Funktechnische Anlagen

Die Ausstattung des Funkraums entsprach im Wesentlichen der Ausstattung des Typs IX-C des Jahres 1944, jedoch ohne Langwellensender:

• ein FKW (Fernverkehrs-Kurzwellen-Sendegerät) Telefunken T 200 FK 39; Sendeleistung 200 Watt; 3–23 MHz für tonlose (Modulationsart A1) oder tönende (A2) Telegrafie (morsen) sowie Telefonie (A3).
• ein FKW-Notsender Lorenz Lo 40 K39a,f; 40 Watt Leistung; 3–16,5 MHz
• eine FT-Anlage (Funk-Telegrafie) mit ausfahrbarem Peilrahmen an der Steuerbordseite der Brücke zum Empfang und Einpeilung des Geleitzugsprechverkehrs mit einem MW/KW-Überlagerungsempfänger (Superhet) für 1,5–25 MHz Telefunken T8 K44 (E 52 „Köln“) oder T9 K39 (E 517 S „Main“) mit Nahfeldpeilvorsatz PV 187 „Preßkohle“ für 1,5–3 MHz
• zum Empfang des Senders „Goliath“ der Kriegsmarine auf Längstwelle 16,55 kHz (Hauptfrequenz) – bis etwa 20 Meter Tauchtiefe – ein Peilüberlagerungsempfänger Telefunken T3 PLLä 38 für 5–33 kHz (Längstwelle) und Langwelle 70–1260 kHz.
• ein UKW-Sender/Empfänger 10 Watt „Lo 10 UK39“ (41,55–45,75 MHz) von Lorenz für die Telefonie zwischen benachbarten Booten.
• ein aktives Radargerät FuMO 391 „Lessing“ (Frequenz 125 MHz; Hersteller GEMA) zur Warnung vor Flugzeugen in max. 30 km Entfernung.
• Kreiselkompass (Tochter) sowie Peilrahmensteuerung
• Kurzzeichengeber Telefunken KZG II/44 für das Kurzsignalverfahren „Kurier“
• Rotor-Chiffriermaschine Enigma-M4 (geplant: M5).

Die Stromversorgung erfolgte durch die Funkschalttafel mit Wechsel- und Gleichstrom sowie einen Sendeumformer von 1,5 kW im Hilfsmaschinenraum.

Von der verwendeten Stabantenne wurde eine geringere Leistungsfähigkeit als von den langen Netzabweiser-Antennen der früheren U-Boote erwartet. Sie konnte dafür auf Sehrohrtiefe bis 6,2 Meter über die Wasseroberfläche ausgefahren werden. Für Überwasserfahrt gab es zusätzlich zwei von Hand ausfahrbare UKW-Stabantennen. Zudem waren zwei lange Drahtantennen von der Turmverkleidung zum Bug und zum achteren Bereich des Bootes vorhanden.

Funkmessbeobachtungsanlage

Anfangs waren die Flugzeuge des britischen Coastal Command mit dem „ASV Mark II“-Bordradar ausgerüstet, das auf einer Frequenz von 200±15 MHz = 1,5 Meter Wellenlänge arbeitete. Im Februar 1942 wurde das amerikanische Zentimeterwellen-Radar „AS-G“ für Flugzeuge zur Massenproduktion angefordert. Es konnte Geleitzüge in knapp 160 km Entfernung und aufgetauchte U-Boote in über 17 km Entfernung orten. Die Variante „S-G“ für Schiffe folgte kurze Zeit später. Das britische „ASV Mark II“-Bordradar wurde ab Frühjahr 1943 eingeführt und arbeitete mit einer Frequenz von 3 GHz = 10 cm Wellenlänge.

Das machte das erste, in einem Frequenzbereich von 113–484 MHz = 2,65–0,62 Meter Wellenlänge arbeitende deutsche Funkmessbeobachtungsgerät „Fu MB 1“ Metox und das verbesserte „Fu MB 9“ wirkungslos. Die deutsche Führung bekam darüber erst 1943, nach dem Abschuss eines britischen Short-Stirling-Bombers bei Rotterdam (Rotterdam-Gerät), sichere Informationen, und die Verluste der herkömmlichen deutschen U-Boote erreichten im Mai 1943 ein dramatisches Ausmaß.

Zur Funkmessbeobachtung bzw. Warnung vor gegnerischer Radarstrahlung diente beim neuen Typ XXI der Impulsverstärker „Fu MZ 6 Naxos Ia“ oder „Fu MZ 7 Nela II“ mit Sichtfunkgerät „Fu MZ 1“ für optische Beobachtung. Der dafür verwendete Detektorempfänger „Fu MB 10 Borkum“ von NVK/Telefunken (NVK: Nachrichtenmittelversuchskommando in Pelzerhaken) hatte einen sehr großen Frequenzumfang, der praktisch nur von der Antenne begrenzt wurde.

Bei Überwasserfahrt war der Empfang von Radarstrahlung im 9-cm-Bereich = 3,3 GHz mit dem einfachen λ/4-Stabstrahler „Finger“ und „Cuba Ia Fliege“ möglich. Die Frequenz des ohne Wissen der Deutschen entwickelten neuesten alliierten Radargerätes, das mit einer Wellenlänge von 3 cm = 10 GHz arbeitete, wurde vom Naxos-Radardetektor nicht mehr erfasst.

Vorgesehen war ab Oktober 1944 die Zentimeter-Großpeilanlage „Fu MB 26 Tunis“ von NVK/Telefunken mit den nur bei Überwasserfahrt verwendbaren Empfängern „Cuba Ia Fliege“ (15–8 cm = 2,0–3,7 GHz) und „Mücke“ (4,5–2 cm = 6,7–15 GHz). Alle bisher genannten Antennen waren nichtdruckfeste Behelfslösungen, da die Kabel durch das offene Turmluk geführt werden mussten.

Die druckfeste Dezimeterwellen-Antenne „Bali 1“ auf dem Schnorchelkopf hatte einen Frequenzumfang von lediglich 100–400 MHz = 300–75 cm Wellenlänge. Eine Beobachtungsmöglichkeit für höherfrequente Zentimeter-Radarstrahlung bei Schnorchelfahrt war erst für Nachfolgeprojekte vorgesehen.

Entsprechende Anlagen sollte auch der Typ XXI 1945 erhalten. Die Bali-Anlage sollte auf einen Frequenzumfang von 100 MHz bis 1,5 GHz = 300–20 cm Wellenlänge erweitert werden. In der Erprobung auf U 249 (Typ VII C) befand sich die Sektorpeilanlage „Fu MB 35 Athos“ von NVK/Funkstrahl für 1,5–15 GHz = 20–2 cm Wellenlänge. Sie bestand aus dem Empfangskopf „Athos“, dem Trennverstärker „Westerland V Fu MZ 13“, dem Impulsverstärker „Westerland Fu MZ 12“ und dem Alarmgerät „Norderney Fu MZ 8“. Der Empfangskopf befand sich auf einem eigenen Ausfahrmast und hatte druckfeste Zentimeter-Antennen mit Peilmöglichkeit für 9 cm = 3,3 GHz und 3 cm = 10 GHz. Der Ausfahrmast sollte anstelle des vorgesehenen, aber nicht realisierten Panoramasehrohres eingebaut werden. Auf dem Empfangskopf war zur Ortung von (Flugzeug)-Scheinwerfern ein Infrarot-Rundwarnsichtgerät „Flammingo II“ von NVK/Zeiss vorgesehen.

