Unterwassergeschwindigkeit

[p-kreuzer]

Moin zusammen!
Bereits die allerersten dt. Uboote der Kaiserlichen Marine (Bj 1908) sollen lt. Gröner Bd. 3 Unterwassergeschwindigkeiten von +10Kn erreicht haben.

- Zur damaligen Zeit muß es doch wahnsinnig aufwendig gewesen sein so hohe Geschwindigkeiten zu erreichen, was versprach man sich davon?
- Hat jemand Informationen warum spätere Serien dann mit geringerer Geschwindigkeit konstruiert wurden, eine Einbuße von 20-30% hat man     
  doch nicht Zwanglos hingenommen?
- Auch die WK2 Uboote hatten diesen Leistungsverlust gegenüber den ersten Booten. Die E-Antriebe waren doch Leistungsfähiger und
  im Bereich Hydrodynamik hatte man doch auch  ordentlich dazugelernt. Warum 30 Jahre später immernoch 2-3Knoten langsamer als die "Ur-Boote"?
- Gab es tatsächlich erst mit den Walter- und Elektrobooten wieder das Bestreben nach hoher Unterwassergeschwindigkeit?

Gruß aus Kiel
Jürgen

[Peter K.]

Zu diesem Themenkomplex empfehle ich

Eberhard MÖLLER,
Kurs Atlantik
ISBN 3-613-01652-4

Gegenüber den WKI-Booten wurde auf den WKII-Booten die Unterwasserantriebsleistung reduziert, was nur teilweise durch die technische Entwicklung - namentlich durch die Steigerung der Energiedichte der Batterien (18,6 Wh/kg 1908 gegenüber 23,8 Wh/kg 1933 bzw. 29,8 Wh/kg 1940) - ausgeglichen wurde.

Als diesbezügliche Kernaussage MÖLLER´s - immerhin ehemaliger LI einer Typ XXI-Bootes - sehe ich folgenden Satz:

Die Marine will leistungsschwache Maschinen, also liefert die Industrie solche!

... zum Vergleich:
E-Maschine der geplanten U-Kreuzer 1918: 775 kW Dauer- und 956 kW Stundenleistung
E-Maschine der Typen VII bzw IX: 280 bzw. 370 kW Leistung
E-Maschine des Typs XXI: 1.510 kW Dauer- und 1.840 kW Stundenleistung

[p-kreuzer]

Moin!

@ Peter K.
Vielen Dank für den Literaturhinweis.

Die Marine wollte relativ schwache E-Antriebe, warum denn das? Eine höhere UW-Geschwindigkeit erhöht doch auch die taktischen Möglichkeiten eines Ubootes.

Gab es da ökonomische Zwänge, wie Kapazitäten in der Akku- oder E-Motorenherstellung, oder schlicht Resourcenmangel?
Oder nahmen starke E-Antriebe im Uboot zuviel Platz ein, oder waren zu Wartungsintensiv?

Wollte (konnte) man etwa viele relativ langsame Boote bauen anstatt weniger und dafür schnellere?

Was auffällt ist, das nur in der Zeit bis 1914 bei Neubauten +/- 10Kn erreicht wurden, danach fast ausschließlich +/- 7Kn. Könnte in der Tat für Sparmaßnahmen zugunsten der Massenproduktion sprechen.

Gruß  aus Kiel
Jürgen

[Thoddy]

Die frühen U-Boote waren strengenommen nur Tauchboote die nur abtauchten, wenn sie gejagt wurden.
Selbst die Annäherung an den Feind wurde in Überwasserfahrt vorgenommen.

Große E-Maschinen mit potentiell hoher Fahrt brauchen viel Strom und demzufolge viel Batteriekapazität, zudem sind sie horchtechnisch viel früher auszumachen sozusagen eine kontraproduktive Eigenschaft für jemanden der unentdeckt bleiben will.

Da die Energiedichte von Bleibatterien nur einen Bruchteil von Diesel ausmacht, ist klar das man sich bei begrenzter  Größe und einer gewissen Mindestreichweite gegen leistungsstarke E-Anlagen entscheiden mußte.

[Schorsch]

Hallo Jürgen,

die Ursachen für die Vernachlässigung Bedeutung der Unterwassergeschwindigkeit im WKI ist von Dir imho noch nicht umfassend beschrieben. Ich will 'mal den Versuch starten, noch einen weiteren Aspekt in die Diskussion einzubringen, der auch schon in Thoddys Beitrag angedeutet wurde.

