Schnorchel (Schiffsteil)

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

Der Schnorchel oder auch Luftzufuhrmast dient bei U-Booten als Luftzufuhr bei geringer Tauchtiefe, hauptsächlich für den Dieselantrieb, und dient je nach Bauart auch der Durchlüftung. Durch diese Technik brauchen dieselgetriebene U-Boote z.B. nicht aufzutauchen, um ihre Batterien aufzuladen.

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1 Anfänge

Die Idee des Schnorchels war generell nicht neu und wurde schon vor dem Zweiten Weltkrieg in mehreren Staaten verfolgt, beispielsweise von Italien und Japan. In der niederländischen Marine befasste sich damit besonders die Leutnante Jan Jacob Wichers und J.C. van Pappelendam. Ein Schnorchel wurde dort erstmals 1939 auf der Hr. Ms. O 19 und Hr. Ms. O 20 der O-19-Klasse eingesetzt. Die holländischen U-Boote nutzten beim Ansaugen der Luft für die Diesel einen kleinen Entwässerungstank unter dem Schnorchelmast, in den zusätzliche Bootsinnenluft nur über ein besonderes Ventil gelangen konnte. Bei Überflutung des Schnorchelkopfs durch eine Welle schloss sich das Schnorchelkopfventil oben auf dem Schnorchelmast und öffnete danach nicht erneut.

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 Schnorcheltests im Atlantik genutzt. Kurz danach wurden die Luftmaste wie bei den in Großbritannien angekommenen holländischen U-Booten ausgebaut. Die deutschen Verantwortlichen beim U-Boot-Abnahmekommando (UAK) waren zu dem Schluss gekommen, diese Technik sei überflüssiger Ballast, der im rauen Atlantik nicht einsetzbar sei, wo ein Schnorchel bei hohem Wellengang ständig Wasser ziehe.

2 Nutzung im Zweiten Weltkrieg

Ende Januar 1943 war die Schlacht um Stalingrad für die Deutschen verloren gegangen, das Afrikakorps folgte im Mai. Die deutschen Truppen und ihre europäischen Verbündeten gerieten an allen Fronten in die Defensive. Dazu kam eine katastrophale Wende im bis dahin erfolgreichen U-Boot-Krieg der deutschen Kriegsmarine. Allein im Mai 1943 wurden 43 deutsche U-Boote versenkt. Ein wesentlicher Grund hierfür war, dass die U-Boote regelmäßig einige Stunden Überwasserfahrt zum Betrieb des Dieselmotors und Wiederaufladen ihrer Batterien für die Unterwasserfahrt benötigten und an der Wasseroberfläche mit Überwasser-Radar tags und nachts geortet werden konnten.

Karl Dönitz stellte daraufhin den U-Boot-Krieg gegen Konvois vorübergehend ein und ließ die meisten U-Boote von den Rudeloperationen zurückrufen. Die Entwicklung einer von der Außenluft völlig unabhängigen neuen U-Boot-Generation war damals technisch noch nicht möglich. Andererseits sollte der U-Bootkrieg aus strategischen Gründen nicht ersatzlos eingestellt werden. Deshalb wurde nach einer Zwischenlösung gesucht, die sich im Schnorchel anbot. Denn in dieser Situation erneuerte und präzisierte Hellmuth Walter in einem Gespräch am 2. März und einem Schreiben vom 19. Mai 1943 an Dönitz die Idee des Schnorchels. Erste Erprobungen fanden im Sommer 1943 statt.

3 Entwicklung der Schnorchel von 1943 bis 1945

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

Walthers wesentlicher Gedanke für die erfolgreiche Realisierung war, die Luft zum Betrieb der Dieselmotoren beim Unterschneiden des Schnorchels durch Seegang für bis zu 60 Sekunden aus dem Bootsinnenraum zu saugen. Der Schnorchel sollte sich bei Überflutung selbsttätig verschließen und anschließend wieder öffnen. Er sollte wie ein Sehrohr aus- und eingegefahren werden können. Zunächst wurde erwartet, Sehrohre und Schnorchel bei Bedarf ohne großen Aufwand gegen Radarortung tarnen zu können. Dönitz unterstützte die Idee und ließ sie umsetzen.