Funkmessgerät „Hohentwiel“

Das Funkmessgerät Hohentwiel (Radar) U oder U1 (Fu Mo 61 oder 65) der C. Lorenz AG ermöglichte die aktive Ortung von Luft- und Seezielen bei Überwasserfahrt. Bei Unterwasserfahrt konnte es nicht verwendet werden. Die Impuls-Sendeleistung betrug 40 kW, die Frequenz 556 MHz = 54 cm Wellenlänge. Die Entfernungsmessgenauigkeit betrug 10 % des Messwertes, die Peilgenauigkeit ±1,5 bis 2°. Wegen der geringen Einbauhöhe waren die durchschnittlichen Ortungsreichweiten relativ gering: Zerstörer 4 bis 5 km, 1500-BRT-Handelsschiff 6 km, 6000-BRT-Handelsschiff 10 km, Luftziele 9 bis 40 km. Das Gerät wurde zudem durch die spätere Abstützung des Nachtluftzielsehrohrs im Bereich von 18° bis 50° abgeschattet.

Horchanlage „Balkon“

Das unter dem Bug angebrachte passive akustische Gruppenhorchgerät („Balkon“) arbeitete mit 2× 24 hufeisenförmig angeordneten Membran-Kristall-Hydrophonen. Die Empfindlichkeit eines Kristalls betrug etwa 0,1 mV/µBar. Die Auswahl der Peilrichtung erfolgte rein elektronisch über einen Signallaufzeit-Kompensator der Atlas-Werke. Die Horchanlage hatte eine durchschnittliche Genauigkeit von ±1° bei einer maximalen Abweichung von ±1,5°. Unter günstigen Bedingungen konnten mit dem bereits bei früheren Booten vorhandenen Gruppenhorchgerät Einzelschiffe bis 20 km und Geleitzüge bis 100 km Entfernung entdeckt werden. Die passiven deutschen Horchanlagen waren damit amerikanischen und britischen überlegen. Die in der Praxis erreichbaren Reichweiten waren geringer und stark vom sogenannten „Schallwetter“ im Wasser abhängig. Sie konnten innerhalb eines Tages zwischen 30 und 300 % des Richtwertes schwanken.

Bei der Planung des Typs XXI wurde völlig übersehen, dass dessen höhere Unterwassergeschwindigkeit auch höhere Anforderungen an die akustische Gestaltung der Horchanlage und des Rumpfes stellen würde. Erst im Februar 1944 stellte der BdU Forderungen nach Horchmöglichkeiten auch bei der vorgesehenen Höchstgeschwindigkeit von 18 kn.

Erprobungen mit U 2511 ergaben eine Horchfahrtgrenze von 9 kn. Eine bei höheren Geschwindigkeiten ablösungsfreiere Version der Horchanlage wurde ab dem fünften XXI-Boot eingebaut. U 2506 erreichte bei 11 kn, 80 m Wassertiefe und Seegang 4 vor Pillau gegen das mit 10 kn laufende Zielschiff Donau eine Horchreichweite von 8000 m. Bei diesen Versuchen wurden prasselnde Störspitzen beobachtet. U 3504 erreichte unter ungünstigen Horchbedingungen bei 11 kn, 80 m Wassertiefe und Seegang 2 vor Hela gegen das mit 10 kn laufende Zielschiff Donau eine Horchreichweite von 4000 m. Auf U 3003 wurden Ende Februar 1945 Versuche mit einer besser verkleideten Horchanlage vorgenommen, die ohne Störspitzen bei 15,5 kn eine Horchreichweite von 3000 bis 4000 m zumindest in Vorausrichtung erlaubte. Wegen des Kriegsendes kam es nicht mehr zum Einbau bei weiteren Typ-XXI-Booten.

SU-Anlage „Nibelung“

Das aktive akustische Horizontal-Lot „Nibelung“, das mit wenigen Impulsen Richtung, Entfernung und ungefähre Geschwindigkeit des Gegners ermitteln konnte, ermöglichte das „Programmschießen“ ohne Sehrohrkontrolle. Die Schallwellen wurden mit 4,4 kW auf etwa 15 kHz mit einer Impulslänge von 20 ms über magnetostriktive Schwinger ausgesandt und das Echo von einem speziellen Analogrechner (Torpedorechner) verarbeitet. Die Einzelimpulse konnte ein aufmerksamer Gegner mit der ASDIC-Anlage zwar erkennen, aber mit der damals verwendeten Amplituden-Peilung nicht einpeilen.

Die errechneten Einstellungen wurden fortlaufend elektromechanisch auf die Torpedos übertragen, wobei lageunabhängige Torpedos (LuTs) aus maximal 20 m Tiefe abgeschossen werden konnten (am Schuss aus 50 m bzw. aus 100 m wurde noch gearbeitet). Sender und Empfänger waren im vordersten Teil des Turms hydrodynamisch ablösungsfrei untergebracht. Die Schwingerbasis konnte um ±150° aus der Vorausrichtung nach jeder Seite gedreht werden. Der Lotbereich betrug beiderseits etwa ±110°, bei kleinen Fahrtstufen ±140°, der maximale Peilfehler 1,5°. Abhängig von den Wasserverhältnissen betrug die Peilentfernung bei langsamer Tauchfahrt und größeren Schiffen 5 bis 10 km. Es wurde eine Entfernungsmessgenauigkeit von ±2 % des Messwertes erwartet. Eine Peilung war auch bei Schnorchelfahrt möglich.

Der Empfänger arbeitete nach der Phasenmethode mit Summen- und Differenzverfahren. Die Ausgangsspannungen des Empfängers wurden über Transformatoren den Ablenkplatten der Kathodenstrahlröhre DG-9 (Braunsche Röhre) zugeführt, auf der nun ein schräger Strich erschien, der durch Drehen der Basis senkrecht gestellt werden konnte. Diese Peilung „Null“ ergab mit minimal drei Impulsen Richtung und Entfernung des Ziels. Mit einem Hörzusatz war über den Doppler-Effekt die relative Geschwindigkeit des Ziels messbar. Die ersten Anlagen wurden ab Winter 1944/1945 eingebaut, bis zum Kriegsende aber nur auf einem kleinen Teil der fertiggestellten XXI-Boote. Es gab nur vereinzelt technische Defekte, die ab Januar 1945 behoben waren.

Sehrohre

Die Sehrohre aller deutschen U-Boote wurden bei Carl Zeiss hergestellt und gehörten zu ihren besonderen Stärken. Die relativ aufwendige Konstruktion des im Zweiten Weltkrieg verwendeten Standard-Angriffssehrohres wird als der Traum jedes U-Boot-Kommandanten beschrieben.

Der Typ XXI sollte ursprünglich je ein verlängertes Angriffs- und Nachtluftzielsehrohr mit einer optischen Länge von 9 m und einer freien Länge von 6,3 m erhalten. Dies wurde als erforderlich angesehen, um bei den gestiegenen Unterwassergeschwindigkeiten sicher schnorcheln und angreifen zu können.

