Schnorchel (Schiffsteil)

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Schnorchel auf U-3008 in US-amerikanischer Erprobung. Die Amerikaner hatten das hintere Ende des Turms strömungsgünstiger um- und die Flak ausgebaut.

Der Schnorchel beziehungsweise Luftzufuhrmast versorgt Dieselmotoren an Bord von U-Booten mit Frischluft und entsorgt je nach Bauart deren Abgasluft. Durch diese Technik brauchen dieselgetriebene U-Boote nicht mehr aufzutauchen, um ihre Batterien aufzuladen. Der Schnorchel ist eine Erfindung der niederländischen Leutnante Jan Jacob Wichers und J.C. van Pappelendam und wurde erstmals 1939 auf O 19 und O 20 eingesetzt. 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 beim UAK waren zu dem Schluss gekommen, diese Technik sei überflüssiger Ballast, der im rauhen Atlantik nicht einsetzbar sei, wo ein Schnorchel bei hohem Wellengang ständig Wasser ziehen würde.

Neue Einsatzperspektiven

Im Verlauf des U-Boot-Krieges im Rahmen des zweiten Weltkrieges wurden die deutschen Verluste durch Radarortung der damals zu langen Überwasserfahrten gezwungenen U-Boote immer größer. Hellmuth Walter erinnerte sich an die holländischen Snuivers und griff in einem Gespräch am 2. März und Schreiben vom 19. Mai 1943 an Karl Dönitz die Idee des Schnorchels nochmals auf.

Entscheidend für die praktische Realisierbarkeit war seine neue Idee, die Luft zum Betrieb der Dieselmotoren beim Unterschneiden des Schnorchels durch Seegang für bis zu 1,5 Minuten lang aus dem Bootsinneren zu saugen. Der Schnorchel sollte für eine Wellenlänge Luft ziehen und sich beim Unterschneiden automatisch verschließen. Dönitz unterstützte die Idee und ließ sie umsetzen.

Dies 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 rückwärts aus ihren Ansaugschächten im Bootsinneren austreten. Dies kann zur Vergasung des Bootes und Gefährdung seiner Besatzung führen.

Die Höchstgeschwindigkeit war bei Schnorchelfahrt wegen Sehrohr- und Schnorchelschwingungen auf fünf bis sechs Knoten beschränkt. Wegen seines Diesellärms konnte ein U-Boot bei Schnorchelfahrt leicht mit Hydrophonen geortet werden, während das eigene Horchgerät praktisch "taub" wurde. Deshalb mußte der Schorchelbetrieb in gewissen Abständen zum Rundhorchen unterbrochen werden. Der bei Unterwasserfahrt stark erhöhte Wasserwiderstand der für Überwasserfahrt optimierten älteren Bootstypen erhöhte den Dieselverbrauch gegenüber aufgetauchter Fahrt fast auf das Doppelte. Abgas und Gischt vor den ausgefahrenen Sehrohren behinderte die Sicht. Trotz aller Bemühungen drangen Dieselabgase in das Bootsinnere ein, verursachten bei der Besatzung Kopfscherzen und trübten den Blick. Die Saugleistung der Diesel war in der Praxis größer und schneller als erwartet. Sobald der Druck im Bootsinneren vom Normalwert 1020 mbar auf 850 mbar gefallen war, wurde einer der Diesel abgestellt, ab 750 mbar auch der zweite und mit Elektromotoren weitergefahren. Die Druckschwankungen führten zu starken Schmerzen, Ohnmachtsanfällen und gerissenen Trommelfellen beim späteren plötzlichen Druckausgleich. 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.

Dies wurde aufgrund der Gefahr durch mit Radar ausgerüstete Flugzeuge und Überwassereinheiten in Kauf genommen. Viele Kommandanten hatten anfangs Probleme mit dieser Art von Tauchfahrt, zumal die Ventile unter Dichtigkeitsproblemen litten, bis der Ritterkreuzträger H. „Mörle“ Schröteler von einer Feindfahrt zurückkehrte und in der Kommandantenrunde erklärte, dass er keine Probleme mit der „Schnorchelei“ gehabt hätte. Nach und nach wurde die Schnorcheltechnik im Bootseinsatz verbessert.

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. 68 Tage unter Wasser. In der Regel nutzten die U-Boote den Schnorchel nur vier Stunden täglich, um ihre Batterien wiederaufzuladen und fuhren ansonsten getaucht mit sparsamer und sehr langsamer Fahrt mit Elektromotoren.