Die ersten Erprobungen der deutschen Konstruktion führte das kleine U 58 vom Typ II C im Sommer 1943 in der Ostsee durch. Ab Anfang 1944 wurden hauptsächlich mittlere U-Boote des Typs VII C damit ausgerüstet. Bei Schnorchelfahrt musste eine geringe Tauchtiefe sehr präzise eingehalten werden, da ansonsten entweder der Schnorchelkopf unter die Wasseroberfläche geriet oder das Boot nach oben durch die Wasseroberfläche brach. Die ersten Schnorchelanlagen wurden durch einen Seilzug umgeklappt. Schwere Pannen beim Aufstellen und Umklappen des Schnorchels neben dem Turm oder der Mechanik des Zu- und Abluftsystems waren anfangs eher die Regel. Ab April 1944 wurden damit verbundene Probleme durch ein Druckölgerät behoben.

Die Höchstgeschwindigkeit war bei Schnorchelfahrt wegen Sehrohr- und Schnorchelschwingungen auf fünf bis sechs Knoten (kn) beschränkt. Die Vibrationen machten die ausgefahrenen Sehrohre fast unbenutzbar, deren Optik sich häufig verschob. Abgas und Gischt vor den Sehrohren behinderten die Sicht. Der Schnorchelkopf hinterließ einen langen Schaumstreifen auf der Meeresoberfläche, der bei Tageslicht von Flugzeugen aus die optische Erkennung von U-Booten ermöglichte, desgleichen die Abgasfahne der Dieselmotoren. Deshalb wurde überwiegend nachts geschnorchelt.

Um der gegnerischen Radarortung zu entgehen, wurde der Schnorchel meist so tief wie möglich gefahren, unterhalb der maximalen Wellenhöhe, so dass er häufig von den Wellen überspült wurde. Dies führt, je nach Seegang, Maschinenleistung und Bootsgröße, zu Druckabfall teilweise sogar zum Abschalten der Diesel, zu einer zusätzlichen Belastung der Besatzung durch Luftdruckschwankungen bis zu 200 mbar im Bootsinneren. Die Saugleistung der Diesel war in der Praxis größer 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 es wurde mit Elektromotoren weitergefahren. Besonders bei Bedienungsfehlern oder Unaufmerksamkeiten waren noch höhere Druckabfälle von bis zu 400 (500) mbar nicht selten. Die Druckschwankungen führten zu starken Schmerzen, Ohnmachtsanfällen und gerissenen Trommelfellen beim späteren plötzlichen Druckausgleich.

Wegen seines Diesellärms konnte ein U-Boot bei Schnorchelfahrt leicht mit Hydrophonen auf Schiffen oder von Flugzeugen abgeworfenen Sonobojen geortet werden, während das eigene Horchgerät nahezu „taub“ wurde. Deshalb musste der Schorchelbetrieb in gewissen Abständen zum Rundhorchen unterbrochen werden.

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. Die U-Boot-Besatzungen misstrauten dem Schnorchel fast ausnahmslos und hassten es, wenn er eingesetzt wurde. Im Mai 1944 konnte jedoch Kaleu Heinz Schröteler (U 667) im Verlauf einer Verfolgung über den Schnorchel Frischluft in das Boot saugen und schließlich entkommen. Er äußerte sich anschließend lobend über den Schnorchel, wies jedoch auf die Notwendigkeit von umfangreichen Schulungen hin. Er erklärte, man müsse nur vor allem die Diesel abstellen, sobald das Boot unterschneide, damit möglichst keine Verqualmungen entstehen und den ganzen Bootsbetrieb auf die Schnorchelfahrten umstellen. Auf dem Rückweg habe er neun Tage geschnorchelt, ohne ein einziges Mal aufzutauchen.

Die U-Boot-Führung war ständig bestrebt, Vertrauen in den Schnorchel zu wecken. Sie sorgte für eine weite Verbreitung eines begeisterten Berichts von Kaleu Rolf Nollmann (U 1199]), der im September/Oktober 1944 50 Tage lang ständig unter Wasser geblieben war. Bald darauf wurde diese Empfehlung jedoch durch eine scharfe Warnung eingeschränkt, da es nach Bedienungsfehlern zu Kohlenmonoxidvergiftungen der Besatzungen gekommen war.