Bei den Erprobungen zeigte sich jedoch, dass die verlängerten Sehrohre nur bis 5 kn schwingungsfrei blieben, ab 6–7 kn war keine Zielmöglichkeit mehr gegeben. Deshalb wurde bei den meisten Booten das bisherige Standard-Angriffssehrohr vom Typ StaSR C/2 mit 7,5 m optischer Länge eingebaut, das bis 8,5 kn schwingungsfrei war. Das für die Schnorchelfahrt wichtige Nachtluftzielsehrohr vom Typ NLSR C/8 wurde durch ein 1,4 m langes Führungsrohr, das fest mit dem Sehrohrblock verbunden war, bis 8 kn schwingungsfrei gemacht. Die damit verbundene Abschattung des eigenen Funkmessgerätes von 18° bis 50° wurde letztlich in Kauf genommen, da der Überwassereinsatz des Typs XXI inzwischen an Bedeutung verloren hatte.

Die Ausfahrgeschwindigkeit betrug bei vollem Öldruck beim Angriffssehrohr 0,54 m/s und beim Nachtluftzielsehrohr 1,04 m/s. Das Schwenken dauerte ohne Rundblick 5 Sekunden und mit Rundblick 34 Sekunden pro Umdrehung.

Abwehr- und Tarnmittel

Bei Schnorchelfahrt sind nur der Schnorchel sowie die Sehrohre mögliche Radarziele. Der große Schnorchelkopf erhielt deshalb einen reflexionsmindernden Gummiüberzug mit dem Tarnnamen „Schornsteinfeger“, der seinen Radarquerschnitt auf etwa 30 % reduzierte.

In der Zeit des Zweiten Weltkrieges war das Aktiv-Sonar nur bis zu einer Tiefe von 400 ft = 122 Meter effektiv. Aufgrund seiner stromlinienförmig glatten Oberfläche bot der Typ XXI ein schwächeres Ziel für Aktiv-Sonar als der ältere und wesentlich kleinere Typ VII C. Der größte Teil des Sonar-Echos kam vom Turm und anderen unregelmäßig geformten Oberflächen.

Gegen feindliche Sonarortung war eine Boldschleuse für Täuschkörper vorgesehen, über die mit Calciumhydrid gefüllte Büchsen ausgestoßen wurden. Die sogenannten Bolde schweben im Wasser und erzeugen dabei Blasen aus Wasserstoff, die andere Ortungsziele vortäuschen sollten und die Ortung störten. Da diesen Scheinzielen der Dopplereffekt eines fahrenden U-Bootes fehlte, konnten sie jedoch als solche erkannt werden. Die im Museumsboot Wilhelm Bauer installierte Boldschleuse ist ein erst nach dem Kriegsende entwickeltes, britisches Fabrikat.

Dazu kam „Sieglinde“, ein anfangs von der Firma Elac hergestellter Geräuschtäuschkörper, der bis zu 30 Minuten ein mit E-Maschinen vier bis sechs Knoten fahrendes U-Boot älterer Bauart vortäuschen sollte. Dieser wurde von U 2511 auf dessen Feindfahrt mitgeführt.

Die nicht zur Standardausrüstung gehörende Geräuschstörboje „Sigmund“ sollte durch eine 10 Minuten andauernde Knallfolge mit 10 Sekunden Abstand gegnerische Horchgeräte verstopfen. Das Boot sollte dabei auf Höchstfahrt gehen können, ohne dass seine Einpeilung möglich war. Zum Einbau dürfte es bis zum Kriegsende nicht mehr gekommen sein.

Vorgesehen waren darüber hinaus:

• Der Geräuschtäuschkörper „Brunhilde“, der bei gleichen Abmessungen wie „Sieglinde“ die laute Schallabstrahlung eines schnorchelnden U-Bootes vortäuschen sollte. Beim Kriegsende war die Entwicklung noch nicht abgeschlossen.
• Das Scheinziel „Thetis US“, ein gasgefüllter Gummisack mit darin befindlichem Reflexionskörper, der an der Wasseroberfläche das gleiche Radarecho wie ein ungetarnter Schnorchelkopf erzeugen sollte.
• „Ursel“, ein Raketensystem zur aktiven Verteidigung gegen feindliche Zerstörer. Vorgesehen war ein Feststoffraketentorpedo mit 1,8 Metern Länge und 80 Kilogramm Masse, der 15 Kilogramm Sprengstoff tragen sollte. Es wurde erwartet, bei 60 Knoten Geschwindigkeit und 300 Metern Entfernung ein etwa fünf Quadratmeter großes Leck erzielen zu können. Da das Projekt „Ursel“ aber nicht serienreif wurde, erhielten die Boote stattdessen eine Werkstatt mit einer Drehbank eingebaut.

Torpedoanlage

Sechs Torpedorohre, je drei übereinander, mit größerem Durchmesser als das Torpedokaliber von 53,3 Zentimetern (entspricht 21 Zoll) waren im Bug angeordnet. Im Gegensatz zum Kolbenausstoß früherer deutscher U-Boot-Typen lagen beim Typ XXI die Torpedos auf Führungsschienen in den Rohren und wurden mit Druckluft ausgestoßen. Damit die Luft nach dem Schuss nicht an die Wasseroberfläche entweichen konnte, waren die Rohre um 2° nach unten geneigt. Die Betätigung der Mündungsklappen erfolgte hydraulisch, notfalls per Hand. Nach dem Schuss drückte das von außen eindringende Wasser die Luft zurück und über ein Ausgleichsventil in die Torpedountertriebszellen. Mit dem Gewichtsausgleich schlossen sich die Mündungsklappen automatisch. Die Reservetorpedos ruhten auf sechs Lagerarmpaaren. Die vier oberen Paare hatten je drei, die zwei unteren Paare je zwei Torpedolager. Ein Torpedolager befand sich außerdem unter den Flurplatten.

Bei längeren Feindfahrten mussten allerdings drei Lagerplätze freigehalten werden, um die Torpedos aus den Rohren ziehen und warten zu können. Dadurch konnten dann nur 20 Torpedos mitgeführt werden. Der Quertransport der Torpedos auf einem Lagerarm geschah durch Gleitwangen, die durch lange elektrisch betriebene Schraubspindeln bewegt werden konnten. Das Nachladen von Torpedos aus den Lagerarmen erfolgte ebenfalls durch E-Spillmotoren. Das Nachladen von sechs Torpedos aus der Schnellladestellung dauerte 5 (oder 15) Minuten, die nächste Ladung benötigte etwa weitere 15 (oder 19) Minuten. Das Nachladesystem erfüllte zudem Forderungen nach geringer Geräuschentwicklung.

