Für andere Bedeutungen siehe U-Boot (Begriffsklärung).
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Ein U-Boot (kurz für Unterseeboot; im Militärjargon Uboot ohne Bindestrich) ist ein Boot, das für die Unterwasserfahrt gebaut wurde. Moderne große U-Boote, die eine Größe von bis zu 35.000 Tonnen haben können, werden auch U-Schiffe genannt.
Der Begriff U-Boot bezeichnet speziell militärische Unterwassereinheiten. Zivile U-Boote, ob kommerziell oder für die Forschung, werden meist Tauchboot genannt. Auch die im Zweiten Weltkrieg zum Einsatz gekommenen U-Boote werden zur Unterscheidung gegenüber den heutigen U-Booten, die monatelang unter Wasser bleiben können, in der Fachliteratur eher als Tauchboote bezeichnet, da sie im Unterwassereinsatz wenig leistungsfähig waren (zu kurze Tauchzeiten und -tiefen) und somit hauptsächlich aufgetaucht zum Einsatz kamen.
Geschichte
Der Wunsch des Menschen, länger und tiefer als es die Atemluft zulässt zu tauchen, ist etwa genauso alt wie der Wunsch zu fliegen. Deswegen beschäftigten sich schon immer Menschen damit, entsprechende Vorrichtungen oder Instrumente zu entwickeln, die dies ermöglichen sollten. Das bekannteste und auch heute noch verbreitetste "Instrument" dafür ist ein Schnorchel in der "richtigen" Länge, da das Tauchen mit einem zu langen Schnorchel (> 30 cm) lebensgefährlich wird. Das liegt daran, dass ein Mensch bei einer größeren Tauchtiefe aufgrund seiner mangelnden Lungenkraft und des zu stark von außen auf den Brustkorb drückenden Wassers (Wasserdruck) nicht mehr einatmen kann. Ebenfalls sehr alt sind Gewichtsgürtel, die es vor allem gut trainierten Tauchern (z. B. Perlentauchern) erleichterten, länger unter Wasser zu bleiben, ohne ständig gegen den kräfteraubenden Auftrieb ankämpfen zu müssen.
15. bis 18. Jahrhundert
Die Geschichte des technisch-geprägten Tauchens bzw. der Entwicklung eines Tauchboots beginnt mit dem 15. Jahrhundert. So entwirft besipielsweise 1405 der Nürnberger Kriegsbaumeister Konrad Kyeser in seinem Werk Bellifortis einen ersten Tauchanzug. Leonardo da Vinci konstruiert auf dem Reißbrett 1515 bereits ein Ein-Mann-Tauchboot. Diese Ideen werden weiter vorangetrieben und 1604 beschreibt Magnus Pegel erstmalig in einem Buch die Grundgedanken und Voraussetzungen für den Bau eines Tauchbootes. Der niederländische Erfinder Cornelis Jacobszoon Drebbel ist der erste, der über die bloße Theorie hinausgeht und im Jahre 1620 das erste manövrierbare Unterwasserfahrzeug, ein mit Leder überzogenes Holzruderboot, baut. Im Auftrag des Landgrafen von Hessen konstruiert 1691 der französische Physiker Denis Papin, der auch Professor an der Philipps-Universität Marburg ist, ein Tauchboot, welches jedoch beim Test 1692 zerstört wird. Dennoch hat die Idee, ein funktionstüchtiges Unterwasserfahrzeug zu bauen, inzwischen weltweit Tüftler motiviert. 1772 wird im Steinhuder Meer das erste Unterwasserfahrzeug in Deutschland getestet. Es ist aus Holz und hat die Form eines Fisches, weshalb es den Namen Hecht erhält. Mit dem Boot wird etwa 12 Minuten getaucht. Der Amerikaner David Bushnell baut 1776 die "Turtle" ("Seeschildkröte"), eine Konstruktion aus Eisen und Eichenholz. Sie gilt als erstes richtiges U-Boot, da als Antrieb zwei über Handkurbeln betriebene Schrauben dienen, und nicht wie bei den beiden Vorläufern ein Segel oder Ruderer an der Wasseroberfläche das Gefährt antreiben. 1799 beschreibt der Bergmeister Joseph von Baader eine Konstruktion für ein Zwei-Mann-U-Boot.
19. Jahrhundert
Der Amerikaner Robert Fulton entwirft 1801 das U-Boot "Nautilus". Es besitzt einen Handkurbelantrieb für eine Schraube, neu allerdings sind nun Ruder zur Seiten- und Tiefensteuerung sowie ein Druckluftsystem zur Versorgung der dreiköpfigen Besatzung mit Atemluft. Die "Nautilus" erregt sogar die Aufmerksamkeit Napoleons, gilt aber schließlich für militärische Einsätze als zu langsam. 1850 lässt der bayrische Artillerie-Unteroffizier Wilhelm Bauer das erste in Deutschland gebaute U-Boot, den so genannten "Brandtaucher", zu Wasser. Da der Entwurf unter enormem Kostendruck gebaut wurde, wird sowohl auf Tauchzellen als auch auf verschiebbare Trimmgewichte verzichtet. Der Tauchvorgang soll durch das Fluten von Wasser in das Boot erfolgen. Beim ersten Tauchversuch am 1. Februar 1851 in der Kieler Innenförde verschiebt sich jedoch der Ballast nach achtern, wobei das geflutete Wasser ebenfalls ins Heck fließt. Das Boot sackt daraufhin durch und weiteres Wasser dringt durch die Nähte der Außenhaut und das Einstiegsluk. Das Boot sinkt bis auf den Grund bei ca. 20 Metern Wassertiefe. Die dreiköpfige Besatzung, unter ihnen Wilhelm Bauer, wartet bis der Innendruck so groß ist wie der Außendruck, öffnet das Einstiegsluk und treibt an die Oberfläche, wo sie gerettet werden. Der verunglückte "Brandtaucher" wird erst Jahre später (1887) geborgen. Nach verschiedenen Museums-Stationen hat das älteste erhaltene Tauchboot der Welt nun seine Heimat im Militärhistorischen Museum der Bundeswehr in Dresden. Ein Kopie des Modells steht im Deutschen Museum für Technik in München.