Im Winter 1944/45 erfolgten bei einigen Booten der U-Boot-Klasse II Versuche mit druckluftbetätigten Kopfventilen, die einwandfrei und schnell arbeiteten. Auch das am 5. Mai 1945 bei Kilbotn in Norwegen auf Position 68° 44′ N, 16° 35′ O68.72861666666716.5766666666677 versenkte Typ VII C-Boot U 711 war mit diesem neuen Kopfventil ausgerüstet.

Schutz gegen Radarortung

Anfangs stand den Alliierten zur Ortung der U-Boote nur Dezimeterwellen-Radar zur Verfügung. 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. Die deutscherseits für die Tarnung der U-Boote zuständige AG „Schwarzes Uboot“ entwicklelte gegen die aktive Radarortung zunächst bestimmte Frequenzbereiche absorbierende Konstruktionen für den U-Boot-Turm und gegen die aktive Sonarortung die Alberich-Haut, die jedoch beide unter mangelnder Seefestigkeit litten.

Gegen die für die U-Boote besonders gefährliche aktive Radarortung wurde statt dessen der Schnorchel das wirksamste Gegenmittel. Ein ungetarnter Schnorchelkopf hat noch etwa 20 % der Echowirkung eines aufgetauchten U-Bootes. Nach britischen Verbesserungen konnten ab Herbst 1944 auch kleine Ortungsziele wie Schnorchelköpfe oder Sehrohre mit Radar im Gigahertzbereich geortet werden. Unter günstigen Umständen sank die Ortungsreichweite durch den Schnorchel auf ein Viertel der Breitseitenreichweite des aufgetauchten Bootes.

Für das Radar „AN/APS-15“ bzw. „ASG“ wurde bei Versuchen eine Schnorchel-Ortungsreichweite von 10,5 bzw. 4,1 Meilen ermittelt. Bei Seegang Stärke 1 und 2 handelte es sich bei 82 bzw. 67 % der erkannten Ziele um Schnorchel, bei Seegang Stärke 3 und 4 waren es noch 55 bzw. 32 %. Statistischen Einsatz-Daten ergaben dagegen nur eine mittlere praktische Ortungsreichweite von 0,1 Meilen bzw. 0,6 Meilen bei Tageslicht. Es zeigte sich, dass der Schnorcheleinsatz ein sehr erfolgreiches Mittel gegen Radarortung war.

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“ einen Schorchel bis in 13 Meilen (etwa 20 km) Entfernung orten. Bei Seegang ab Stärke 3 (Schaumköpfe, Wellenhöhe 0,5 bis 1,25 Meter) war es hierfür aber 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.

Im Frühjahr 1944 gelang Prof. J. Jaumann zusammen mit der IG Farben die Entwicklung eines Schalen-Sumpfes („Leitwert-Sumpf“) aus halbdurchlässigem Papier und dielektrischen Stützschichten mit sehr niedriger Dielektrizitätskonstante, bei dem die Wasser- und Druckfestigkeitprobleme mit dem Kunststoff Zelligelit gelöst wurden. 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. Sie hatte 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.

Der Jaumann-Absorber war 68 mm dick und zur Befestigung auf mehrfach gewölbten Oberflächen wenig geeignet. Er erforderte ein geändertes Schnorchelkopfventil mit Ringschwimmer statt dem bisherigen Kugelschwimmer. Bei Versuchen zeigte das Ringschwimmerventil ein trägeres Schließverhalten als das Kugelschwimmerventil. Zur Tarnung des Kugelschwimmer-Ventils wurde eine nach dem Prinzip der abweisenden Tarnung arbeitende Blechkegelkonstruktion („Lampenschirm“) verwendet. Sie wurde im Sommer 1944 auf U 1024, U 1060 und U 1064 eingebaut.

Später stellte sich der von Prof. Wesch im Weltpost-Institut Heidelberg entwickelte geriffelte Gummiüberzug („Weschmatte“) als bessere Lösung zur Radar-Absorption heraus, denn er war wegen seiner geringeren Dicke von 4–8 mm besser für die Kugelschwimmer-Ventile geeignet. Das Radarecho verringerte sich im Bereich von 20 bis 3 cm Wellenlänge = 1,5–10 GHz auf eine Restreflexion von durchschnittlich 10 %. Im Bereich 13–2,3 cm = 2,3–13 GHz betrug das Maximum der Restreflexion bei 5 cm = 6 GHz 30 %. 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. Im November 1944 wurde die Weschmatte auch für die Ringschwimmerventile freigegeben.

Daneben kamen als Werkstoffe Ummantelungen aus Holzlatten (deren Stöße sorgfältig abgedeckt waren) und Glaswolle zum Probeeinsatz. So waren die Schnorchelköpfe zwar nicht unsichtbar, aber die Erkennungswahrscheinlichkeit schnorchelnder Boote wurde wesentlich reduziert.