Damit hätte ein einzelnes Typ-XXI-Boot innerhalb relativ kurzer Zeit 18 Torpedos auf einen Geleitzug abschießen können, wofür eine theoretische Trefferquote von 95 % mit lageunabhängigen Torpedos (LUTs) bei Schiffen über 60 m Länge ermittelt worden war. Für die LUTs war im Bugraum eine besondere Einstellvorrichtung untergebracht, um nach den Angaben der SU-Anlage aus maximal 20 m Tiefe schießen zu können (aufgrund der vorhandenen Torpedorohre und Ausstoßvorrichtungen nicht tiefer möglich). Jedoch wurde intensiv an einem sogenannten OT-I-Schuss gearbeitet (Schusstiefen aus bis zu 50 m). Geplant war der OT-II-Schuss mit Schusstiefen aus bis zu 100 m.

Die aktive Zerstörer-Bekämpfung war mit akustisch eigengelenkten Torpedos möglich. Deren Verwendung wurde jedoch von Abwehrmaßnahmen wie nachgeschleppten Geräuschbojen oder Geschwindigkeitsreduzierung der Schiffe beeinträchtigt. Die Trefferquote wurde im Krieg erheblich überschätzt, insbesondere weil zahlreiche End- und Kielwasserdetonierer für Torpedotreffer gehalten wurden. Die tatsächliche Trefferquote betrug nach einer Nachkriegsuntersuchung von Jürgen Rohwer 15 %.

Für Elektrotorpedos (ETo) gab es drei Umformer zum Nachladen der Akkumulatoren. Über den Torpedorohren waren zwei Schussempfänger montiert, über welche die vom Torpedorechner bestimmten Vorhaltewerte elektromechanisch in die Torpedos eingespeist wurden.

In den Torpedorohren sollten auch 18 TMB- beziehungsweise 12 TMC-Minen mitgeführt werden können, mit noch 14 Torpedos auf den Lagern. Bis zum Kriegsende wurde jedoch keine Minenausstoßvorrichtung fertig, sodass die Minen nur mit Druckluft, also mit einem starken Luftschwall, hätten ausgestoßen werden können. Tatsächlich lief kein XXIer jemals mit Minen aus.

Flaktürme

Aufgrund von Forderungen des BdU nach Flakbewaffnung hatte der Typ XXI zwei mit 17 mm Panzerstahl geschützte drehbare Flaktürme auf dem Hauptturm vor und hinter der Brücke. Die Brücke war ebenfalls mit 17 mm Panzerstahl geschützt. Der druckfeste Teil des Hauptturms bestand aus 40 mm Panzerstahl. Der Wert der Flaktürme war umstritten, da sie eine wesentliche Erhöhung von Tonnage und Wasserwiderstand des Bootes bewirkten. Sie wurden auch von Hitler für wenig sinnvoll gehalten. Ihre Zugänglichkeit erwies sich später als nicht gut, ihre Besetzung verzögerte ein späteres Alarmtauchen erheblich.

Ursprünglich waren jeweils zwei 3-cm-Flak M 44 der Waffenfabrik Brünn der Skoda-Werke vorgesehen, die hydraulisch dem Zielgerät folgen sollten und nach einem amerikanischen Erprobungsbericht bei U 2513 und U 3008 auch vorhanden waren. Die Bereitschaftsmunition in zwei wasserdichten Tanks pro Turm beinhaltete je 2× 250 Schuss, der gesamte Munitionsvorrat 3800 Schuss. Wegen Problemen mit der Druckfestigkeit konnten von der 3-cm-Flak nur wenige Versuchsmuster abgeliefert werden. Deshalb wurden herkömmliche jeweils zwei 2-cm-Flak 38 M II mit je 800 Schuss Bereitschaftsmunition in zwei Munitionsbehältern und insgesamt 3450 Schuss Munition eingebaut. Deren Feuergeschwindigkeit betrug 450 Schuss/Minute, die Feuerkraft war relativ gering. Der Seitenrichtbereich der Flaktürme betrug ±120° (±170°), der Höhenrichtbereich −10° bis +90°. Die Drehgeschwindigkeit betrug bei vollem Öldruck 43°/s, die Höhenrichtgeschwindigkeit 50°/s.

Die 2-cm-Flak galt im Gegensatz zur später auf den herkömmlichen deutschen U-Booten eingebauten 3,7-cm-Flak als relativ zuverlässig, aber gegen leicht gepanzerte alliierte U-Jagd-Flugzeuge nicht ausreichend wirksam. Ein Teil der Flugzeuge hatte eine 5,7-cm-Bordkanone (Ordnance QF-6-Pfünder-7-cwt, genannt „Tsetse“), um bereits außerhalb der Reichweite der U-Boot-Flak angreifen zu können. Dennoch wurden mit den Flaktürmen gegen Kriegsende einige Abschüsse erzielt.

Schnorchelanlage

Bereits nach dem Ersten Weltkrieg hatte der niederländische Kapitänleutnant J. J. Wichers ein Patent für einen ausfahrbaren Luftmast angemeldet. 1939 hatte die niederländische Marine mit Schnorcheln (snuiver) auf den Booten O 19 und O 20 erfolgreich experimentiert.

Bei der Besetzung der Niederlande im Jahr 1940 wurden die fertiggestellten bzw. im Bau befindlichen Snuiverboote O 25, O 26 und O 27 von der Kriegsmarine übernommen. O 26 wurde in UD 4 umbenannt und für Schnorchel-Tests im Atlantik genutzt. Kurz danach wurden die Luftmaste wie bei den in England angekommenen holländischen U-Booten ausgebaut. Die deutschen Verantwortlichen waren zu dem Schluss gekommen, diese Technik sei überflüssiger Ballast, der im rauen Atlantik nicht einsetzbar sei. Mit Schreiben vom 19. Mai 1943 an Dönitz schlug Walter erneut einen Schnorchel vor. Entscheidend für die praktische Realisierbarkeit war seine neue Idee, die Luft zum Betrieb der Dieselmotoren beim Unterschneiden des Schnorchels durch Seegang bis zu 60 Sekunden lang aus dem Bootsinneren zu saugen.

Das führt, je nach Seegang, Maschinenleistung, Bootsgröße und Druckabfall bis zum Abschalten der Diesel zu einer zusätzlichen Belastung der Besatzung durch Luftdruckschwankungen von bis zu 200 mbar im Bootsinneren. Bei zu großem Abgasgegendruck durch zu tiefes Unterschneiden (z. B. durch Tiefensteuerfehler) können die Dieselmotoren stehenbleiben, und ihr Abgas kann rückwärts aus den Ansaugschächten im Bootsinneren austreten. Das kann zur Vergasung des Bootes und Gefährdung seiner Besatzung führen. Das Schnorcheln im Typ XXI wird als alptraumhafte Erfahrung beschrieben, die auf das absolute Mindestmaß beschränkt werden musste. Aufgrund der Gefahr durch mit Radar ausgerüstete Flugzeuge und Überwassereinheiten wurde das in Kauf genommen. Nunmehr war es möglich, in etwa 16 Metern Tiefe (Unterkante Kiel) mit den Dieselmotoren zu fahren, die Batterien zu laden, das Boot mit frischer Luft zu versorgen und dennoch weitgehend unentdeckt zu bleiben. U 977 und U 978, zwei Boote vom Typ VII C mit an Deck niederlegbaren Schnorchelmasten, waren 66 bzw. 69 Tage unter Wasser. Zunächst wurde erwartet, Sehrohre und Schnorchel bei Bedarf ohne großen Aufwand gegen Radarortung tarnen zu können.

