优妮可欧伊
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2026-08-10更新
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更新日期：2026-08-10
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舰船信息
| XXI型潜艇 U-2501 （优妮可欧伊） KMS U-2501 U-2501 | ||||
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编号 | NO.736 | 类型 |  潜艇
|
| 稀有度 | ★★★☆☆☆ 海上传奇 |
阵营 |  铁血
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| 实装日期 | 2026年05月20日 | |||
| 相关活动相关活动默认包含该活动的复刻 | 圣印前的同盟 | |||
| 建造时间 | ||||
| 普通掉落点 | ||||
| 档案掉落点 | ||||
| 活动 掉落点请注意！首次活动、复刻活动、作战档案三者掉落可能会有差异，所以如果没列出作战档案掉落则表示作战档案中不掉落。 |
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| 其他途径 | 圣印前的同盟活动「深潜许可状」兑换 | |||
| 营养价值 | 待补充 | |||
| 退役收益 | 物资10、勋章30、特装原型500 | |||
| 强化 |
炮击 | 0*0=0 | ||
| 雷击 | 109*20=2180 | |||
| 航空 | 0*0=0 | |||
| 装填 | 32*25=800 | |||
| 舰队科技+ | ||||||
| 科技点 | 属性加成 | |||||
| 获得 |
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合计 87 |
潜艇/潜母 命中+1 | |||
| 满星 |
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- | ||||
| Lv.120 |
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潜艇/潜母 雷击+2 | ||||
| 性能 | |||||||||||||||||||
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耐久
防空
机动
航空
雷击
炮击
初始→125级满破满强化 好感度爱属性
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| 耐久 | 318→2020 | 装甲 | 轻型 | 装填 | 43→118 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 炮击 | 0→0 | 雷击 | 110→579 | 机动 | 7→38 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 防空 | 0→0 | 航空 | 0→0 | 命中 | 71→212 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 氧气 | 308/30.8秒 | 弹药量 | 2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 幸运 | 60 | 消耗 | 5→9 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 航速 | 18 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 碧蓝海事局 优妮可欧伊 详细数据 等级 120 强化 满 突破 3 好感度 爱 综合性能：（不含舰队科技） | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 耐久 | 装甲 | 轻型 | 装填 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 炮击 | 雷击 | 机动 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 防空 | 航空 | 命中 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 幸运 | 消耗 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 航速 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 突破效果 | |