U-Boote, die sich ausschließlich bzw. zur Hauptsache auf ihre 45 cm-Torpedos mit relativ kleinem Gefechtskopf und verhältnismäßig geringer Reichweite verlassen mussten, erreichten Unterwassergeschwindigkeiten von ca. 10 kn. Dagegen lag die Maximalgeschwindigkeit der U-Boote mit vergleichsweise starker Artilleriebewaffnung und hier insbesondere die U-Kreuzer bei etwa 7 kn mit sehr bescheidenen Reichweiten unter Wasser. Hier zeigt sich deutlich, wie aus der Vorkriegszeit stammenden Einsatzkonzeption des verborgen operierenden U-Bootes, das sich unter Wasser seine Schussposition erarbeiten sollte, ein relativ schneller Überwasser-Artillerieträger wurde, der notfalls auch tauchen konnte, um sich zu starker gegnerischer Abwehr entziehen zu können. Ähnlich lag die Situation bei den kleinen Booten, die als Minen-U-Boot nicht allzu schnell unter Wasser fahren mussten bzw. die kleinen Küsten-U-Boote, bei denen einfach kein Platz für eine leistungsfähigere E-Motorenanlage vorhanden war.

Die U-Boote der KM, die zwischen den Weltkriegen entwickelt wurden, sollten die Einsatzdoktrin des schnellen, tauchfähigen Waffenträgers wieder umsetzen. Allerdings waren die Torpedos inzwischen leistungsfähiger als zu Zeiten des WKI, so dass die Artilleriekomponente in ihrer Bedeutung hinter die Torpedos zurücktrat. Aber auch hier schätzte man mittlere Unterwasserleistungen als ausreichend ein. Eine Entwicklung Walters, die schon 1933 ein 300 t-U-Boot mit 24 kn Höchst- und 15 kn Dauergeschwindigkeit versprach, erhielt zwar von der Marineleitung eine Projektnummer (Typ V), wurde aber lediglich Gegenstand einer von der Marineleitung erteilten Studie minderer Priorität. Erst im Verlauf des Jahres 1942 mit dem Scheitern der bisherigen U-Bootentwürfe im Atlantik nahm die Sache ,,Fahrt" auf, die schlussendlich im Bau der Walter-Typen Wa 201, WK 202, Typ XVII B und den Entwürfen zur Klasse XVIII mündete bzw. zur Entwicklung der Elektro-Boote vom Typ XXI und XXIII führte.

Übrigens sollte man sich über den zusätzlichen Leistungsbedarf bei einer Steigerung von ca. 8 kn auf etwa 10 kn bei unveränderter Bootsform im Klaren sein. Bei einer solchen Steigerung der Geschwindigkeit um den Faktor 1,25 wächst die benötigte Leistung in der dritten Potenz dieses Faktors, d.h. auf etwa das Doppelte der ursprünglich vorhandenen Leistung!

Mit freundlichen Grüßen
Schorsch

[Q]

...
Gab es da ökonomische Zwänge, wie Kapazitäten in der Akku- oder E-Motorenherstellung, oder schlicht Resourcenmangel?

Laut Moeller keins von beiden. Moeller sieht die Entwicklung vom WK I Tauchboot zum WK II Tauchboot eher als Rueckschritt. Zwar wurden kleinere Akkus entwickelt, aber eher der Raum fuer die Akkus verkleinert, als den frei werdenen Raum fuer zusaetzliche Akkuleistung zu verwenden. Moeller prangert in seinem Buch sehr schluessig viele Fehlentscheidungen im U-Boot, wie im aktiv passiv Ortungsverfahren herraus.

Oder nahmen starke E-Antriebe im Uboot zuviel Platz ein, oder waren zu Wartungsintensiv?

Soweit mir bekannt hat Moeller auch dazu etwas geschrieben, so soll AEG entsprechend staerkere E-Maschinen schon im WK I in Serie gebaut haben.

Wollte (konnte) man etwa viele relativ langsame Boote bauen anstatt weniger und dafür schnellere?

Natuerlich! Klar muss eine groessere E-Maschine auch mehr Akkukapazitaet besitzen. Somit muessen fuer die gleiche Anzahl schnelle U-Boote, mehr Akkus hergestellt werden als bei der gleichen Anzahl langsamen U-Booten. Ebenso sieht es mit dem Kupferwicklungen der E-Maschinen aus.

Don´t Panic

[p-kreuzer]

Moin.