Ab Herbst 1944 konnte vom alliierten Radar auch ein Schnorchelkopf oder Sehrohr geortet werden. Bei Seegang bis Stärke 2 (schwach bewegt, Wellenhöhe 0,1 bis 0,5 Meter) konnte das ab März 1945 eingeführte damals beste Flugzeugradar „APS-20“ (Projekt Cadillac, Frequenz 2,88 GHz = 10,5 cm Wellenlänge, Impuls-Sendeleistung 1 Megawatt) einen Schnorchel bis in 13 Meilen (etwa 20 km) Entfernung orten. Bei Seegang ab Stärke 3 (Schaumköpfe, Wellenhöhe 0,5 bis 1,25 Meter) war es aber dafür nicht mehr verwendbar. Zudem war es mit Radar allein nicht ohne weiteres möglich, die Schnorchelköpfe der U-Boote von anderen auf dem Wasser schwimmenden Objekten zu unterscheiden.

Als Gegenmaßnahme wurde die Absorptionsschicht „Schornsteinfeger“ entwickelt. Sie hatte mit dem nach Physiker Johannes Jaumann benannten Jaumann-Absorber eine Restreflexion von unter 10 % im Bereich 30 bis 3 cm = 1–10 GHz. Es wurde erwartet, dass ein damit getarnter Schnorchel mit Zentimeterwellen-Radar bei einer Restreflexion zwischen 0,25 und 8 % und einer um mindestens 65 % reduzierten Ortungsreichweite auf eine Entfernung von maximal 5 km geortet werden konnte.

Als maximale Tauchtiefe, der die Absorptionsschicht ohne dauerhaften Verlust ihrer Wirksamkeit standhalten sollte, wurden 150 Meter spezifiziert und etwa 200 Meter erwartet. Es wurden etwa 60 U-Boote unterschiedlicher Typen damit ausgerüstet. Der Jaumann-Absorber war jedoch 68 mm dick und zur Befestigung auf mehrfach gewölbten Oberflächen wenig geeignet. Er erforderte ein geändertes Schnorchelkopfventil mit Ringschwimmer anstelle des bisherigen Kugelschwimmers. Bei Versuchen zeigte das Ringschwimmerventil ein trägeres Schließverhalten als das Kugelschwimmerventil.

Daraufhin bekamen die meisten XXI-Boote einen nur 4–8 mm dicken geriffelten Gummiüberzug, der nach dem Leiter des 1941 gegründeten Heidelberger Institut für Weltpost- und Weltnachrichtenwesen, Ludwig Wesch, als Wesch-Absorber bzw. Wesch-Matte bezeichnet wurde. Er war bezüglich Radar-Absorption weniger wirksam, ließ sich jedoch auch an den Kugelschwimmerventilen gut anbringen. Das Radarecho verringerte sich mit den Wesch-Matten im Bereich von 20 bis 3 cm Wellenlänge = 1,5–10 GHz auf eine Restreflexion von durchschnittlich 10 %. Das Maximum der Restreflexion in diesem Bereich betrug ca. 30 % (bei einer Wellenlänge von 5 cm = 6 GHz). Die Minima der Reflexionskurve lagen unter 5 % bei 9 cm = 3,3 GHz (britisches Rotterdam-Gerät) und unter 10 % bei 3 cm = 10 GHz (amerikanisches MEDDO-Gerät). Für das britische Rotterdam-Gerät wurde dadurch eine Reduzierung seiner Ortungsreichweite um 50 % erwartet.

Zur Warnung vor gegnerischer Radarortung befand sich auf dem Schnorchelkopf eine druckfeste Dezimeterwellen-Antenne „Bali 1“, die einen Frequenzumfang von 100–400 MHz = 300–75 cm Wellenlänge hatte. Das begrenzte den Einsatzbereich des Warnempfängers „Borkum“, der einen sehr großen Frequenzumfang hatte. 1945 sollte auch der Typ XXI eine weiterentwickelte Bali-Anlage mit einem Frequenzumfang von 100 MHz bis 1,5 GHz = 300–20 cm Wellenlänge erhalten. Auf einem eigenen Ausfahrmast waren zudem druckfeste Zentimeter-Antennen mit Peilmöglichkeit für 1,5–15 GHz = 20–2 cm Wellenlänge sowie ein Infrarot-Rundwarnsichtgerät zur Ortung von (Flugzeug)-Scheinwerfern vorgesehen.

Der Schnorchel konnte mit einem Druckluftmotor in 2,7 Minuten ausgefahren und in 1,5 Minuten eingefahren werden. Der Druckluftmotor war bei seiner Benutzung extrem laut, in der Zentrale wurden 95–116 Phon gemessen. Für den Notfall war ein Handantrieb vorhanden. Für die Zuluft hatte der Schnorchelkopf ein schwimmerbetätigtes Schnorchelkopfventil, das bei seiner Überflutung automatisch schließen sollte. Die schwimmerbetätigten Ventile waren im Betrieb nicht störungsfrei. Ihre Funktion war abhängig vom Kurs des Bootes zur Seegangsrichtung, und es gab kein Mittel gegen Vereisung. Im Winter 1944/45 erfolgten bei einigen Booten der U-Boot-Klasse II Versuche mit druckluftbetätigten Kopfventilen, die einwandfrei und schnell arbeiteten.

Die Querschnitte der erst nach dem Abschluss der Bootskonstruktion eingeplanten Schnorchelanlage waren für die installierte Motorleistung zu klein dimensioniert. Sie betrugen für Zuluft 43 % und für Abgas 55 % der Werte für Überwasserfahrt. Bei den Erprobungen ergaben sich daraus erhebliche Probleme mit Leistung und Abgastemperatur (maximal zulässig waren 600 °C) der Dieselmotoren wegen zu großen Ansaugunterdruckes und zu großen Abgasgegendruckes. Bei normalem Schnorchelbetrieb betrug der Unterdruck im Boot 64 mbar und der Abgasgegendruck 0,35 Atü.

Die Schnorchelanlage hatte aufgrund ihrer beiden kreisförmigen Rohre einen relativ großen Wasserwiderstand. Da im Bereich von 6,5 bis 8,5 kn starke Schwingungen auftraten, wurden für ihren Betrieb nur Fahrstufen zwischen 0 und 5,5 kn (Batterieladung) und 9 bis 10,5 kn (Marschfahrt) zugelassen.

Dieselmotoren

Die beiden MAN M6V 40/46 basieren auf dem 8-Zylinder-Motor M8V 40/46, der für das sogenannte Spanienboot E1 im Jahre 1926 vom Ingenieurskantoor voor Scheepsbouw (IvS) vorgeschlagen wurde. Die 6-Zylinder der Bauart 40/46 wurden schon auf U 27 (Typ VII A) eingebaut. Die USS Cachalot wurde 1933 mit 9-Zylinder-Motoren der überarbeiteten Baureihe 40/46 ausgerüstet. Der M6V war ein einfachwirkender, nicht umsteuerbarer 6-Zylinder-Viertaktmotor mit 400 mm Zylinderdurchmesser und 460 mm Kolbenhub. Das Leistungsgewicht betrug 14,4 kg/PS.