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. Der Kommandant von U 170, Hans-Gerold Hauber, schrieb nach Abschluß seiner Feindfahrten vom 28.05.1944 zum 05.12.1944 in das Kriegstagebuch, dass sich der Schnorchel bewährt hatte und keine Probleme beim Schnorchelbetrieb oder gesundheitliche Störungen wie Vergiftungen aufgetreten waren. 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 in der Nacht nur vier Stunden täglich mit einer Geschwindigkeit von etwa 5 Knoten, um ihre Batterien wiederaufzuladen, und fuhren ansonsten getaucht mit sparsamer und sehr langsamer Fahrt von 1 bis 3 Knoten mit Elektromotoren. Deshalb konnten sie nur 90 bis 110 km pro Tag zurücklegen.

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 Klasse II Versuche mit druckluftbetätigten Kopfventilen, die einwandfrei und schnell arbeiteten. Das am 5. Mai 1945 bei Kilbotn in Norwegen auf Position 68° 44′ N, 16° 35′ O68.72861666666716.5766666666677 versenkte U 711 war bereits mit diesem neuen Kopfventil ausgerüstet.

4 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 (Gigahertzbereich). Es konnte Geleitzüge in knapp 160 km Entfernung und aufgetauchte U-Boote in über 17 km Entfernung orten. Die auf deutscher Seite für die Tarnung der U-Boote zuständige AG „Schwarzes Uboot“ entwickelte gegen die aktive Radarortung zunächst Konstruktionen für den U-Boot-Turm, die bestimmte Frequenzbereiche absorbierten, und gegen die aktive Sonarortung die Alberich-Haut, die jedoch beide unter mangelnder Seefestigkeit litten.

Bei der für die U-Boote besonders gefährlichen Radarortung wurde der Schnorchel ein kritischer Punkt. 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 geortet werden. Unter für Flugzeuge ungünstigen Umständen sank die Ortungsreichweite eines Schnorchel jedoch auf ein Viertel der Reichweite eines breitseits aufgetauchten Bootes. Andererseits war es mit Radar allein nicht ohne weiteres möglich, die Schnorchelköpfe der U-Boote von anderen auf dem Wasser schwimmenden Objekten zu unterscheiden.

Für das Radar „AN/APS-15“ bzw. „ASG“ (Frequenz 9,375 GHz = 3,2 cm Wellenlänge, Impuls-Sendeleistung 24 Kilowatt) wurde bei alliierten Versuchen eine Schnorchel-Ortungsreichweite von 10,5 bzw. 4,1 Meilen (rund 17 bzw. 6,6 km) 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 %. Aus statistischen Einsatz-Daten wurde dagegen nur eine mittlere praktische Ortungsreichweite von 0,1 Meilen bzw. 0,6 Meilen (rund 0,2 bzw. 1,1 km) abgeleitet. Es zeigte sich, dass die Tarnung des Schnorchels ein sehr erfolgreiches Mittel gegen Radarortung war.

Zur Tarnung des Schnorchels gegen Radarortung gelang Johannes Jaumann zusammen mit der IG Farben bereits im Frühjahr 1944 die Entwicklung eines Schalensumpfes („Leitwert-Sumpf“) aus halbdurchlässigem Papier und dielektrischen Stützschichten mit sehr niedriger Dielektrizitätskonstante. Anfängliche Wasser- und Druckfestigkeitprobleme wurden mit dem Kunststoff Zelligelit gelöst. Als maximale Tauchtiefe, der die Absorptionsschicht ohne dauerhaften Verlust ihrer Wirksamkeit standhalten sollte, wurden 150 Meter spezifiziert und etwa 200 Meter erwartet. 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 des bisherigen Kugelschwimmers. Bei Versuchen zeigte das Ringschwimmerventil ein trägeres Schließverhalten als das Kugelschwimmerventil. Zur Tarnung des Kugelschwimmer-Ventils wurde eine nach dem Prinzip der Tarnkappentechnik arbeitende Blechkegelkonstruktion („Lampenschirm“) verwendet. Sie wurde im Sommer 1944 auf U 1024, U 1060 und U 1060 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 des Schnorchelkopfes 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. Die Frequenz des ohne Wissen der Deutschen entwickelten neuesten alliierten Radargerätes, das mit einer Wellenlänge von 3 cm (10 GHz) arbeitete, wurde jedoch nicht mehr erfasst. Eine Beobachtungsmöglichkeit für höherfrequente Zentimeterwellen-Radarstrahlung bei Schnorchelfahrt war erst für Nachfolgeprojekte im Jahr 1945 vorgesehen.

