Die in der kommenden Dekade von Norwegen und Deutschland gemeinsam zu beschaffenden sechs U-Boote der Klasse 212 CD werden voraussichtlich zahlreiche Innovationen aufweisen. Deutlich stärker als die bislang von der Deutschen Marine eingesetzten Boote des Typs 212 A werden die neuen für den weltweiten Einsatz ausgelegt sein.
Um die Reichweite zu erhöhen, sollen sowohl die Kapazität der Batterie als auch die Leistung des Antriebsdiesels gegenüber den Vorgängermodellen in etwa verdoppelt werden, wie es aus Industriekreisen heißt. Damit kann ein Boot der neuen CD-Klasse – CD steht für Common Design – schneller in ein weit entferntes Operationsgebiet verlegen. Für den Einsatz in tropischen Gewässern, sollen Kühlung und Klimatisierung entsprechend ausgelegt werden. Presseberichten zufolge hat Norwegen bereits in der Vergangenheit immer wieder eigene Boote der Ula-Klasse für längere Zeit im Mittelmeer eingesetzt.
Die norwegisch-deutschen U-Boote werden nach Aussage der Marine über ein ausgefeiltes Stealth-Design verfügen – Insider vergleichen die neue Hüllenform mit einem Diamantschliff. Diese neuartige Außenhaut soll auftreffende Sonar-Signale in andere Richtungen abstrahlen, um so der Detektion zu entgehen. Mit Hilfe dieser Technik soll die so genannte Signalstärke – also das vom Boot zurückgestrahlte Echo-Signal – deutlich vermindert werden. Aus diesem Grund wird den Planungen zufolge auch das so genannte Flank Array Sonar angewinkelt angebracht, um Impulse nicht symmetrisch zu reflektieren. Wird dieses Konzept umgesetzt, kommt absorbierenden Materialien offenbar eine geringere Bedeutung zu.
Wie die Vorläuferklassen U212A oder 206 der Deutschen Marine werden die norwegisch-deutschen Unterwasserschiffe in Edelstahlbauweise unter Verwendung von Austenitstahl ausgeführt. Neben der hohen Korrosionsfestigkeit des Materials im Seewasser liegt ein weiterer Vorteil darin, dass die Schiffe damit amagnetisch und damit weniger verwundbar durch Haftminen sind. Insbesondere in Küstengewässern kommt diese Eigenschaft zum Tragen.
Keine magnetische Signatur
Vor dem Hintergrund, dass die Fähigkeiten zum Aufklären von magnetischen Anomalien im Wasser mit Hilfe eines Magnetometers immer weiter verbessert werden, ergibt sich ein weiterer Pluspunkt: Die neue U-Boot-Klasse würde selbst bei einer weiteren Verfeinerung der magnetischen Aufklärungsmittel keine messbare Signatur abstrahlen. Kostenseitig dürfte sich für CD-Boote positiv auswirken, dass Elemente wie Pumpen bereits für die Boote 212A in Edelstahl entwickelt wurden.
Treffen die Ankündigungen der deutschen Marine zu, so sollen die CDs erstmals mit den gegenüber herkömmlichen Blei-Säure-Batterien deutlich leistungsfähigeren Lithium-Ionen-Batterien ausgestattet werden. Dabei dürfte auf Zellebene lediglich eine Chemie auf Basis von Lithium-Eisenphosphat in Frage kommen. Zellen sind die kleinsten Einheiten von Batterien. Zellpakete werden mit einer Leistungselektronik zur Steuerung versehen und zu Batterien zusammengekoppelt.
Dass die Wahl auf Lithium-Eisenphosphat fällt, ist darauf zurückzuführen, dass diese Technologie im Vergleich zu anderen Lithium-Chemien deutlich sicherer ist. So lassen sich beim so genannten thermischen Durchgehen andere Zellchemien kaum kontrollieren. Die Folge eins Batteriebrandes für ein U-Boot und deren Besatzung, die praktisch auf den Batterien lebt und arbeitet, wäre jedoch verheerend.
Da die deutsche Wirtschaft in den vergangenen Jahren trotz wohlklingender Ankündigungen der Politik zum Thema Elektromobilität keinen leistungsfähigen Hersteller für Lithium-Ionen-Zellen aufgebaut hat, dürfte nur eine Zulieferung von Zellen aus einem europäischen Nachbarland in Frage kommen.