Die Getriebe der Dieselmotoren untersetzten deren Drehzahl im Verhältnis 1,65:1 und waren durch eine hydraulische Vulkankupplung mit einem Schlupf von 2 % mit den Motoren gekuppelt. Bei AK-Fahrt drehten sich die Propeller mit 315 min⁻¹. Bei Dieselbetrieb wurden die E-Maschinen und Getriebe mit angehängten Pumpen ständig mitgedreht, da angenommen wurde, dass bei Dieselbetrieb stets Batterieladung mitlief. Deshalb betrug der mechanische Wirkungsgrad der Diesel an den Antriebswellen nur 88 %.

Mit dem Büchi-Abgasturbolader Vta 450 der BBC Mannheim sollte durch 40 % Hochaufladung bei einer Laderdrehzahl von 12.240 min⁻¹ eine maximale Leistung von 2× 2000 PS = 2 × 1471 kW bei 522 min⁻¹ erreicht werden. Mit Aufladung waren über Wasser bei 2× 2000 PS = 2 × 1471 kW Dieselleistung 15,4 kn erreichbar. Bei vollem E-Maschinen-Zusatz mit 2× 1347 A = 6 Stunden Strom erreichte U 3507 mit 2× 2.380 PS = 2 × 1750 kW und 544 min⁻¹ eine Geschwindigkeit von 18,08 kn. Ohne Aufladung und E-Maschinen-Zusatz wurden über Wasser mit 2× 1400 PS = 2 × 1030 kW Dieselleistung bei 470 min⁻¹ 14,6 kn erreicht.

Die hohe Aufladung machte eine sehr große Ventilüberschneidung von 150° nötig, die eine erhöhte Gegendruckempfindlichkeit ergab. Dadurch konnte bei Schnorchelfahrt der Aufladedruck soweit zurückgehen, dass die Motorleistung stark absank bzw. der Motor in ungünstigen Fällen stehenblieb. Auf der Steuerwelle war daher ein zweiter Ventilnockensatz (Schnorcheleinstellung) angebracht, der die Ventilüberschneidung verkleinerte. Dadurch ging die Dieselleistung auf 2× 1400 PS = 2 × 1030 kW bei 470 min⁻¹ zurück, und der Lader lief nur noch mit 10.000 min⁻¹. U 3503 erzielte bei Schnorchelfahrt mit beiden Dieselmotoren, 395 min⁻¹ Motordrehzahl und 7500 min⁻¹ Laderdrehzahl eine Geschwindigkeit von 10,4 kn.

Der Rückgang der Diesel-Leistung bei Schnorchelfahrt war ein erhebliches Problem, denn dadurch dauerte die Batterieladung mit 6,2 Stunden von 10 bis 90 % Ladezustand relativ lange. Die zur Vollladung benötigte „exzessive“ Batterieladezeit wurde von amerikanischen Gutachtern nach dem Krieg als wesentlicher Nachteil des Typs XXI bewertet, der den Vorteil der hohen Unterwassergeschwindigkeit reduziere. Da die Geschwindigkeit bei Schnorchelfahrt mit Batterieladung durch beide Diesel (Antrieb mit Schleichfahrtmotoren) maximal 6 kn betrug, dürfte es nach dem Aufbrauchen der Batteriekapazität nicht mehr möglich gewesen sein, einen ablaufenden Geleitzug wieder einzuholen. Nach amerikanischen Erprobungsberichten (U 2513 und U 3008) hatten die Diesel bei Schnorchelfahrt auch zu hohe Abgastemperaturen. Diese lagen weit über der Sicherheitstoleranz des Metalls in den Auslassventilen der Motoren und zwangen zu einer Reduzierung der Leistung auf 2× 850 HP = 2 × 634 kW (bei 12 kn).

Die Bordpraxis zeigte, dass die bisherige Schnorchelleistung auch ohne Aufladung erreicht werden konnte. Da die Überwassereigenschaften nachrangig wurden, verzichtete man bei späteren Ausführungen auf den Einbau des Turboladers. Die maximale Dieselleistung mit Schnorchel betrug danach 2× 1200 PS = 2 × 883 kW bei 10,9 kn. In der Praxis konnten jedoch wegen der Sehrohr- und Schnorchelschwingungen 6 kn kaum überschritten werden.

Am 15. Dezember 1944 wurde festgestellt, dass es bereits auf drei Typ-XXI-Booten starke Motorschäden durch Wasserschlag in den Zylindern nach Bedienungsfehlern gegeben hatte. Der Grund war jedes Mal das Ansaugen von Wasser über die Abgasanlage durch Mitdrehen der Diesel bei Rückwärtsfahrt mit E-Maschinen.

Batterieanlage

Die Batterieanlage bestand aus 2× (3× 62) = 372 Bleiakkumulatorzellen des Typs AFA 44 MAL 740W mit je 620 kg Masse und einer Gesamtmasse von 236 Tonnen. Die Kapazität jeder Zelle betrug bei 30 °C, 5530 A Entladestrom und 1 Stunde 8 Minuten Entladezeit 6267 Ah, bei 4560 A und 1,5-stündiger Entladezeit 6840 Ah, bei 1834 A und fünfstündiger Entladezeit 9170 Ah, bei 565 A und 20-stündiger Entladezeit 11.300 Ah sowie bei 243 A und 50-stündiger Entladezeit 12.150 Ah. Die Entladeschlussspannung lag zwischen 1,60 Volt pro Einzelzelle bei 5530 A Entladestrom und 1,80 Volt pro Einzelzelle bei 565 A Entladestrom. Hersteller war die Akkumulatoren-Fabrik A.G. (AFA).

Bei einer mittleren Entladespannung von 2,0 Volt pro Zelle beträgt die rechnerische Gesamtspeicherkapazität 8,4 Megawattstunden. Die Energiedichte liegt mit 35,6 Wh/kg im für andere deutsche U-Boote und Bleiakkumulatoren üblichen Bereich. Der wesentliche Unterschied ist die absolute Größe der Batterieanlage. Die Batteriezellen waren in 2× 3 = 6 gleich großen Teilbatterien über zwei Decks verteilt. Die Unterteilung in je drei Backbord- und Steuerbord-Teilbatterien erlaubte die verlustlose Reduzierung der Versorgungsspannungen der Schleichfahrt-E-Motoren von 360 auf 120 Volt. Die Anker der Haupt-E-Motoren wurden dagegen nur mit 360 Volt aus allen Backbord bzw. Steuerbord Teilbatterien versorgt. Ihre bis 2× 15 = 30 A pro Motor verbrauchenden Erregerwicklungen wurden über Regler aus den mittleren Teilbatterien gespeist. Auch die Erregerwicklungen der Schleichfahrtmotoren wurden aus diesen Teilbatterien versorgt. Die elektrischen Hilfsmaschinen arbeiteten mit 120 Volt aus unterschiedlichen Teilbatterien.