| 一阶 | 获得专属弹幕I/鱼雷效率提高5% |
| 二阶 | 鱼雷底座+1/狩猎范围升级 |
| 三阶 | 专属弹幕升级/鱼雷效率提高10% |
| 满破装备 | ||||||
| 槽 | 装备类型 | 效率 | 武器数 | 预装填数 | ||
| 1 | 潜艇鱼雷 | 140% | 2 | 2 | ||
| 2 | 潜艇鱼雷 | 135% | 2 | 2 | ||
| 3 | 设备 | - | - | - | ||
| 4 | 设备 | - | - | - | ||
| 5 | 设备 | - | - | - | ||
| 6 | 特殊兵装 | - | - | - | ||
| 注 | 水面鱼雷底座+1与航母机库+1并不增加武器数 | |||||
| 初始装备 | ||||
|---|---|---|---|---|
| 1 | 潜艇用G7a鱼雷T1 | |||
| 2 | 潜艇用G7a鱼雷T1 | |||
| 3 | - | |||
| 装备说明 | ||||
| 技能 | |
 渊海共鸣 |
自身狩猎范围等级+1，进入关卡时，携带弹药量+1；进入战斗后，自身雷击、装填属性提高1.0%（10.0%）；战斗中，自身鱼雷武器命中敌人时，有40.0%（70.0%）概率为命中的敌人附加特殊进水效果（进水效果持续15秒，每3秒结算一次，威力依据雷击属性），U-2501对处于进水状态的角色造成的伤害提高1.0%（10.0%）；潜艇编队中其他队友鱼雷武器命中敌人时有40.0%（70.0%）概率触发，使自身命中属性提高1%，持续至自身从战场撤退，效果最多叠加10层，叠加至满层时回复自身最大耐久1.0%（10.0%）
【大型作战效果】
大型作战中作为潜艇支援被呼叫时，消耗行动力减少4.5%（12.0%），潜艇部队弹药量+1；进入战斗后，自身雷击、装填属性1.0%（10.0%）；战斗中，自身鱼雷武器命中敌人时，有40.0%（70.0%）概率为命中的敌人附加特殊进水效果（进水效果持续15秒，每3秒结算一次，威力依据雷击属性），U-2501对处于进水状态的角色造成的伤害提高1.0%（10.0%）；潜艇编队中其他队友鱼雷武器命中敌人时有40.0%（70.0%）概率触发，使自身命中属性提高1%，持续至自身从战场撤退，效果最多叠加10层，叠加至满层时回复自身最大耐久1.0%（10.0%） |
 潮音的聆听者 |
进入战斗后，若潜艇编队满编，自身鱼雷暴击率提高1.0%（10.0%）；战斗中，自身氧气存量额外提供4（40）点，自身因氧气不足上浮后1秒，立即撤退并离开战斗；自身进入战斗后5秒触发，发射一轮特殊弹幕Lv.1（Lv.10）（威力依据技能等级）；关卡海域内其他舰队进入战斗时，若自身存活，战斗开始后15秒，发动一轮支援攻击Lv.1（Lv.10）（威力依据技能等级），并暴露敌方在场潜艇8秒，同时使所有在场敌方单位在接下来8秒内命中、机动属性降低1.0%（10.0%） |
 专属弹幕-U-2501I（II） |
氧气不足浮上水面时，触发专属弹幕-U-2501I（II） |
| 立绘 | |
  | |
| 角色信息 | |
| 身份 | 深海利刃 |
| 性格 | 腼腆内向，怯生生，细腻敏感，不善直白倾诉 |
| 关键词 | 「>w<」、「o(*//▿//*)q」、「<(_ _)>」、「っ ̯ -。」、「(o°▿°)o」、「☆(>o<)」 |
| 持有物 | 冥河水母舰装、口衔 |
| 发色 | 罗兰紫 |
| 瞳色 | 洋红 |
| 萌点 | 踩脚袜、反差萌、表情包“口癖”、极度依赖亲近之人 |
| CV | |
| 小山内怜央 / 小山内 怜央 / おさない れお / Osanai Reo / 个人推特 / 事务所简历 | |
| 画师 | |
| + | |
| 微博 | - |
| 推特 | - |
| PIXIV | |
| 强度评价 |
| 前排弹幕或后排专属弹幕 |
|
| 技能数据 |