Mit einer auf dem Schnorchel montierten Rundantenne („Bali“) konnten mit dem Naxos-Radardetektor auch während des Schnorchelbetriebs im Zentimeter-Bereich arbeitende gegnerische Radargeräte erfasst werden, so dass das Boot rechtzeitig auf Tiefe gehen konnte. Eine Beobachtungsmöglichkeit für höherfrequente Zentimeterwellen-Radarstrahlung bei Schnorchelfahrt war aber erst für Nachfolgeprojekte im Jahr 1945 vorgesehen.

Typen

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Übergabe von U 889 an die kanadische Marine im Mai 1945. Der eingeklappte Schnorchel steuerbordseitig vor dem Turm ist auf dem Oberdeck gut zu erkennen. Unterhalb der Brücke verläuft eine der Luftleitungen

Zum Einbau kamen vier Typen:

1. Typ I: Zuluftanschluss über Flansch am Turm, Seilantrieb.
2. Typ II: Zuluftanschluss über Flansch am Turm, Druckölanlage mit Kreuzkopfantrieb.
3. Typ III: Zuluftanschluss am Drehzapfen des Schnorchelmastes, Druckölanlage mit Kreuzkopfantrieb.
4. Typ IV: Ausschiebbarer Schnorchel im Turm mit eingebautem Zu- und Abluftleitungsanschluss (nur Typ XXI und XXIII)

Die Typen I–III wurden außerhalb des Druckkörpers liegend gelagert und zum Betrieb vor dem Turm hochgeklappt, der Typ IV wurde wie ein Sehrohr senkrecht aus dem Bootsinneren ausgefahren.

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 deshalb bei einigen Booten der U-Boot-Klasse II Versuche mit druckluftbetätigten Kopfventilen, die einwandfrei und schnell arbeiteten.

Mit dem Schnorchel vom Tauchboot zum U-Boot

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Der ausgefahrene Schnorchel mit Bali-Antenne über der Flak auf U 3008

Mit den U-Boot-Typen XXI und XXIII, die bereits serienmäßig mit einem Schnorchel ausgerüstet waren, wurde eine neue Ära des U-Boot-Krieges eingeleitet. Solche Boote brauchten theoretisch nicht mehr aufzutauchen und gelten als die ersten wirklichen U-Boote der Geschichte. Beim Typ XXI wies der Schnorchel einige Mängel auf:

1. Zuluft- und Abgasrohre waren unterdimensioniert, so dass statt 4000 PS nur 2400 PS Dieselleistung zu erreichen war.
2. Der Schnorchelmast zeigte zwischen 6,5 und 8,5 kn starke Schwingungen, so dass die möglichen Unterwassergeschwindigkeiten auf unter 6 kn (Ladefahrt mit Schleich-E-Motoren) und 9–10,5 kn (Unterwassermarschfahrt) begrenzt waren.
3. Das Aus- und Einfahren verursachte − hauptsächlich bedingt durch den Druckluftmotor − starken Lärm (95–116 Phon).

In der Folge rüsteten alle U-Boot-Marinen auf schnelle und tieftauchende U-Boote mit multiplen Aufgabenstellungen um, und diesel-elektrische U-Boote verfügen seitdem über Schnorchel.

Literatur

• Fritz Köhl, Axel Niestle: Vom Original zum Modell: Uboottyp VII C. Eine Bild- und Plandokumentation. Bernard & Graefe Verlag, Bonn 1994, ISBN 3-7637-6002-4. S. 35f.
• Eberhard Rössler: U-Boottyp XXI. 4.,5.,7. Aufl., Bernard & Graefe Verlag, Bonn 1986, 2001, 2008, ISBN 3-7637-5806-2, ISBN 3-7637-5995-6, ISBN 978-3-7637-6218-7.
• Ulrich Gabler: Unterseebootbau. Bernard & Graefe Verlag, Koblenz 1987, ISBN 3-7637-5286-2.
• Richard Lakowski: U-BOOTE. Militärverlag der deutschen demokratischen Republik, 1. Auflage 1985
• Blair, Clay: U-Boot-Krieg. Lizenzausgabe für Bechtermünz Verlag im Weltbild Verlag GmbH, Augsburg 2004, ISBN 3-8289-0512-9

Weblinks

• Deutsche Ortungs- und Nachrichtentechnik – Originaldokumente
• EMPLOYMENT OF SEARCH RADAR IN RELATIONS TO ENEMY COUNTERMEASURES – Originaldokumente (englisch) u.a. mit statistischen Angaben zur Radarortung der deutschen U-Boot-Schnorchel