Wenige Anbieter von geeigneten Zellen
Wie es in Fachkreisen heißt, kann nur die französische Firma Saft die geforderten Qualitäten von Lithium-Eisenphosphat-Zellen liefern. In der Vergangenheit hatte tkMS unter anderem mit der im thüringischen Nordhausen beheimateten Firma Gaia – heute EAS und im Besitz eines bulgarischen Batterieherstellers – kooperiert. Offenbar war man jedoch zu keinem tragbaren Ergebnis gekommen – nicht zuletzt wegen der damals verwendeten Zellchemien.
EAS arbeitet jedoch nach eigenem Bekunden mittlerweile an einem neuen Portfolio von Lithium-Eisenphosphat-Zellen. Man befinde sich gegenwärtig im Zertifizierungsprozess, teilte das Unternehmen am Rande der Messe SMM in der vergangenen Woche in Hamburg mit. Die neuen Zellen seien auch für den Einsatz in U-Booten geeignet. Das Unternehmen liefert seine Produkte bereits für Weltraumanwendungen.
Offenbar hätte tkMS auch über sein Tochterunternehmen Atlas Elektronik Zugang zu Fertigungskapazitäten. So haben Atlas Elektronik und der griechische Batteriehersteller Sunlight bereits im vergangenen Jahr eine in ihrem Joint Venture entwickelte auf der Lithium-Technologie basierende Torpedo-Übungsbatterie präsentiert. Ob jedoch die Spezifikationen und Parameter dieser Zelle für die Entwicklung einer U-Boot-Antriebsbatterie geeignet sind, ist nicht bekannt.
Nicht nur in der Leistungsdichte weisen Lithium-Batterien einen Vorteil gegenüber Bleibatterien auf. Auch im Handling sind sie deutlich einfacher. So treten keine problematischen Gase bei unsachgemäßer Ladung auf. Als Manko der Blei-Säure-Technik gilt das Entstehen von Wasserstoff und die damit verbundene Explosionsgefahr.
Auch entfallen bei Lithium-Batterien komplexe Ladezyklen, da die Batterien voll ent- und beladen werden können. Und aufgrund der höheren Ladeleistung geschieht dies schneller als bei Bleibatterien. Außerdem könnte eine Bleibatterie durch eine vollständige Entladung zerstört werden – ein Problem, das bei der Lithium-Technologie so nicht auftritt. Limitierende Faktoren für die Ladung einer Lithium-Batterie sind hier eher die Größe des Diesels und des Strom-Aggregats.
Experten zufolge spielen Lithium-Batterien ihre Vorteile gegenüber den herkömmlichen Blei-Akkus vor allem bei hohen Geschwindigkeiten aus: Während bei Schleichfahrt nur etwa 20 Prozent mehr Kapazität aus Lithium zu holen sei, könne sich dieser Wert bei voller Kraft auf 200 bis 300 Prozent erhöhen. Der Grund: Bei Volllast entwickeln Bleibatterien einen deutlich höheren Innenwiderstand, was die Stromabgabe reduziert. Das heißt, dass ein Boot mit Lithium-Akkus zwei bis dreimal weiter mit Höchstgeschwindigkeit fahren kann. Ein wichtiger Faktor, falls das U-Boot mehrfach durch Sprints aus einer Gefahrenzone entkommen muss.
Insidern zufolge soll für die CD-Klasse das bewährte von der Außenluft unabhängige so genannte AIP-System (AIP = Air Independent Propulsion) auf Basis einer Brennstoffzelle beibehalten werden. Betrieben wird dieser für die Schleichfahrt bei geringer Geschwindigkeit von wenigen Knoten konzipierte Antrieb durch die kalte Verbrennung von Wasserstoff und Sauerstoff, die in separaten Tanks mitgeführt werden. Dem Vernehmen nach dauert es etwa einen Tag, um ein Boot der Klasse 212 A zu 80 Prozent mit Wasserstoff zu betanken.
Auf den CD-Booten wird den Planungen zufolge auch die neue Rakete Idas (Interactive Defence & Attack System for Submarines) eingerüstet, mit der sich getauchte U-Boote erstmals gegen Bedrohungen aus der Luft – wie etwa Hubschrauber – verteidigen können. Im laufenden Jahr sind weitere Tests mit dem Flugkörper vorgesehen. Das Raketen-System benötigt keine Integration in das Führungs- und Waffeneinsatzsystem (FüWes), sondern kann über einen gehärteten Laptop gesteuert werden. Allerdings sollte das Battle Management des Bootes idealerweise noch Daten wie Zeit oder Zielerwartungsgebiet liefern.
