣管裝置、雷達天線、鞭狀天線桅杆等升降裝置，還有偵察聲吶基陣和拖曳線列聲吶的收放裝置等。壓載水艙分別布置在舷間、首部和尾部。
4.動力與推進裝置
212a級潛艇的動力裝置是由燃料電池動力係統和柴-電動力係統組成的混合動力係統。燃料電池動力係統由9組固態聚合物燃料電池、14t液氧貯存櫃和1.7t氣態氫貯存櫃等三部分組成。燃料電池裝置本身由熱交換器、排出泵、冷卻水泵、催化劑罐、燃料電池電子設備、開關板、斬波器、逆變器、冷卻水箱和廢水箱等設備組成。該係統的工作原理是，將氫燃料和氧化物放到特殊燃燒室內進行電化學反應，直接轉換成電能，輸出的直流電直接驅動電動機，電動機帶動槳軸，推進潛艇航行。該係統無需發電機及變壓器、電能轉換率達60％。212a級潛艇採用的聚四氟乙烯燃料電池的輸出功率為每組34kw，總功率306kw。
柴-電動力係統由柴油發電機組、蓄電池組和配電設備組成。柴油機是德國mtu公司生產的1台16v396型廢氣增壓高速柴油機，功率3120kw，轉速2000r／min。發電機是帶串聯整流器的無電刷交流永磁同步電機；推進電機為低轉速直流電動機，額定功率2850kw，最高轉速200r／min。柴?電動力係統中的蓄電池組能滿足潛艇高低速航行及全艇電網供電
要求。
212a級潛艇安裝有新型的潛艇集中操縱控製係統。該係統由計算機、總線、傳感器、指令裝置、顯控台和控製板組成。將船、機、舵的操縱控製綜合為一體，由1人在中央控製台操縱，可控製潛艇的深度、航向、航速、縱傾和補重等參數與狀態，操縱控製過程完全自動化。
5.水聲設備與電子係統
212a級潛艇裝備的聲吶係統主要有，dbqs-40聲吶係統，包括一個中頻探測柱麵陣、一套tas-3型拖曳線列陣和一套fas-3中低頻舷側陣；主動高頻探雷使用moa3070聲吶；艇上還裝有被動測距聲吶和偵聽聲吶。探雷避雷聲吶係統是一部高解析度的主動聲吶，它能對水雷進行精確定位，保證潛艇避開水雷安全航行。本艇的噪聲監測控製係統的水聽器布置在艇的各個重點部位，它能隨時監測該處的噪聲。
主要電子設備包括1台雷達偵察儀，1台fl1800u型電子對抗儀。雷達偵察儀的天線安裝在潛望鏡上，隨其一同升降。導航係統主要有1007型導航雷達，攻擊潛望鏡、搜索潛望鏡、衛星導航定位係統，無線電綜合導航係統：電羅經、計程儀和測深測冰儀等。通信係統包括高頻單邊帶電台、超高頻和甚高頻收發信機、高頻接收機、中、低頻接收機和水聲通信機等。艇上還安裝有可伸縮的棒狀天線，主要用於收發信號。
6.武器係統