Am 2. Oktober 1864 wird von Narcís Monturiol mit der Ictineo II das erste U-Boot mit einem maschinellen Antrieb zu Wasser gelassen. Das Boot besteht komplett aus Holz, verstärkt durch Kupferzargen und wird durch einen Magnesiumperoxid, Zink and Kaliumchlorat verarbeitenden Motor angetrieben.
Während des amerikanischen Bürgerkrieges werden 1864 mehrere handgetriebene U-Boote gebaut, u. a. die "C.S.S. H. L. Hunley". Am 17. Februar 1864 versenkt sie das gegnerisches Schiff "U.S.S Housatonic" und gilt somit als erstes U-Boot der Welt, welches ein anderes Schiff zerstört hat. Bei dieser Aktion geht das U-Boot allerdings mitsamt seiner neunköpfigen Besatzung verloren. Erst am 4. Mai 1995 wird die C.S.S. Hunley gefunden und geborgen.
1900 - 1930 Erster Weltkrieg
Mit dem Einsatz der Hunley 1864 beginnt auch ein wachsendes Interesse an der Nutzung von U-Booten zu Kriegszwecken. In den folgenden Jahrzehnten, insbesondere den beiden Weltkriegen, wird daher die Entwicklung von U-Booten vor allem durch das Militär entschieden vorangetrieben. Im Artikel U-Boot-Krieg finden sich dazu weitere interessante Informationen.
Mit Beginn des Ersten Weltkriegs (1914-1918) werden U-Boote erstmals im größeren Umfang zu Handels- (Handels-U-Boot) oder militärischen Zwecken eingesetzt. Vor allem bei der Kaiserlichen Deutschen Marine, aber auch bei der britischen Marine. Zahlreiche Schiffe werden durch U-Boot-Angriffe versenkt. Besonders spektakulär ist die Versenkung des zum Munitionstransporter umgebauten britischen Passagierdampfers Lusitania am 7. Mai 1915. Es wird bis heute angenommen, dass die zahlreichen dabei ums Leben gekommenen amerikanischen Passagiere ein Grund für den Kriegseintritt der USA 1917 waren. Nach Ende des Ersten Weltkrieges verlangsamt sich die Entwicklung militärischer U-Boote, da sich diese insgesamt als wirtschaftlich zu teuer und militärisch zu unrentabel erwiesen hatten. Doch mit der Weiterentwicklung der Technik, die vor allem längere Tauchfahrten ermöglichen, beginnt Anfang der 1930er Jahre die erneute Aufrüstung.
1930 - 1945 Zweiter Weltkrieg
Erst im Zweiten Weltkrieg (1939-1945) können die U-Boote sich als überzeugende und wirksame Waffe beweisen. So versenken allein deutsche U-Boote mehr als 2.800 alliierte Schiffe. In den Anfangsjahren des Krieges sind die U-Boote besonders erfolgreich, da es nur unzureichende Aufspür-und Aufklärungsinstrumente gibt. Doch mit der Verbesserung des Sonars und der Dechiffrierung des deutschen Funkcodes wendet sich ab 1942 das Blatt, und fortan gehören die U-Boote zu den Gejagten. Die Verluste aus dem U-Boot-Krieg sind enorm. Von den 40.000 Mann der deutschen U-Boot-Truppe sterben bis zum Ende des Krieges 30.003 Mann.
Nach 1945
Obwohl sich der U-Boot-Krieg als sehr verlustreich herausgestellt hat, gewinnt der strategische Wert der U-Boot-Waffe mehr und mehr an Bedeutung im Kalten Krieg. Ziel der U-Boot-Entwicklung ist es nun, die Schwächen der Modelle des Zweiten Weltkriegs zu verbessern. Dies zielt besonders auf extrem lange - und auch schnelle - Unterwasserfahrten sowie große Tauchtiefen ab. Die Entwicklung gipfelt in der Konstruktion von nukleargetriebenen U-Booten, die die geforderten langen Tauchzeiten erfüllen. Die USA sind bei dieser Entwicklung führend und am 21. Januar 1954 läuft das erste atomgetriebene U-Boot, die USS Nautilus (SSN-571) vom Stapel. 3. August 1958 passiert die USS Nautilus (SSN-571) als wahrscheinlich erstes Wasserfahrzeug bei einer Tauchfahrt unter der Arktis den geographischen Nordpol. Am 23. Januar 1960 erreicht das Forschungs-U-Boot "Trieste" mit 10.916 Metern Tiefe den tiefsten Punkt der Erde. In den folgenden Jahren entwickeln sich die U-Boote schnell weiter. Sie werden immer größer und schlagkräftiger gebaut. Da es kaum noch spektakuläre "öffentliche" Entwicklungen in der U-Boot-Technik zu vermelden gibt, und die U-Boot-Waffe insgesamt als sehr geheim eingestuft wird, erfährt die Öffentlichkeit in den folgenden Jahrzehnten nur noch in Form von "Katastrophen" etwas über die modernen U-Boote. So kommt es beispielsweise am 10. April 1963 zu einem tragischen Unfall im Atlantik. Die USS Thresher zerbricht bei einen Tieftauchversuch in sechs Teile. Es wird vermutet, dass eine Hochdruckleitung geplatzt und so ein unkontrollierter Wassereinbruch erfolgt ist. Am 8. März 1968 ereignet sich an Bord des sowjetischen U-Boots K-129 eine Explosion, worauf das U-Boot sinkt. 98 Mannschaftsmitglieder finden dabei den Tod. Dies ist gleichzeitig der Auftakt zum Jennifer-Projekt, dem geheimen Versuch der CIA, ein U-Boot aus über 5.000 Metern Tiefe zu bergen. Im Mai 1968 verschwindet die atomgetriebene USS Scorpion (SSN-589) bei einer Fahrt von Gibraltar nach Norfolk nahe der Azoren. Bis heute gibt es verschiedene Spekulationen über das Verschwinden. Ausgehend von einer Kollision bis hin zu einem unkontrolliert losgelaufenen Torpedo. Die Aufzeichnungen des Kurses zeigen, dass letzteres der Wahrheit vermutlich am nächsten kommt. Am 2. Mai 1982 wird der argentinische Kreuzer Belgrano im Falklandkrieg durch einen Torpedo des britischen U-Boots HMS Conqueror versenkt. Am 12. August 2000 sinkt das russische U-Boot Kursk (K-141), das zu diesem Zeitpunkt größte Unterwasserfahrzeug der Welt, infolge mehrerer Explosionen eigener Torpedos mit seiner gesamten, 118 Mann starken Besatzung. Im März 2004 wird das deutsche U-Boot U31 als modernstes U-Boot der Welt an die Deutsche Marine übergeben. U31 verfügt als erstes U-Boot über einen Hybridantrieb aus Elektro- und Brennstoffzellen-Antrieb und ermöglicht so monatelange Tauchfahrten mit einem deutlich reduzierten Sicherheitsrisiko gegenüber atomgetriebenen U-Booten.