In den Kabeln zwischen Batterie und E-Maschinen traten bedeutende Spannungsabfälle auf. Die Batteriespannung brach bei hohen Entladeströmen von 2× 5540 A für Höchstfahrt unter die vorgesehenen 2× 360 Volt (= 1,94 Volt/Zelle) auf 2× 336–305 Volt (= 1,81–1,64 Volt/Zelle) ein. Die Batterieanlage war bereits nach einer bis eine Stunde und 20 Minuten dauernden Höchstfahrt statt der geplanten eine Stunde und 40 Minuten dauernden Höchstfahrt entladen. Bei geringerer Strombelastung durch mittlere und kleine Fahrtstufen entsprach die Entladedauer dagegen den Erwartungen.

Die Wiederaufladung der Backbord- bzw. Steuerbord-Teilbatterien konnte nur in Reihe erfolgen. Die getrennte Wiederaufladung einzelner Teilbatterien war nicht möglich. Deshalb musste der Strombedarf der Hilfsmaschinen im Betrieb abgestimmt auf die Teilbatterien verteilt werden. Die normale Wiederaufladung begann in der ersten Ladestufe mit einer Stromstärke von je 2040 A bis zu einer Ladespannung von 2× 446 Volt = 2,40 Volt pro Zelle. In der zweiten Ladestufe verringerte sich die Stromstärke bei gleichbleibender Spannung auf 510 A. In der dritten Ladestufe wurde mit konstant 510 A Stromstärke bis zu einer Spannung von 2,7 Volt pro Zelle geladen.

Es wurde berechnet, dass bei 5 kn getauchter Marschfahrt mit Schleichmotoren alle 24 Stunden 3 Stunden Batterieladung mit Schnorchel ausreichend waren, um den Ladezustand zwischen 60 und 90 % zu halten. Da die Dieselleistung bei Schnorchelfahrt mit Batterieladung nur 2× 1050 PS = 2 × 772 kW betrug, dauerte die Wiederaufladung einer bis auf 10 % entladenen Batterie bei etwa 6 kn Fahrt (Antrieb mit Schleichfahrtmotoren) bis zum Abschluss der zweiten Ladestufe (90 % Ladezustand) 6,2 Stunden. Bei Erprobungen an der Pier (Landstromversorgung war möglich) wurden dagegen Ladezeiten von 2,5 Stunden für die ersten beiden Ladestufen erreicht. Für die dritte Ladestufe (bis 100 %), die zum Erhalt der Kapazität in gewissen Zeitabständen notwendig war, wurde mit weiteren 2,4 Stunden Ladezeit gerechnet, was bei Schnorchelfahrt eine volle Ladezeit von 8,6 Stunden ergibt.

Die Batteriezellen scheiden bei ihrer Aufladung, starker Entladung und in geringen Mengen auch im Stand Knallgas ab, ein explosionsfähiges Gemisch aus Wasserstoff und Sauerstoff. Die Überladung jeder Ah zersetzt Wasser durch Elektrolyse in 0,42 Liter Wasserstoff und 0,21 Liter Sauerstoff pro Zelle. Bei 372 Zellen und der für die dritte Ladestufe verwendeten Konstantstromladung von 510 A werden demnach bis zu 119 m³ Knallgas (79,3 m³ Wasserstoff und 39,6 m³ Sauerstoff) pro Stunde im für eine Explosion idealen Mischungsverhältnis freigesetzt. In Luft wird Wasserstoff ab einem Anteil von vier Volumenprozent explosionsfähig.

Der bei Überwasser- und Schnorchelfahrt zur Verdünnung des Wasserstoffs verwendete Batterieablüfter hatte einen Durchsatz von 4200 m³/Stunde. Bei Schnorchelfahrt wurde seine Abluft von den Dieselmotoren abgesaugt. Der bei Tauchfahrt zur Einzelabsaugung der Batteriezellen verwendete geräuscharme Batterieumwälzlüfter hatte einen Durchsatz von 200 m³/Stunde. Der Wasserstoff wurde dabei durch einen dem Lüfter vorgeschalteten Wasserstofffilter katalytisch verbrannt. Das erlaubte trotz möglicher Nachgasung der Batteriezellen den sofortigen Übergang von Batterieladung auf Tauchfahrt.

Dennoch kam es bei vier Booten vor dem Kriegsende und bei U 3017 nach dem Kriegsende (unter britischem Kommando) zu Batterieexplosionen. In zwei Fällen war die Ursache ein zu hoch aufgefüllter Säurestand der Batteriezellen, der später zur Blockierung ihrer Entlüftung führte. Bei U 2507 war es ein Funkenschlag am Batterieablüfter und bei U 3002 der bei Feuchtigkeit nichtfunktionierende Wasserstoff-Filter des Batterieumwälzlüfters sowie Undichtigkeiten am Antriebsmotor des Lüfters. Der Wasserstofffilter wurde deshalb wenig benutzt und später nicht mehr eingebaut.

Ein erfahrener deutscher Offizier erklärte der britischen Marine bei einer Befragung, dass die Hauptbatteriekabel in die Bilgen unter den Batterieräumen verliefen. Die geringe Isolation der Kabel und die Anwesenheit von Bilgewasser verursache Lichtbögen. Mit schwacher Belüftung der Batterie, die beim Aufladen große Mengen Wasserstoff freisetze, sei die Wahrscheinlichkeit einer Explosion relativ hoch.

Die Lebensdauer der Batteriezellen betrug durchschnittlich 18 bis 21 Monate. Gegen Kriegsende wurden Versuche angestellt, unter Inkaufnahme einer kürzeren Lebensdauer die Kapazität durch eine größere Anzahl dünnerer Bleiplatten zu erhöhen. Für den Versuchstyp 70 MAL 760 mit 9600 Ah bei 6000 A Entladestrom betrug die Lebensdauer höchstens 12 Monate, für den Versuchstyp 60 MAL 760 mit etwas geringerer Kapazität wurden 15 Monate geschätzt.

• Bilder vom Museumsboot Wilhelm Bauer (U 2540)
• Batteriezelle Nr. 356
• Ein teilweise bestückter Akkumulatorraum
• Nachgerüstete Anzeige der Wasserstoffkonzentration

Haupt-E-Motoren

Die beiden von SSW völlig neu entwickelten E-Maschinen mit der Typenbezeichnung 2 GU 365/30 „Hertha“ waren zehnpolige fremderregte Nebenschlussmaschinen mit Wendepolen, Hilfsreihenschluss- und Kompensationswicklung. Die traditionelle Tandemanordnung zweier Läufer auf einer Welle in einem Gehäuse wurde beibehalten. Dadurch arbeiteten je zwei „Motoren“ auf einer Welle, die sowohl parallel als auch in Serie geschaltet werden konnten. Das ermöglichte für zwei Fahrtstufen eine verlustlose Regelung. Jede Doppelmaschine war auch als Generator nutzbar und hatte eine Masse von 10.330 kg.

Auf dem Prüfstand betrug die maximale Leistung einer „Hertha“ in Parallelschaltung bei 5500 A Stromaufnahme, 360 V Spannung und einer Drehzahl von 1675 min⁻¹ 1840 kW. In Serienschaltung gab die Maschine bei 1230 min⁻¹ eine Leistung von 730 kW ab. Im Generatorbetrieb wurde auf dem Prüfstand in Parallelschaltung bei 1550 min⁻¹ und 450 V Spannung ein Strom von 4080 A bzw. eine Leistung von 1840 kW erreicht, in Serienschaltung 1040 kW.