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 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.

5 Typen

Zum Einbau kamen vier Typen von Deschimag:

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 U-Boot-Klasse 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.

6 Mit dem Schnorchel vom Tauchboot zum U-Boot

Der ausgefahrene Schnorchel mit Bali-Antenne über der Flak auf U 3008, Foto mit englischen Beschreibungen

Mit den neuen U-Boot-Typen XXI und XXIII, die bereits serienmäßig mit einem Schnorchel ausgerüstet waren, wurde eine neue Ära des U-Boot-Krieges eingeleitet. Die bisher neben dem Turm stehenden Schnorchelmasten wurden nicht mehr aufgerichtet und niedergelassen, sondern wie ursprünglich geplant aus dem Bootsinneren heraus aus- und eingefahren werden. Diese Boote gelten aufgrund der Kombination des Schnorchels mit einer erheblich vergrößerten Unterwassergeschwindigkeit und Unterwasserausdauer 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).

Wegen der Vorteile der Schnorcheltechnik rüsteten alle U-Boot-Marinen um, so dass heute alle diesel-elektrischen U-Boote über Schnorchel verfügen. In der Folge konnten schnelle und tieftauchende U-Boote mit multiplen Aufgabenstellungen gebaut werden.

8 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
• Clay Blair: U-Boot-Krieg. Lizenzausgabe für Bechtermünz Verlag im Weltbild Verlag GmbH, Augsburg 2004, ISBN 3-8289-0512-9
• Horst Steigleder: Marine Kalender der DDR 1989, Wunderwaffen für Dönitz' U-Boote, Militärverlag der Deutschen Demokratischen Republik, ISBN 3-327-00521-4, S. 175-176.
• Eckard Wetzel: U2540., ISBN 978-3-613-03492-1
• Dieter Hartwig: Großadmiral Karl Dönitz – Legende und Wirklichkeit. Ferdinand Schöningh, Paderborn 2010, ISBN 978-3-506-77027-1

9 Weblinks

• cdvandt.org Besprechungsprotokoll zu einer AGR-Sitzung am 26. April 1944 (PDF-Datei, 4,2 MB)
• uk-muenchen.de Details über Schnorchelfahrten mit U-978 vom 09.10.1944 – 16.12.1944 (PDF-Datei; 4,1 MB)
• microwaves101.com Radar absorbers (englisch), Details zur Entwicklung des Jaumann-Radar-Absorbers
• microwaves101.com Microwave Hall of Fame Part II (englisch), renommierte Radar-Experten aus der Zeit des zweiten Weltkrieges
• www.ibiblio.org EMPLOYMENT OF SEARCH RADAR IN RELATIONS TO ENEMY COUNTERMEASURES (englisch), Originaldokumente u.a. mit statistischen Angaben zur Radarortung der deutschen U-Boot-Schnorchel
• ibiblio.org Angaben über U.S.-Radargeräte und weitere Ortungssysteme* alternatewars.com AN/APS Series Radars (englisch), Technische Daten alliierter Radargeräte
• vectorsite.net WW2 & The Origins Of Radar (englisch) Details zur Entwicklung des alliierten Radars
• blog.usni.org Project Cadillac (englisch) Details zur Entwicklung des APS-20-Radars

10 Vergleich zu Wikipedia

• Schnorchel (Schiffsteil) bei Wikipedia (Wikipedia-Version)

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