Technik
U-Boote unterscheiden sich durch einige Besonderheiten von gewöhnlichen Schiffen: Sie schwimmen nicht nur (an der Wasseroberfläche), sondern schweben im Wasser (Tauchfahrt). Bei Tauchfahrt, dem Hauptanwendungsgebiet, ist ihre gesamte Masse gleich der des verdrängten Wassers (Verdrängungsmasse; siehe auch Archimedisches Prinzip).
Dieser Zustand wird allerdings nie genau erreicht. Einerseits wirken sich selbst kleinste Unterschiede zwischen der U-Boot-Masse und der des verdrängten Wassers aus. Andererseits verändert sich die Dichte des umgebenden Wassers laufend durch Wasseraustausch. Das U-Boot hat also immer eine Tendenz zu steigen oder zu fallen, wenn auch nur sehr langsam. Da diese Tendenzen aber in der Regel sehr gering sind, kann das U-Boot durch dynamischen Auftrieb mit Hilfe der waagrechten Tiefenruder seine Tiefe beibehalten oder verändern. Dies funktioniert allerdings nur, wenn das Boot ganz langsame Fahrt macht.
Schiffsrumpf
Die ersten Unterwasserfahrzeuge aus dem 15. bis 18. Jahrhundert waren nahezu ausnahmslos aus Holz und wurden - wenn überhaupt - nur durch Eisenzargen oder Nägel zusammengehalten. Oftmals wurden die Boote so gefertigt, dass man sinnbildlich auf ein normales Holzboot ein anderes Holzboot kielaufwärts montierte. In der Regel wurden die Holzspanten solcher Unterwasserfahrzeuge durch Pech versiegelt und zusätzlich mit einer Haut aus Leder zur Abdichtung komplett überzogen. Bei diesen "U-Booten" handelte es sich meist um sogenannte "Einhüllenboote", bei denen die Tauchzellen innerhalb des Druckkörpers angebracht waren. Da die Zellen mit dem Außenwasser in Verbindung standen, mussten auch sie druckfest gebaut werden bzw. entsprechende Pumpen vorhanden sein. Erst als es Mitte des 19. Jahrhunderts technisch gelang, die Antriebsschraube sowie die Steuerruder derart an den Rumpf anzubringen, dass die Fahrzeuge autark fortbewegt und gesteuert werden konnten, ohne an der Oberfläche von einem Begleitfahrzeug gezogen zu werden, veränderte sich auch die Bauweise des Rumpfes. Nun wurden die Konstruktionen der Hüllen vermehrt durch Metalleinsätze verstärkt, und Anfang des 20. Jahrhunderts wurden die ersten U-Boote mit einem kompletten Eisenrumpf gebaut. Aus dem Streben nach guter Seetauglichkeit bei Überwasserfahrt sowie dem Einsatz von U-Booten aus Eisen entstand schließlich das "Zweihüllenboot", bei dem die zunächst bootsähnlichen Tauchzellen um den zylindrischen Druckkörper herumgelegt wurden. Das Boot erhielt damit eine zweite Hülle. Da diese im Tauchzustand innen wie außen unter gleichem Druck stand, brauchte sie nicht besonders stark zu sein. Den durch Brennstoffverbrauch bedingten Gewichtsveränderungen begegnete man dadurch, dass das Treiböl in nicht druckfesten, unten offenen Bunkern auf Seewasser schwimmend gefahren wird.
Mit der nach bzw. während des Zweiten Weltkrieges zunehmenden technischen Entwicklung verschwand nach und nach der Überwasseraspekt des U-Bootes. Das Zweihüllenboot erhielt zunächst eine hydrodynamisch saubere, geglättete Form, und amerikanische Entwicklungen rund um das Versuchs-U-Boot Albacore führten schließlich zur heute überwiegend gebauten Tropfenform.
Die Druckkörper moderner militärischer U-Boote halten normalerweise einem Wasserdruck von 600 Meter stand (zum Beispiel Bild U-Boot Los Angeles Klasse). In Anbetracht der Größe der Ozeane bedeutet dies, dass sie eigentlich nur knapp unter der Wasseroberfläche operieren können. Einige sowjetische Atom-U-Boote besitzen Druckkörper aus Titan und sind in der Lage, ca. 900 Meter tief zu tauchen. U-Schiffe des Typs Alfa kommen angeblich sogar unter 1.200 Meter. Spezielle zivile Tiefsee-U-Boote sowie Bathyscaphen sind in der Lage, jeden Punkt des Meeresbodens zu erreichen.
Bei modernen Booten werden die Einbauten, etwa Mannschaftsunterkünfte, Kommandozentrale, Antrieb usw. zunehmend akustisch entkoppelt, d. h., mit passiver und aktiver Dämpfung und Zwischenträgern am Rumpf aufgehängt bzw. angebracht. Mehrere traditionelle Schiffsschrauben wurden durch eine einzige vielflügelige Sichelschraube bzw. eine Propeller-Düse ersetzt. Ziel ist eine weitergehende Minimierung der Schallemission an das umgebende Wasser und die Lautlosigkeit des Bootes, wodurch es quasi "unsichtbar" wird (vergl. Stealth). Berichte über direkt-magnetische Antriebe ("Raupen" bzw. MHD-ähnliche Technik) dürften allerdings eher der Belletristik zuzuordnen sein.
Steuerung
U-Boote müssen in drei Dimensionen manövrieren können.
- Tauch- und Regelzellen: Tanks, die zur Gewichtserhöhung beim Tauchen mit Wasser und zum Auftauchen mit Luft gefüllt werden. Die Tauchzellen übernehmen dabei die Hauptlast, die verschiedenen Regelzellen dienen zur genaueren Abstimmung und Trimmung im getauchten Zustand. Das Füllen der Auftriebszellen mit Luft wird anblasen (oder ausblasen)genannt.