 专属弹幕-U-250136×12hit鱼雷，无锁，磁性，对甲补正80% 100% 130%
|
| 备注 |
| 💓誓约后有14个额外语音！！！💓 |
配装推荐
通用配装
萌新按照表中顺序从上到下，找到自己有的装备使用即可（有特殊配装推荐的，以特殊推荐为准）。同行装备若定位相同，右边的可能略强。灰色背景为萌新装备或较少用的装备，同背景装备无特别大的差距。
| 潜艇鱼雷 |
|---|
 泛用磁雷|最好需高氧 |
 略下位，+13金＞+10彩 |
 低氧潜艇可用|对中 |
 有稳定减速/定身配合时最强 |
其他任意金雷 |
 周常破交必带 |
 最强紫雷 |
  其他任意紫雷 |
| 潜艇鱼雷 |
|---|
泛用磁雷|最好需高氧 |
略下位，+13金＞+10彩 |
低氧潜艇可用|对中 |
有稳定减速/定身配合时最强 |
其他任意金雷 |
周常破交必带 |
最强紫雷 |
其他任意紫雷 |
| 设备 |
|---|
  最稳泛用输出装 |
 确定氧气溢出时才贪 |
 艇壳均可换紫，差距小 |
技能前移或配彩95雷 |
 练级时旗舰可考虑带 |
周常破交必带 |
 上者下位，差距不大 |
| 设备 |
|---|
最稳泛用输出装 |
确定氧气溢出时才贪 |
艇壳均可换紫，差距小 |
技能前移或配彩95雷 |
练级时旗舰可考虑带 |
周常破交必带 |
上者下位，差距不大 |
| 特殊兵装 |
|---|
 无脑泛用 |
 彩潜艇跨队时，撑雷击用 |
其余情况基本均不推荐 |
舰船台词
| 登录界面 | 碧蓝航线！ |
|---|---|
| 舰船型号 | XXI型潜艇一一U-2501 |
| 自我介绍 | 我是U-2501……铁血的深海利刃……为了适配全新的战术而问世……请让我为您……奉献所有…… |
| 获取台词 | 指挥官……我是U-2501……此刻在记录……和您相遇时的声音……这是……最珍贵的收藏。便签……给您——「很高兴见到您，指挥官>w<」 |
| 登录台词 | 看到您……开心。啊，便签……给……「能让我好好听听您的呼吸么？>w<」 指挥官的问候……想听「o(*//▿//*)q」 |
| 查看详情 | 音频库里是我收集的声音……还有我自己的声音哦……您可以随时打开听……「这都是为您录下的o(*//▿//*)q」 ♪~（哼歌）……指挥官好像，听得很入迷呢……「>w<」 |
| 主界面 | 指挥官……您刚刚，打个了哈欠……是晚上没睡好？要不要我……「陪您一起？o(*//▿//*)q」 指挥官……今天……会为我留下什么样的声音……「>w<」 哼~哼哼……♪您……喜欢这段旋律？……那可以，陪在我身边，听我唱歌么……？ 录音……嗯……开着……您的呼吸声……我收下了……「(o°▿°)o」 雨声……会覆盖掉很多杂音……所以，指挥官现在想做什么都可以……「o(*//▿//*)q」 嘘……现在这里只有我们了……指挥官能听到么？我们的心跳，在一起…… 嗯~可以更用力一些的……用您的手指……捕获……「这样就不会压到头发了>w<」 指挥官……让我沉溺在……您的声音里……好么？「o(*//▿//*)q」 |
| 触摸台词 | 唔……心跳……好快……「o(*//▿//*)q」 嗯~可以……继续……「喜欢o(*//▿//*)q」 |
| 特殊触摸 | 唔……声音……会、会被听到的……「收录权限未开放o(*//▿//*)q」 唔~嗯……禁、禁止收录~ |
| 摸头台词 | 唔……再多……一会儿~「o(*//▿//*)q」 指挥官，心跳得好快……是因为喜欢么……「我也喜欢o(*//▿//*)q」 |
| 任务提醒 | 唔……任务……「急☆(>o<)」 指挥官……该工作了……「>w<」 |
| 任务完成 | 奖励……指挥官，想要什么？「要我的陪伴可以么？！>w<」 唔……报酬……您要亲自确认么？ |
| 邮件提醒 | 无用的杂音已过滤……指挥官……「快看看剩下的邮件>w<」 |
| 回港台词 | 辛苦了，指挥官……这是……等您的时候，录下的……「海浪的声音哦>w<」 指挥官……我很想您……这些录音，能证明……「好害羞o(*//▿//*)q」 |
| 好感度-失望 | 我……更喜欢一个人待着……「<(_ _)>」 |
| 好感度-陌生 | 指挥官……您能……多说一些话么……「声音采集进度：25%>w<」 |
| 好感度-友好 | 偶尔……能听到鲸鱼的歌声……这很罕见……但是，都不如，您的声音……让我更想记录……「o(*//▿//*)q」 |
| 好感度-喜欢 | 指挥官，这段音频损坏了……出现了，24秒的空白……听不到您声音的那段时间，变得好慢好慢……「っ ̯ -。」 |
