U-Boot
bei Kiel (Schleswig-Holstein) ]]
- Für andere Bedeutungen siehe U-Boot (Begriffsklärung).
Mit dem Begriff U-Boot bezeichnet man speziell militärische Unterwassereinheiten. Zivile U-Boote, kommerziell oder für die Forschung, werden meist Tauchboote genannt. Auch die im zweiten Weltkrieg zum Einsatz gekommenen U-Boote werden offiziell als Tauchboote bezeichnet, da sie hauptsächlich aufgetaucht zum Einsatz kamen und während der Unterwasserfahrt wenig leistungsfähig waren.
Table of contents |
2 Technik 3 Militärische U-Boote 4 Zivile U-Boote 5 Literatur 6 Siehe auch 7 Weblinks |
(siehe auch U-Boot-Krieg)
U-Boote unterscheiden sich durch einige Besonderheiten von gewöhnlichen Schiffen: Ihr Körper schwebt im Wasser. In diesem Fall ist die Masse des gesamte Schiffskörper gleich der Verdrängungsmasse; als grundsätzliche Voraussetzung
für den Gleichgewichtszustand muss hierbei das spezifische Gewicht des Schiffskörpers gleich dem des Wassers sein (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 ungebenden 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 sich das Boot bewegt.
Die ersten U-Boote waren "Einhüllenboote", bei denen die Tauchzellen innerhalb des Druckkörpers angebracht waren. Da die Zellen mit dem Außenwasser kommunizieren, mussten sie auch druckfest gebaut werden.
Aus dem Streben nach guter Seetauglichkeit bei Überwasserfahrt entstand das "Zweihüllenboot", bei den die Tauchzellen um den Druckkörper herumgelegt wurden. Das Boot erhält damit eine zweite Hülle; da diese im Tauchzustand innen wie außen unter gleichem Druck steht, braucht sie nicht besonders stark zu sein. Den durch Brennstoffverbrauch bedingten Gewichtsveränderungen begegnet man dadurch, dass das Treiböl in nicht druckfesten, unten offenen Bunkern auf Seewasser schwimmend gefahren wird.
Die Druckkörper modernen militärischer U-Boote halten normalerweise einem Wasserdruck von 600 Meter Stand (zum Beispiel 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 circa 900 Meter tief zu tauchen. U-Schiffe des Typs Alpha kommen angeblich sogar unter 1.200 Meter. Spezielle zivile Tauchboote sowie Batyskaphen sind in der Lage, jeden Punkt des Meeresbodens zu erreichen.
U-Boote müssen in drei Dimensionen manövrieren können.
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.
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.
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.
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.
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,
Auch werden als Lokalisationsschutz Geräuschbojen ("Rabatzbojen"), die z.B. das Geräusch eines U-Boot bei Dieselfahrt oder Schleichfahrt nachahmen, nachgeschleppt.
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 her ziehen. 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 satellitengestütze 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. Längere Nachrichten an ein U-Boot werden auf einen Satelliten gespeichert und heruntergeladen (in Sekundenschnelle!), wenn das Boot aufgetaucht ist.
Ansonsten gibt es für ein getauchtes U-Boot noch die Möglichkeit, eine Funkboje mit der gespeicherten Nachicht 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 zum Einsatz kommen. Bei zivilen Tauchbooten bietet es sich oft an, auf eine Kabelverbindung zurückzugreifen.
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, einen Flugkörper, der auch von Überwasserschiffen aus gestartet werden kann, in einen zylindrischen Container zu verstauen. Dieser Container verlässt das U-Boot auf die gleiche Art uns Weise wie ein Torpedo und durchstößt die Wasseroberfläche; danach gibt er den Flugkörper frei.
Überwiegend werden solche Flugkörper 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 haben als Torpedos.
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 (=ASW)-Hubschrauber und Flugzeuge verteidigen können, bedingt die Entwicklung von Flugabwehrwaffen, die von getauchten U-Booten aus einsetzbar sind. Einsatzbereite Technologien sind aber nicht bekannt.
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 Abschreckung. Sie bildeten einen Teil der so genannten nuklearen Zweitschlagkapazität, die einen gegnerischen Angriff auf das eigene Land überleben und für einen Gegenschlag bereit stehen 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 werden 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.
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 folgende wesentliche Typen von U-Booten unterscheiden:
Geschichte
Das Original ist im Museum der Bundeswehr in Dresden zu besichtigen. Ein Nachbau steht im Deutschen Museum für Technik im München.
Technik
Schiffsrumpf
Steuerung
Antrieb
Militärische U-Boote
Sensoren
Ortungsschutz
Passiver Lokalisationsschutz
Aktiver Ortungschutz
CaH2 + 2 H2O = Ca(OH)2 + 2 H2
die für die Sonar-Ortung ein Scheinziel vortäuschen sollen, hinter dem das gefährdete U-Boot ablaufen kann. Ein anderes Mittel ist das Ausstoßen von Tauschkörpern (Düppeln?), die die Geräusche des U-Boote imitieren und so herannahende Torpedos in die Irre führen sollen.
Russischen Käpitänen wird nachgesagt, dass sie (zumindest früher) das Manöver "Irrer Iwan" durchführten, bei dem das U-Boot mit voller Geschwindigkeit auf den Torpedo zuläuft, statt, wie üblich von ihm weg. Dadurch konnten die Torpedos ebenfalls abgelenkt werden. Mit modernen, drahtgelenkten Torpedos, zum Beispiel Mark (Mk) 48 ADCAP (advanced capility), funktioniert dieses Manöver aber nicht mehr.Kommunikation
Bewaffnung
Aufgaben und Arten von U-Booten
Zivile U-Boote
Literatur
Siehe auch
Weblinks