- Untertriebszellen: Aufgabe dieser besonderen Tauchzellen ist es, das Gewicht des U-Bootes so schnell wie möglich zu vergrössern, um schnellere Alarmtauchzeiten zu erreichen. Diese betrugen bei Kampfbooten im Zweiten Weltkrieg teilweise weniger als 30 Sekunden. Da die Untertriebszellen keinem großen Wasserdruck ausgesetzt werden konnten, mussten sie, nachdem das Boot unter der Wasseroberfläche verschwand, wieder angeblasen werden. In modernen Atom-U-Booten findet diese Technologie keine Verwendung mehr, da sie in der Regel nur einmal während ihres Einsatzes tauchen müssen und erst nach Monaten wieder auftauchen. Sie benötigen daher zum Tauchen teilweise mehrere Minuten.
- Tiefenruder: Sie übernehmen die Feinabstimmung im getauchten Zustand. Die Anordnung der vorderen Tiefenruder variiert bei modernen U-Booten sehr stark. Am Turm angebrachte Tiefenruder sind nicht in der Lage, den Tauchvorgang zu unterstützen, und erschweren das Auftauchen in vereistem Wasser. Kleine U-Boote haben manchmal eine dynamische Tiefensteuerung, d. h., sie steuern nur mit Tiefenrudern. Diese Technik wird vor allem bei unbemannten U-Booten und im Modellbau verwendet.
Antrieb
Gewöhnliche Schiffsaggregate (Dieselmotoren, Gasturbinen) sind Verbrennungsmotoren und benötigen Luftsauerstoff für den Verbrennungsvorgang. Da im getauchten Zustand keine Luft zur Verfügung steht, kommen luftunabhängige Antriebe zur Anwendung.
- Handantrieb: Die ersten U-Boote wurden von Hand mit Fusskurbel, Tretrad oder Handkurbel angetrieben. Zu nennen wären hier etwa der Brandtaucher, Bushnells Turtle, Fultons Nautilus und die Hunley der Südstaaten im amerikanischen Bürgerkrieg.
- Dampfantrieb: Experimente mit einem chemikalienbasierenden bzw. nur für den Überwasserantrieb gedachten Dampfantrieb beim sog. Flotten-U-Boot auf Kolbenmotor bzw. Turbinenbasiswurden als Irrweg bald aufgegeben. Dieser Antrieb findet sich allerdings in abgewandelter Form bis heute beim Torpedo.
- Petroleumantrieb: Erster Versuch, das U-Boot anders als durch Handantrieb zu betreiben. Im ersten Weltkrieg fuhren einige U-Boote mit Petroleummotoren.
- Elektroantrieb mit Batterie: geeignet für kleine U-Boote, beispielsweise Forschungs-U-Boote und Tauchertransportmittel, aber auch für Roboter und Torpedos. Bis zur Entwicklung der elektrischen Antriebe der einzig brauchbare Antrieb.
- Dieselelektrischer Antrieb: Dieselmotoren werden bei Überwasserfahrt zum Antrieb und zum Aufladen von Akkumulatorenbatterien verwendet. Im getauchten Zustand fährt das U-Boot mit Elektromotoren, die aus den Batterien gespeist werden. Mit dem Schnorchel kann das U-Boot den Dieselmotor auch unter Wasser benutzen. Der Dieselmotor ist heute bei kleinen und mittleren Booten der am meisten verwendete Antrieb.
- Walter-Antrieb/hochkonzentriertes Wasserstoffperoxid: Während des Zweiten Weltkriegs gab es auf deutscher Seite Versuche mit einem außenluftunabhängigen Turbinenantrieb auf der Basis von hochkonzentriertem Wasserstoffperoxid als Sauerstofflieferant. Es handelte sich um die sog. Walter-U-Boote, benannt nach ihrem Konstrukteur Hellmuth Walter. Als Vorteile waren längere Tauchzeiten und wesentlich größere Unterwassergeschwindigkeit zu nennen. Der Antrieb wurde nicht in die Serienproduktion übernommen; wesentliche Ergebnisse der Bootsentwicklung, etwa die glatte Rumpfform, kamen allerdings noch im Krieg zum Einsatz und beinflussten merklich sämtliche Nachkriegsentwicklungen. Nach dem Zweiten Weltkrieg setzte Großbritannien die Forschung am Walter-Antrieb fort, auf Grund der Gefährlichkeit der verwendeten Chemikalien und des hohen Treibstoffverbrauchs wurde dieser extrem leistungsfähige Antrieb jedoch bald aufgegeben. Ein Fehler im Wasserstoffperoxid-Antrieb eines Torpedos soll zum Untergang des russischen U-Bootes Kursk geführt haben.
- Kreislauf-Diesel-Antrieb: Der Dieselmotor (bzw. ein anderer Verbrennungsmotor) wird mit einen Sauerstofflieferanten (etwa Flüssig-Sauerstoff / LOX oder Wasserstoffperoxid) unter Wasser betrieben. Die Verbrennungsgase werden gewaschen und der fehlende Sauerstoff vor der erneuten Verbrennung wieder zugesetzt. Eine Entwicklung, die während des Zweiten Weltkrieges begann und später im unten aufgeführten Stirling-Motor einen vorläufigen Höhepunkt fand.
- Nuklearantrieb: Hier werden als Hauptantriebsmaschinen Dampfturbinen eingesetzt. Der Dampf wird wiederum von einem Atomreaktor erzeugt. Für Manöverfahrten kann oft auch ein elektrisch betriebener Hilfsantrieb auf die Schraubenwelle gekoppelt werden. Hilfsdampfturbinen erzeugen über Generatoren Strom, die wiederum der Versorgung der elektrotechnischen Einrichtungen dient. Da durch Elektrolyse auch Sauerstoff aus dem Meerwasser gewonnen werden kann, können U-Boote mit Nuklearantrieb monatelang unter Wasser bleiben.
- Stirling-Motor: In einigen U-Booten der schwedischen Marine kommen außenluftunabhängige, ihr Abgas gegen den Seedruck nach außen ausstoßende Stirlingmotoren zum Einsatz, die durch besondere Laufruhe die Geräuschtarnung verbessern.