Die Getriebeuntersetzung betrug 5,079:1, was eine theoretische Höchstdrehzahl von 330 min⁻¹ an den Propellern ergibt. Praktisch wurden in der ursprünglichen Ausführung von U 3506 nur 316 min⁻¹ erreicht. Die zahlreichen Flut- und Entlüftungsöffnungen in der Außenhülle des Bootes verursachten eine unerwartet starke Erhöhung seines Wasserwiderstandes um etwa 28 %. Auf Flutklappen war verzichtet worden, da die bisherigen U-Boote aus Sicherheitsgründen stets mit offenen Flutklappen fuhren. Auch die Batteriespannung brach bei hohen Entladeströmen von 2× 5540 A für Höchstfahrt unter die vorgesehenen 2× 360 V auf 2× 336–305 V ein. Dadurch verringerte sich die Leistung auf 2× 1650–1550 kW. Deshalb wurde die ursprünglich mit 18 kn konzipierte Unterwassergeschwindigkeit bei Höchstfahrt nicht erreicht.

Bei einer Meilenfahrt in 20 Metern Tauchtiefe kam U 3506 am 8. November 1944 auf eine Geschwindigkeit von 15,93 kn (Admiralitätskonstante C = 149; Definition ${\displaystyle C={\frac {v^{3}\cdot D^{\frac {2}{3}}}{N}}}$ mit Geschwindigkeit v in kn, Verdrängung D in ts und Leistung N in PS Wellenleistung). Nach der Verkleinerung der Flutschlitze um zwei Drittel und dem Verschließen der Öffnungen im Brückendach und Oberdeck konnte U 3507 am 21. November 1944 mit 3100 kW Leistung 17,2 kn erzielen (Admiralitätskonstante C = 197). Mit der zunächst vorgesehenen Leistung von 3500 kW und einer an den geringeren Wasserwiderstand angepassten Propellerform wären die angestrebten 18,5 kn erreichbar gewesen. In der endgültigen Ausführung wurden die Flutschlitze um ein Drittel auf einen Anteil von 1,98 % der Gesamtoberfläche verkleinert. Damit erreichte U 3507 am 30. November 1944 16,8 kn für 20 Minuten bzw. 16,5 kn für 50 Minuten (Admiralitätskonstante C = 175). Die verbliebene Widerstandsvermehrung um 15 % in Verbindung mit einer schnellen Tauchzeit von 25 Sekunden wurde als akzeptabler Kompromiss angesehen.

Beim Abhorchen von U 2513 Ende 1946 in den USA wurde festgestellt, dass schon bei 3 kn Fahrt mit Haupt-E-Maschinen das Maschinengeräusch über den Strömungsgeräuschen lag und etwa 72 dB betrug. Die amerikanischen dB-Einheiten stimmen jedoch offensichtlich nicht mit den deutschen dB-Werten überein. Die Geräuschentwicklung lag nur geringfügig über dem Störpegel des verwendeten Horchgeräts von 70 dB. Bei 5 kn wurden bei Sehrohrtiefe 86–86 dB und bei 60–90 m Tauchtiefe 73 dB gemessen. Ab 7 kn flachte die Schalldruckkurve auf Sehrohrtiefe ab, in größerer Tiefe nahm sie stärker zu. Bei 10 kn wurden 100 dB bzw. 86 dB gemessen, bei 15 kn sowohl bei Sehrohrtiefe als auch 60 Metern Tiefe 104 dB. Die Werte schwankten geringfügig um 2–4 dB, je nach Richtung des U-Bootes zum Horchgerät.

Insgesamt wurde festgestellt, dass das U-Boot wesentlich leiser war als die leisesten amerikanischen U-Boote der Fleet-Klasse. Es gab keine Vibration oder bemerkbare Erhöhung der Geräuschentwicklung bei hohen Fahrtstufen, außer beim Beschleunigen und Abbremsen. Bei 15 kn entsprach die Lautstärke der des US-Bootes bei 8 kn, bei 10 kn der des US-Bootes bei 6 kn.

Schleich-E-Motoren

Die beiden ebenfalls von SSW entwickelten Schleichmotoren mit der Bezeichnung GV 323/28 waren achtpolige fremderregte Nebenschlussmotoren mit Hilfsreihenschlusswicklung und Wendepolen. Sie konnten mit 360 V bei 140–256 A Stromaufnahme, 46–83 kW Leistung und 285–350 min⁻¹ Motordrehzahl oder 120 V bei 74–245 A Stromaufnahme, 7,6–22 kW Leistung und 91–190 min⁻¹ Motordrehzahl betrieben werden. Durch die Leistungslücke waren Geschwindigkeiten zwischen 4,3 und 5 kn nur schlecht zu erreichen.

Die Schleichmotoren waren über eine Reibungskupplung und zwölf Keilriemen bei einer Untersetzung von 2,68:1 mit den Propellerwellen verbunden. Die Reibungskupplung war so mit der Hauptkupplung verblockt, dass jeweils nur eine Kupplung eingelegt werden konnte. Die Keilriemen rutschten teilweise durch. Dennoch wurde die vorgesehene Höchstgeschwindigkeit erreicht.

Bei einer Meilenfahrt erzielte U 3506 6,1 kn bei einer Propellerdrehzahl von 123 min⁻¹ und etwa 2× 300 A Stromaufnahme bei 2× 360 V. Bei 82 min⁻¹ Propellerdrehzahl betrug die Fahrt noch 4,3 kn, bei 39 min⁻¹ 2,0 kn.

Die von den USA übernommenen U-Boote U 2513 und U 3008 wurden umfangreichen Tests unterzogen. Dabei konnte die US-Marine Ende 1946 U 2513 bei Schleichfahrt mit Horchgeräten in einer Entfernung von 220 m nicht einwandfrei orten, während Handelsschiffe selbst in 13 km Entfernung noch zu hören waren. Bei 5,5 kn entsprach die Lautstärke der des leisesten amerikanischen U-Bootes der Fleet-Klasse bei langsamster Schleichfahrt (2 kn). Das Signal mischte sich dabei so mit dem Hintergrundrauschen, dass seine Messung nicht mehr erfolgen konnte. Bei einer Tiefe von über 150 m war eine passive Ortung auch bei maximaler Schleichfahrt nicht möglich.

Propeller

Der Wirkungsgrad der Propeller betrug 52 %. Die beiden Hauptwellen liefen nach achtern in einem Winkel von 3,12° von der Schiffsmitte auseinander und fielen zu den Stopfbuchsen etwa 200 mm ab. Damit drehten die beiden 2150 mm durchmessenden Propeller mit genügend Freischlag bis zu 122 min⁻¹ geräuschlos. Wegen der auseinanderlaufenden Antriebswellen konnte der Kurs bei wenig Fahrt oder ausgefallener Ruderanlage durch unterschiedliche Propellerdrehzahlen Backbord/Steuerbord kaum korrigiert werden. Der innere Propeller musste schneller als der äußere laufen, um einen möglichst kleinen Drehkreis zu erhalten. Zum An- und Ablegen war eine Schlepperhilfe zweckmäßig.