Vorbereitungen für NSM
Während die norwegische und deutsche Amtsseite offiziell verkünden, dass keine Forderung besteht, den Seezielflugkörper Naval Strike Missile (NSM) von der neuen U-Boot-Klasse abzufeuern, gehen Insider davon aus, dass sich dies in Zukunft ändern könnte. Wie es aus gut informierten Kreisen heißt, werden die Boote bereits so konfiguriert, dass sie für den späteren Einsatz der NSM geeignet sind.
Dem Vernehmen nach sollen Vorbereitungen für die Einrüstung von SeaSpider geplant sein. Bei SeaSpider handelt es sich um einen Anti-Torpedo-Torpedo, der gegenwärtig von der tkMS-Tochter Atlas Elektronik mit einem kanadischen Partner entwickelt wird. Wie es heißt, wollen die kanadischen Streitkräfte den Torpedo bereits auf ihren neuen Fregatten einsetzten.
Da bis auf die Verschlüsselungstechnologie die norwegischen und deutschen Boote identisch sein sollen, müssen sich die Vertreter beider Länder auf ein einheitliches Design einigen. Das scheint im Großen und Ganzen auch gut zu funktionieren. Wie es auf der Fachmesse UDT im vergangenen Jahr hieß, haben jedoch beide Länder unterschiedliche Vorstellungen, was das Rettungssystem betrifft. Während Industriekreise von einer gemeinsamen Position in punkto Rettungssystem ausgehen, heißt es aus Marinekreisen, dass noch nichts entschieden sei.
Experten zufolge haben die norwegischen Marinestreitkräfte – wie auch die anderer Länder – beim Bau von U-Booten in der Vergangenheit auf ein druckfestes Mittelschott als ein wesentliches Sicherheitsmerkmal gesetzt. Dieses Design-Element führt jedoch auf Grund der Duplizierung von zahlreichen Systemen, die für das Überleben in einer Bootshälfte notwendig sind, zu einem höheren Raum- und Gewichtsbedarf und damit höheren Kosten.
Modernisierung von 212 A
Während Deutschland im Augenblick mit zwei neuen 212 CD plant, bleiben die derzeit in Dienst befindlichen sechs Boote des Typs 212 A weiter im Einsatz – falls sie nicht durch den Typ 212 CD ersetzt werden. Aufgrund ihres Alters ergibt sich jedoch Modernisierungsbedarf. Industriekreisen zufolge wird darüber nachgedacht, beide Lose der 212A mit dem gleichen FüWes auszurüsten.
Denn während in das erste Los mit vier Booten ein FüWes von Kongsberg/Atlas Elektronik eingebaut wurde, erhielten die beiden Boote des zweiten Loses ein allein von Atlas Elektronik hergestelltes Battle-Management-System. Ein Vorteil eines einheitlichen FüWes wäre unter anderem, dass Mannschaften von Booten des ersten zu Booten des zweiten Loses ohne zusätzliches Training wechseln können. Darüber hinaus dürfte ein leistungsgesteigertes FüWes noch mehr aus den existierenden Sensoren herausholen. Der Marine zufolge ist die Vereinheitlichung des FüWes fest vorgesehen.
Um die Fähigkeiten der eingeführten Boote weiter zu verbessern, müsste auch der Austausch von Sonaren erwogen werden. Schließlich sollen die U-Boote zukünftig auch für die bi- und multistatische U-Boot-Jagd eingesetzt werden. Hier böte ein größeres Flank-Array-Sonar – wie auf der CD-Klasse – deutliche Vorteile. Dagegen wäre es vermutlich nur mit unverhältnismäßig großem Aufwand möglich, die 212A mit den Stealth-Eigenschaften der 212 CD zu versehen.
Da die Industrie den U-Boot-Flugkörper Idas wie beschrieben als so genannte Stand-Alone-Lösung ohne tiefe Integration in das FüWes konzipiert hat, könnte die Waffe womöglich auch in die beiden Lose der Klasse 212A integriert werden – noch bevor die CDs fertiggestellt sind. Damit würden diese Boote einen deutlichen Fähigkeitszuwachs erhalten. Wie es heißt, benötigen die beteiligten Firmen noch drei bis vier Jahre, um die Entwicklung vollständig abzuschließen. Die Industrie scheint an einer solchen Lösung offenbar sehr interessiert zu sein.
lah/13.9.2018
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