- MESMA-Antrieb: Eine französische Entwicklung stellt dieser Kreislaufdampfturbinenantrieb dar. Der eigentliche Dampfkreislauf ist vom Ethanol-Verbrennungskreislauf analog der großen Kessel-Turbinen-Schiffsantriebe getrennt. Flüssigsauerstoff (LOX) ersetzt das frühere Wasserstoffperoxid der Walter-Antriebe, die Turbine wirkt nicht mehr direkt auf die Schraubenwelle, ein Generator sorgt für die akustische Entkoppelung.
- Brennstoffzellen: Die Entwicklung dieser Technologie begann bereits gegen Ende des Zweiten Weltkrieges. Das Interesse, Brennstoffzellen für U-Boote zu benutzen, ist also wesentlich älter als das der Automobilindustrie. Heute stellt diese Antriebsform wohl die fortschrittlichste dar. Sowohl die Unabhängigkeit vom Luftsauerstoff als auch ein Minimum an beweglichen Teilen, die Geräusche verursachen und die geringe Betriebstemperatur entsprechen den Anforderungen an moderne militärische U-Boote. Derzeit ist mit U31 ein von NSWE und HDW entwickeltes und gebautes U-Boot mit Brennstoffzellenantrieb im aktiven Dienst. U 31 ist ein U-Boot vom Typ U 212a.
Militärische U-Boote
Viele Staaten besitzen militärische U-Boote, genaue Daten über die Zahlen sind jedoch oft geheim.
Die Stärke von U-Booten gegenüber Überwasserschiffen liegt darin, dass sie versteckt operieren und nur schwer entdeckt werden können.
Da U-Boote nicht optisch erfassbar sind, weil das Meer in größeren Tiefen dunkel ist und Radar unter Wasser nicht funktioniert, können sie auf größere Entfernungen nur akustisch lokalisiert werden, auf kurze Entfernungen auch durch die Erwärmung des Wassers durch den Antrieb oder eine Verzerrung des Magnetfeldes durch die Stahlhülle.
Deshalb wird bei der Konstruktion besonders darauf geachtet, dass ein U-Boot so leise wie möglich ist. Dies wird durch einen stromlinienförmigen Bootskörper und speziell geformte Schiffsschrauben ermöglicht.
Aufgaben und Arten von U-Booten
Die ursprüngliche Aufgabe von U-Booten war es, Überwasserschiffe zu bekämpfen. In dieser Rolle erlangten die U-Boote in beiden Weltkriegen ihre Bedeutung. Mit Beginn des Nuklearzeitalters kamen zwei weitere Hauptaufgaben hinzu: Strategische U-Boote wurden mit nuklearen Raketen ausgerüstet und dienten der nuklearen Abschreckung. Sie bildeten einen Teil der so genannten Erstschlagkapazität, konnten aber auch zur Zweitschlagkapazität gerechnet werden, die einen gegnerischen Angriff auf das eigene Land überleben und für einen Gegenschlag bereitstehen sollten. Gleichzeitig wurden zur Jagd auf gegnerische strategische U-Boote spezielle Jagd-U-Boote entwickelt. Für beide Aufgaben verwendete man in erster Linie, aber nicht ausschließlich, atomgetriebene U-Boote. In jüngster Zeit wurden Jagd-U-Boote mit nicht-nuklearem, außenluftunabhängigem Antrieb entwickelt. Bei der deutschen Marine und einigen Verbündeten werden derzeit Boote mit dem in Deutschland entwickelten Brennstoffzellen-Antrieb beschafft. In der Deutschen Marine sind es die U-Boote der Klasse 212, die nach und nach in Dienst gestellt werden.
Neben diesen klassischen Aufgaben hat die Aufklärung mit U-Booten an Bedeutung gewonnen. Aufgrund ihrer Fähigkeit, ungesehen zu operieren und mit akustischen Sensoren sehr weit zu horchen, können U-Boote gerade in Szenarien unterhalb der Schwelle offener Konflikte wichtige Erkenntnisse sammeln. Eine weitere Sonderaufgabe ist der Einsatz von Kampfschwimmern vom U-Boot aus. Beide Aufgaben können von herkömmlichen oder speziellen U-Booten wahrgenommen werden.
Man kann unterschiedliche Typen von militärischen oder zivilen U-Booten unterscheiden, je nachdem welcher Zweck und welcher Auftrag dem jeweiligen U-Boot zukommt. Da U-Boote heute jedoch überwiegend militärisch eingesetzt werden, überwiegt in der nachfolgenden Liste der Anteil der diversen militärisch genutzen U-Boot-Typen:
- Atom-U-Boote können lange Strecken zurücklegen und sind oft sehr groß (bis zu 35.000 Tonnen Verdrängung).
- Strategische Raketen-U-Boote (SSBN) dienten der nuklearen Abschreckung (Siehe Ohio-Klasse und Vanguard-Klasse). Erste U-Boote dieser Art entstanden durch Umbauten von Angriffs-U-Booten (vgl. U.S.S. Washington-Klasse). Die ersten Planungen gingen noch auf die deutschen A4-Raketen bzw. dem vorbereitetem Einsatz von amerikanischen V1-Nachbauten gegen Japan zurück. Im Zuge der Abrüstung gab es Überlegungen, einige Boote für konventionelle Lenkflugkörper bzw. dem Transport von Spezialkräften zu nutzen.
- Angriffs-U-Boote / Jagd-U-Boote (auch taktische U-Boote) sind gewöhnlich mit Torpedos bewaffnet, um andere Schiffe oder U-Boote anzugreifen. Daneben können sie auch mit Marschflugkörpern für den Angriff auf Landziele oder lohnende Seeziele (wie Trägerkampfgruppen (CVBG)) bestückt sein. Sie existieren mit einer Vielzahl von Antriebsformen. Atomar getriebene Jagd-U-Boote dienen der Bekämpfung gegnerischer U-Boote. Jagd-U-Boote stellen die wirkungsvollste Waffe gegen U-Boote mit ballistischen Raketen dar, da diese oft getaucht unter dem Eis operieren. Außerdem ist die Sensorenreichweite getauchter U-Boote weit größer als die von Überwasserschiffen oder Flugzeugen. Jagd-U-Boote zeichnen sich vor allem durch ihre hohe Geschwindigkeit aus. So gehören die russischen Alfa-Klasse-U-Boote wohl zu den schnellsten existierenden U-Booten.