@ Thoddy
Gegenargument Platzbedarf Batterie/Diesel. Daten aus dem Gröner:
U66-70 Bj 1913-15 791t Verdrängung über Wasser 2300PSe/16,8Kn über/1240PSe/10,3Kn unter Wasser 87t Öl für 7370Sm/8Kn
Typ VII Bj 1935-37 753t Verdrängung über Wasser 2310PSe/17,0Kn über/750PSe/8,0Kn unter Wasser 67t Öl für 6200Sm/10Kn

Eigentlich ziemlich identische Leisungsparameter, bis halt auf die UW-Geschwindigkeit...

@Schorsch
wieder was gelernt, danke!

Gruß aus Kiel
Jürgen

[Schorsch]

Hallo Jürgen,

die aus dem Gröner zitierten Zahlen sind eigentlich kein Gegenargument zu Thoddys Beitrag, sondern könnten sogar als Bestätigung dessen gewertet werden, was er schreibt, wenn man die Entstehungsgeschichte der Boote mit den Nummern U 66 bis U 70 betrachtet. Diese waren ein Vorkriegsentwurf mit 45 cm-Rohren, der von der österreichisch-ungarischen Marine bei der GW in Auftrag gegeben wurde. Den hohen Geschwindigkeiten von 17 kn über und geplanten 11 kn unter Wasser wurde alles untergeordnet: kein Fahrstand im Turm, sondern nur einer in der Zentrale, Sehrohre von der Zentrale aus zu bedienen, Akku als Großoberflächenbatterie ausgeführt, keine Artillerie beim Originalentwurf, Treibstoffvorrat von 25 t Treiböl...
Zur Übernahme in die deutsche Marine wurden eigentlich alle dieser Aspekte geändert: Vergrößerung des Turmes mit Verlegung des Fahrstandes, Einbau einer 8,8 cm-U-Bootskanone mit späterer Kalibersteigerung auf 10,5 cm, Erhöhung des Treibstoffvorrates usw. Lediglich an die Torpedobewaffnung und die Gestaltung des Antriebes rührte man nicht, da zum Zeitpunkt der Übernahme der bereits erreichte Bauzustand dieses nicht mehr zuließ. Die Folge dieses Umbaus war, neben einer Verringerung der Unterwasserstabilität, ein Absinken der Unterwassergeschwindigkeit auf 10,3 kn. Interessant ist auch noch, dass in einem Geheimbericht der Uboot-Inspektion zur Einschätzung der Ubootentwicklung bis zum Herbst 1916 bei der Beschreibung der ehemaligen ,,Österreicher" bis auf die Erwähnung der verminderten Unterwasserstabilität keine weitere Ausführungen zu den Unterwassereigenschaften dieser Boote gemacht wurden. (Quelle: E. Rössler: ,,Die Unterseeboote der Kaiserlichen Marine", Bernard & Graefe, 1997, S. 38) Besonders herausgestellt wurde aber die Leistungsfähigkeit der GW-Zweitakt-Dieselmotoren!

Lange Rede, kurzer Sinn: Die deutsche Werftindustrie lieferte genau das, was die Marine bei ihr bestellte. Und wenn man bei der Marineleitung, egal ob kaiserlich, Reichs- oder Kriegsmarine, U-Boote bevorzugt, deren Unterwassereigenschaften anderen taktischen Aspekten nachgestellt werden, so erhält man diese auch.

Um noch einmal den Namen Hellmuth Walter in's Spiel zu bringen: der Bau der V 80 war z.B. eine Privatinitiative. Erst drei Jahre später konnte sich die Marineleitung mit dem Gedanken an ein schnelles U-Boot anfreunden und selbst als der Typ XXI geplant wurde, rüstete man den endgültigen Entwurf mit einer Flak-Bewaffnung aus.

Mit freundlichen Grüßen
Schorsch

[p-kreuzer]

Hallo Schorsch,

und wieder danke für deine Ausführungen! Ist halt schon ein Unterschied ob man nur "nackige" Zahlen vorliegen hat oder über Hintergrundwissen verfügt. Dennoch hätte nach U66-70 eine Richtungsänderung hin zum schnellen Uboot erfolgen können, vorausgesetzt ein uneingeschränkter Ubootkrieg der den Unterwasserangriff mit Torpedos bevorzugt. Der Grundentwurf für o.g. Typ sieht auch Hydrodynamisch schon recht Konsequent aus, kein Decksgeschütz, verkleinerter Turm usw.

Andere Marinen legten wohl etwas mehr Wert auf höhere UW-Geschwindigkeit (oder konnten es sich leisten), egal ob Royal Navy, US Navy oder die französische Marine, meist um die 9-10 Kn, nur die Japaner waren überwiegend sogar noch langsamer als die Deutschen...