- Versorgungs-U-Boote bzw. U-Boot-Tanker (Zweiter Weltkrieg): Aufgabe dieser Boote war es im Zweiten Weltkrieg, andere U-Boote auf See mit Nachschub zu versorgen (Milchkühe). Die großen, aber auch schwerfälligen Boote waren ein leichtes Ziel und wurden, soweit noch intakt, bald anders eingesetzt.
- Handels-U-Boote: Wurden im Zweiten Weltkrieg mit Erfolg als Blockadebrecher eingesetzt. In den 70er Jahren bestanden Pläne, große U-Boote für den arktischen Rohöltransport einzusetzen. Kleinere U-Boote werden heute auch für den Drogenschmuggel eingesetzt.
- Minenleger: Im Zweiten Weltkrieg kamen spezialisierte U-Boote als Minenleger (Schachtminen) zum Einsatz. Heute wird diese Funktion über die Torpedorohre bzw. spezielle äußere Minengürtel sichergestellt.
- U-Kreuzer wurden im Ersten Weltkrieg und in der Zwischenkriegszeit für den Handelskrieg nach Prisenordnung entwickelt. Sie waren daher neben Torpedos auch mit starker Artillerie bewaffnet, trugen Beiboote und sogar Beobachtungsflugzeuge. Das größte U-Boot vor dem Zweiten Weltkrieg, die französische Surcouf, war ein solcher U-Kreuzer. Flugzeuge dienten auf japanischen U-Booten zur Erkundung großer Gebiete, Pläne zur Bombardierung des Panama-Kanals im Zweiten Weltkrieg durch 6 Seiran Flugzeuge der U-Boote I-400 und I-401 bestanden zwar, wurden jedoch nicht ausgeführt, da die beiden U-Boote erst im Frühsommer 1945 einsatzbereit waren. Die wenig erfolgreichen Flotten-U-Boote waren primär dazu gebaut, mit Dampfantrieb aufgetaucht im Verband der regulären Flotte mitzufahren.
- Küsten-U-Boote sind in der Regel kleiner und damit wendiger gebaut. Sie operieren primär mit konventionellem Antrieb im Bereich des Kontinentalschelfes.
- Andere militärische U-Boot-Aufgaben:
- Aufklärung: Küstenaufklärung, Aufklärung mit Schlepptragschrauber (Bachstelze) bzw. Bordflugzeug (s. o.)
- Entwicklung: Erprobung neuer Techniken, vgl. U.S.S. Albacore, die deutschen Walter-Boote und die französische Gymnote
- Transport: Kampfschwimmer, bemannte Torpedos, Versorgungsmittel, Kurierdienste etc.
- Rettung: Rettung oder Bergung verunglückter U-Boot-Besatzungen
Sensoren
Für die Überwasserfahrt haben U-Boote heute Radar.
Zur Orientierung kann, wenn das U-Boot knapp unter der Wasseroberfläche schwimmt, ein Periskop ausgefahren werden, mit dem die Umgebung über Wasser erkundet werden kann.
Unter Wasser kann ein U-Boot andere Schiffe nur akustisch lokalisieren. Dies kann passiv über Hydrophone (Unterwassermikrophone) oder aktiv über Sonar geschehen, wobei das U-Boot seine Position mit dem Sonar selbst verrät.
Passive Sonaranlagen können auch an mehreren hundert Meter langen Kabeln hinter dem U-Boot hergezogen werden (Schleppsonar). Dies vergrößert die Reichweite der Hydrophone erheblich, da durch den Abstand zum Antrieb des U-Bootes die Störgeräusche reduziert werden.
Ortungsschutz
Passiver Lokalisationsschutz
Grundsätzlich gilt, dass ein U-Boot um so schwerer zu lokalisieren ist, je kleiner und leiser es ist. Dieselelektrisch betriebene U-Boote haben deswegen im getauchten Zustand oft Vorteile gegenüber den wesentlich teureren Atom-U-Booten. Der Hauptvorteil von Atom-U-Booten sind ihre Ausdauer und Geschwindigkeit. Hohe Geschwindigkeiten verringern allerdings die Sensorenreichweite erheblich und vergrößern den Geräuschpegel. Zusätzlich verursacht die hohe Temperatur des Reaktors zahlreiche Probleme. Bei modernen Kernreaktoren kann bei geringer Leistungsabgabe die Kühlung allein durch Konvektion bewerkstelligt werden. Ansonsten sind Kühlwasserpumpen notwendig, welche Geräusche erzeugen, die sich über den Schiffskörper bis ins Wasser fortpflanzen und dort zu lokalisieren sind. Die Abwärme aus dem Kühlwasser von Kernreaktoren ist sogar durch Satelliten zu orten. Eine weitere Möglichkeit, die Eigengeräusche eines U-Bootes zu dämpfen, besteht darin, alle Maschinen auf einer freischwingenden, gummigelagerten Plattform aufzubauen, um so die Geräuschübertragung auf den restlichen Schiffskörper zu vermindern. Speziell geformte Propeller sorgen für eine Minimierung von Kavitationsgeräuschen.
Neben der Dämpfung der Eigengeräusche kommen auch Maßnahmen zum Einsatz, welche die Ortung durch feindliches Sonar erschweren sollen. So dämpft eine Opanin-Hülle, eine ca. 4 mm dicke Gummibeschichtung, die Schallrückstrahlung im Frequenzband zwischen 10 und 18 kHz bis auf 15 %. Die Wirkung des Schutzmittels ist dabei stark abhängig von Salzgehalt, Luftgehalt und Temperatur des Wassers.
Aktiver Ortungschutz, aktive Gegenmaßnahmen
Ein Schutzmittel besteht im Ausstoßen von Täuschkörpern ("Bolden"). Ein Täuschkörper ist ein Auftriebskörper, der Kalziumhydrid (CaH2) enthält und vom U-Boot ausgestoßen werden kann. Er schwebt im Wasser und erzeugt dabei Wasserstoffblasen,
CaH2 + 2 H2O = Ca(OH)2 + 2 H2
die für die Sonarortung ein Scheinziel vortäuschen sollen, hinter dem das gefährdete U-Boot ablaufen kann. Ein anderes Mittel ist das Ausstoßen oder Nachschleppen von Täuschkörpern, die die Geräusche des U-Bootes bzw. dessen Antriebs imitieren und so herannahende Torpedos in die Irre führen sollen.
Gegen fliegende U-Boot-Jäger sind zwischenzeitlich torpedorohrgestartete Flugkörper in der Entwicklung bzw. im Einsatz, analog etwa zur früheren Flak. Über den möglichen zukünftigen Einsatz von "intelligenten" Torpedos als weitreichende Minen, als selbstlaufende Störkörper, als Minenräum-, Kommunikations- bzw. Aufklärungsmittel kann ebenso nur spekuliert werden wie über den Einsatz raketengetriebener "Kavitationsblasentorpedos" auch gegen gegnerische Torpedos.
Anmerkung
Anmerkung zu häufig beschriebenen Manövern / "Irrer Iwan" (vgl. Jagd auf Roter Oktober von Tom Clancy) und "Nimitz Class" von Patrick Robinson:
Russischen Käpitänen wird nachgesagt, dass sie (zumindest früher bzw. fiktional) ein Manöver durchführten, bei dem das U-Boot mit voller Geschwindigkeit auf den zielsuchenden Torpedo zuläuft statt wie üblich von ihm weg. Die Verkürzung der Torpedolaufstrecke könnte bei diesem Manöver im günstigsten Falle zum Einschlag des Torpedos mit inaktiven Zünder führen (Sicherheitslaufstrecke); auch wäre primär wohl der eher "unempfindliche" Bug des Bootes betroffen. Ein möglicher schallschluckender Effekt des kompletten Rumpfes vor dem Maschinenraum bzw. der Schraube könnte weiter den Suchkopf des Torpedos verwirren, insbesondere, falls das Bootssonar bzw. Störkörper als Gegenmaßnahme eingesetzt werden. Man kann aber davon ausgehen, dass dieses Manöver bei modernen Torpedos (z.B. Mark (MK) 48 ADCAP oder Spearfish) nicht (mehr) zum Erfolg führen.
Mit dem ebenfalls beschriebenen und oft verwechselten Wendemanöver "Irrer Iwan" horcht im selben Buch der russische Kapitän nach Booten im eigenen Kielwasser.
Kommunikation
Die Kommunikation mit getauchten U-Booten ist sehr problematisch. Ausschließlich die Supermächte verfügen über die Technologie, wenige Daten zwischen U-Booten und Flugzeugen über große Entfernungen auszutauschen, indem beide sehr lange Antennen hinter sich herziehen. Um große Datenmengen auszutauschen, sind U-Boote gezwungen, sich der Wasseroberfläche zu nähern und sie mit konventionellen Antennenmasten zu durchdringen. Dies wiederum erleichtert ihre Ortbarkeit. Versuche, das Kommunikationsproblem durch satellitengestützte Laser zu lösen, wurden wahrscheinlich nach dem Ende des Kalten Krieges aufgegeben. Mit einem getauchten U-Boot zu kommunizieren ist fast unmöglich, da nur extrem langwellige Radiosignale das Wasser durchdringen können. Die USA benutzen extrem leistungsstarke Längstwellensender mit Frequenzen um 20 kHz, um Nachrichten an getauchte Boote auszusenden. Die Datenrate ist extrem gering. Es können nur einige Zeichen pro Stunde übertragen werden. Meistens wird das U-Boot dadurch zum Abrufen von Nachrichten vom Satelliten aufgefordert. Längere Nachrichten an ein U-Boot werden auf einen Satelliten gespeichert und heruntergeladen (in Sekundenschnelle!), wenn das Boot knapp unter der Meeresoberfläche einen Antennendraht hinter sich herzieht. Ansonsten gibt es für ein getauchtes U-Boot noch die Möglichkeit, eine Funkboje mit der gespeicherten Nachricht aufsteigen zu lassen, die dann zum Beispiel an einen Satelliten gesendet wird. Das ist das übliche Verfahren bei Notsituationen, in denen das Boot auf den Meeresgrund gesunken ist und Hilfe von außen benötigt wird.
Über sehr kurze Entfernungen können akustische Unterwassertelefone (Gertrude) zum Einsatz kommen. Außerdem lassen sich Informationen durch Sonar in Form von Morse-Nachrichten austauschen. Bei zivilen Tauchbooten bietet es sich oft an, auf eine Kabelverbindung zurückzugreifen.
Bewaffnung
Torpedos sind die bekannteste Waffe militärischer U-Boote. Aus den Torpedorohren moderner U-Boote können aber auch Flugkörper gestartet werden. Das gängigste Prinzip hierbei ist es, einen Flugkörper, der auch von Überwasserschiffen gestartet werden kann, in einen zylindrischen Container zu verstauen. Dieser Container verlässt das U-Boot auf die gleiche Art und Weise wie ein Torpedo und durchstößt die Wasseroberfläche; danach gibt er den Flugkörper frei. Solche Flugkörper werden überwiegend gegen Schiffe eingesetzt. Es gibt aber auch Flugkörper (z. B. die amerikanische Asroc), die einen Torpedo mit sich führen, der gegen gegnerische U-Boote eingesetzt werden kann. Hierdurch werden wesentlich größere Reichweiten erreicht, als wenn das gegnerische U-Boot direkt mit Torpedos beschossen würde.
Auch Marschflugkörper gegen Landziele können aus Torpedorohren gestartet werden. Allerdings werden sie überwiegend aus senkrechten Startschächten abgefeuert, um die Anzahl der mitgeführten Torpedos nicht reduzieren zu müssen.
Ballistische Flugkörper werden grundsätzlich aus senkrechten Schächten gestartet, da sie wesentlich größere Durchmesser als Torpedos haben.
Überwasserbewaffnung haben moderne U-Boote nicht oder kaum (verschiedene Flugabwehr-Raketenstarter z. B. zum Einbau in den Turm existieren), da sie ausschließlich unter der Wasseroberfläche operieren. Die Tatsache, dass sich U-Boote fast nicht gegen U-Jagd-Hubschrauber und -Flugzeuge (siehe ASW) verteidigen können, bedingt die Entwicklung von Flugabwehrwaffen, die von getauchten U-Booten aus einsetzbar sind. Einsatzbereite Technologien sind aber nicht bekannt.