Schönen Tag noch
Jürgen

[Thoddy]

Moin.

@ Thoddy
Gegenargument Platzbedarf Batterie/Diesel. Daten aus dem Gröner:
U66-70 Bj 1913-15 791t Verdrängung über Wasser 2300PSe/16,8Kn über/1240PSe/10,3Kn unter Wasser 87t Öl für 7370Sm/8Kn
Typ VII Bj 1935-37 753t Verdrängung über Wasser 2310PSe/17,0Kn über/750PSe/8,0Kn unter Wasser 67t Öl für 6200Sm/10Kn

Eigentlich ziemlich identische Leisungsparameter, bis halt auf die UW-Geschwindigkeit...

Es fehlen die Gewichte für die Batterien und Reichweite bei einer Unterwassergeschwindigkeiten
und wenn man es noch genauer machen möchte, sollte man noch die Diesel- und E-Motorengewichte mitberücksichtigen.

[kaimarex]

 U66 war vom Typ her ein " großes Uboot ", der Typ VII stammt vom "Mittleren Uboot " bekannt als UB III ab.
Na, mit welchem Typ war wohl der Dönitz im 1.WK unterwegs, welches Boot fand er von Kosten/Größe/ Waffen/Reichweite her tauglich für seine 300 Boote Idee ? Hat der Z-Plan von 1939 nicht ca. 60 kleine / 130 mittlere / 60 große Uboote vorgesehen ?  Dönitz suchte wohl das beste Boot für 1919 (sozusagen 1.WK ohne Revolution noch weitergegangen) und bei dem riesigen Rohstoffmangel muß alles möglichst klein sein, besonders E-Motor und Akku.
Dabei aber Großserien geeignet, siehe Scheerprogramm von Sept 1918 ( Prod von 12 Boote Monat auf 30 Boote / Monat im Herbst 1919 steigern !)
Also Experten, wie steht UB 110 zu U 47 um mal bekannte Nr zu wählen.
Tauchzeit/ tiefe, Motorgröße Diesel / E- Motor, Waffen, Reichweiten, Bauzeiten, Personalbedarf.

Nochwas : der Begriff Uboot ist eigentlich bis zum typ xxi falsch, korrekte preußische Beamten hätten die Dinger UTB genannt, wobei der Nauticus 1906 zb.oft TAUCHboot schreibt.
Was als Uboote benannt war, war ein Untertauchbares Torpedoboot = UTB.
Torpedoinspektion war für Konstruktion bis 1914 zuständig. Erst dann eigenständige Inspektion. Beachtet die FÜNF Minuten Tauchzeit der großen Vorkriegsboote ! Man müßte mal für paar Boote ausrechnen, ob sie eher 95 oder 98 % der Strecke Überwasser fuhren.

[R.B.]

Hier wurde etwas wenig bekanntes übersehen: Der wesentliche Grund für die bis zu 9.5 kn schnellen U-Boote am Anfang des ersten Weltkrieges war deren auf schnelle Unterwasserfahrt optimierte Formgebung. Nicht die nur geringfügig abweichende E-Maschinenleistung.

Die für Unterwasserfahrt optimierte Formgebung entstand für die zunächst vorgesehene Hauptaufgabe der U-Boote, den Angriff auf meist schnelle und schwer bewaffnete Kriegsschiffe mit Torpedos. Erst im Kriegsverlauf stellte sich der Artillerie-Angriff auf meist langsame und unbewaffnete Handelsschiffe als effektiver heraus.

Hierfür benötigten die U-Boote eine verstärkte Artilleriebewaffnung und eine stabilere, vor dem Seegang besser geschützte Plattform für deren Aufstellung. Dies erhöhte den Unterwasserwiderstand dieser U-Boote so erheblich, dass die Unterwassergeschwindigkeit von anfänglich 9.5 auf später 7.5 bis 6 kn absank, obwohl die E-Maschinenleistung kaum reduziert wurde.

Der im zweiten Weltkrieg meistverwendete U-Boot-Typ VII-C erreichte bei Unterwasserfahrt nur 8 Knoten, bei Überwasserfahrt mit E-Maschinen jedoch 12 kn. Die zeigt deutlich die Folgen seiner für den Überwassereinsatz optimierten Formgebung. Heutige U-Boote haben getaucht wegen des wegfallenden Wellenwiderstandes einen kleineren Wasserwiderstand als bei Überwasserfahrt.

[R.B.]

>> zu "bei Überwasserfahrt mit E-Maschinen jedoch 12 kn."
Korrektur: 11 kn