Rettungsmittel
Wie Katastrophen, wie bei der Thresher oder der Kursk, zeigen, kommt es immer wieder zu Unglücksfällen, selbst in Friedenszeiten. Um wenigstens die Besatzung zu retten, hat man verschiedene Rettungsmittel entwickelt:
- Rettungs-U-Boot: kleine, transportable und weitgehend autarke U-Boote, die auf dem Ausstieg des havarierten U-Bootes andocken und die Besatzung evakuieren. Vorgänger waren spezielle Tauchglocken. Taucher bzw. Panzertauchgeräte und Unterwasserroboter unterstützen den Einsatz.
- Rettungsboje: steigt vom Wrack auf, markiert die Unglücksstelle und ermöglicht über das Bojenseil die Verankerung von Hebezeugen.
- Rettungskapsel: Eine größere Rettungsboje, in der die Besatzung Platz findet. Sie dient nach dem Aufstieg als Rettungsinsel.
- Tauchretter: Die Mischung aus Atemgerät und Schwimmweste ermöglicht nach Passieren einer Ausstiegsschleuse oder eines Ausstiegskragens (der das Fluten des U-Bootes notwendig macht) den Notaufstieg bis ca. 100 Meter Wassertiefe (bei kleinen U-Booten oft der einzige Rettungsweg).
- Andere Rettungsmaßnahmen: Bei Wassereinbruch begrenzen wasserdichte Schotten den Wassereinbruch. Notausblasen (Emergency Blow) der Tauchzellen und ein dynamischer Notaufstieg zur Oberfläche sind eventuell noch möglich.
- Resus-Flaschen: Die Hydrazin-Gaserzeuger, sind modular aufgebaute, identische Systeme, die auf einen elektrischen Impuls das zum Ausblasen der Tauchzellen benötigte Arbeitsgas durch katalytische Zersetzung des Hydrazins erzeugen. Die Starteinrichtung der "Resus"-Systeme kann manuell und voll automatisch in Abhängigkeit von einer bestimmten Tauchtiefe betätigt werden.
U-Boote der Bundeswehr
Die Deutsche_Marine, als Teilstreitkraft der Bundeswehr, verfügt nur über U-Boote mit Diesel- oder Brennstoffzellenantrieb, nicht über Atom-U-Boote. Der Kapitän eines Bundeswehr-U-Bootes ist ein Kapitänleutnant, kurz auch "Kaleu" oder Korvettenkapitän. Die neuen U-Boote mit Brennstoffzellenantrieb werden von einem Korvettenkapitän geführt.
Zivile U-Boote
- Tiefsee-U-Boote wie z.B. die Trieste dienen Forschungszwecken und können wesentlich tiefer tauchen als militärische U-Boote. Meist sind sie um einen kugelförmigen Druckkörper herum konstruiert, haben Batteriebetrieb und können sich nicht besonders schnell fortbewegen. Ihre Tiefensteuerung erfolgt oft durch vertikale Schraubenantriebe.
- Forschungs-U-Boote werden oftmals zur systematischen Untersuchung der Meeresböden oder bestimmter Meeresströmungen mit archäologischen, biologischem oder geologischem Auftrag eingesetzt oder sie agieren als Such-U-Boote (oftmals unbemannt), die Objekte auf dem Meeresgrund aufspüren und untersuchen sollen (z. B. Wrack der Titanic (siehe Alvin) oder Bismarck).
- Touristen-U-Boote werden verwendet, um die Unterwasserwelt für Touristen zu erschließen. Sie besitzen große Panoramafenster und können daher nicht sehr tief tauchen (nur wenige Meter). Meist werden sie in der Nähe von Riffen eingesetzt wie z. B. auf den Azoren oder den Kanarischen Inseln.
- Unbemannte U-Boote (auch Tauchroboter) dienen vor allem zur Forschung und sind meist mit Kameras, oft auch mit Greifarmen ausgestattet. Sie können extrem tief tauchen und sind wesentlich kleiner als bemannte U-Boote, da sie keinen Sauerstoffvorrat und keine Passagiere transportieren müssen.
- Andere zivile Aufgaben:
- Rettung: Bergung oder Rettung verunglückter U-Boot-Besatzungen
- Reparatur/Wartung: Reparatur oder Wartung von bestimmten Objekten unter Wasser wie z. B. Pipelines, Bohrinseln, Unterwasserstationen oder -kabeln werden oftmals durch spezielle Reparatur-U-Boote ausgeführt, die über dafür notwendige Vorrichtungen/Werkzeuge wie z. B. Greifarme, Schweißgeräte, Schraubschlüssel etc. verfügen. Häufig werden hierfür auch Tauchroboter eingesetzt.
Literatur
- David Miller: Deutsche U-Boote bis 1945. Ein umfassender Überblick, Motorbuch Verlag Stuttgart 2000, Gebundene Ausgabe, 192 Seiten, ISBN 3-72767-134-3
- Lothar-Günther Buchheim: U-Boot Krieg, Piper, München 1997, Gebundene Ausgabe, ISBN 3-49204-043-8
- Florian Lipsky und Stefan Lipsky: Faszination U-Boot. Museums- Unterseeboote aus aller Welt, Koehlers Verlag 2000, Gebundene Ausgabe, 143 Seiten, ISBN 3-78220-792-0
- Eckard Wetzel: U 995 - Das U-Boot von Laboe/Der Typ VIIC - Entwicklung und Technik/Der U-Boot-Krieg 1939-1945, Motorbuch Verlag Pietsch, Gebundene Ausgabe, 160 Seiten, ISBN 3-61302-425-X
- Klaus Herold: Der Kieler Brandtaucher/Wilhelm Bauers erstes Tauchboot - Ergebnisse einer Nachforschung., Verlag Bernard & Graefe, Bonn 1993, Broschur, 157 Seiten, 39 Abbildungen, ISBN 3-7637-5918-2
- Eberhard Rössler: Geschichte des deutschen U-Bootbaus Band1+2, 1996, ISBN 3-86047-153-8
Siehe auch
Weblinks
- http://www.u-boot-archiv.de - Deutsche U-Boote 1935–1945
- http://www.u-boot-archiv.de/geschichte/vorwort_geschichte.html - Zur Frühgeschichte
- Hazardous Duty Nuclear Submarine Accidents (engl.)
- Lokalisation und Ortung — gibt es einen Unterschied? Sekundäre Funk-Ortung und primäre Schall-Lokalisation (PDF)
- U-434 U-Bootmuseum Hamburg