| 好感度-爱 | 您听……问候、闲聊、指令……心跳、呼吸……全部。我的世界，装满了只属于我的……“您”。「o(*//▿//*)q」 曾经……我习惯了，寂静……习惯了，深海……习惯了，孤独……直到听到您的声音，直到感受到您带给我的……我从未听过的，最好的一切……「o(*//▿//*)q」 |
| 誓约台词 | 我说……“我愿意”……现在起，就连和您在一起时的沉默，也将交由我来保管。谁都无法删除……直到永远……永远…… |
| 礼物台词 | ……谢谢。「喜欢>w<」 |
| 委托完成 | 是归航时的笛声……要我陪您，去收录重逢之音么？ |
| 强化成功 | 音频容量……增加了「>w<」 |
| 旗舰开战 | 静默……蔓延…… |
| 胜利台词 | 您会喜欢……胜利的声音，么……？ 请……请再说一次“做得很好”……「>w<」 |
| 失败台词 | ……呜……「っ ̯ -。」 |
| 技能台词 | 杂音……清除！ |
| 血量告急 | 唔啊……受伤了…… |
- 水幕后的珍宝
| 皮肤描述 | 指挥官，我正在更衣……您不用回避……请拨开流动的水帘……我就在这里哦「o(*//▿//*)q」 |
|---|---|
| 登录台词 | 哼哼~♪……嗯？您来了……您愿意……和我一起听……水幕温柔的声音么……？ |
| 主界面 | 嘘……这样……水声，还有您压抑的呼吸声……我都清晰地……收录了…… 指挥官……宝物，不会自己浮出水面……不过……可以为你例外一次「o(*//▿//*)q」 水有些凉……但指挥官的手……很温暖……抱……「抱我，快抱紧我>w< 」 指挥官……您专注的，是这流动的水幕……还是我无法隐藏的……心跳声呢？「o(*//▿//*)q」 |
| 触摸台词 | 是这里的衣服……没有穿好嘛……？「☆(>o<)」 |
| 特殊触摸 | 唔……指挥官的……手……嗯~伸过来了…… |
| 摸头台词 | 有指挥官帮我……就不会在换衣服的时候，夹到头发了……「>w<」 |
| 任务提醒 | 时……时间到了……我们……该做正事了……「o(*//▿//*)q」 |
| 任务完成 | 奖励……指挥官想怎么领……都可以的「o(*//▿//*)q」 |
| 回港台词 | 从您身上……我听到了海水、阳光与风的声音……请到水幕后面，让我帮您……更换衣物吧？「☆(>o<)」 |
| 好感度-爱 | 水幕会模糊眼前……但会让某些声音更清晰……现在请您闭上眼睛，听……水流被划开的声音……感受……这颗只为您跳动的心……「o(*//▿//*)q」 |
舰船相关
XXI型潜艇介绍
XXI级潜艇，官方定名XXI型潜艇（U-Boot-Klasse XXI），是由德国纳粹海军(KMS,第三帝国战争海军，Kriegs Marine schiffe）一款潜艇型号，建造工期为1944年至1945年。
XXI型潜艇是当时技术最为先进的潜艇。该艇搭载大容量蓄电池组，水下续航能力远超同期其他型号潜艇，因此也被称作电动潜艇。凭借超大电池容量、大功率电机，以及适配水下航行的流线艇体，这款潜艇的水下电机航速，甚至超越了水面航行时的柴油机航速。潜艇配备通气管装置，设计初衷便是近乎全程潜航作战。
它也由此成为首款真正意义上的现代潜艇；在此之前的潜艇，本质上都只是具备下潜能力的鱼雷艇，二者有着本质区别。
XXI型潜艇采用分段建造工艺，整艇由九个舱段组装而成，各舱段均以流水线模式生产。
该型号潜艇未能在二战中投入对抗敌方水面舰艇的实战。尽管仅有极少数电动潜艇真正参与作战，例如由阿达尔贝特·施内指挥的U-2511号潜艇，但凭借颠覆性的技术特性，XXI型潜艇推动各国潜艇装备发展迎来范式变革。
美国作家霍华德·格里尔将XXI型潜艇称作邓尼茨的秘密奇迹武器。当时德军对这款新式潜艇寄予厚望，妄图借此赢得最终胜利，对此他一针见血地评述：建造这170艘新式潜艇所耗费的钢材，原本可以打造出5100辆彼时战场急需的坦克。
| 序列（舷号批次） | 造船厂 | 内部（工厂）编号 | 建造时间 |
|---|---|---|---|
| U-2501—U-2531 | 汉堡 布洛姆与福斯造船厂 （Blohm & Voss，Hamburg) | 2501—2531 | 1943年—1945年 |
| U-2533—U-2536 | 汉堡 布洛姆与福斯造船厂 | 2533—2536 | 1943年—1945年 |
| U-2538—U-2546 | 汉堡 布洛姆与福斯造船厂 | 2538—2546 | 1943年—1945年 |
| U-2548 | 汉堡 布洛姆与福斯造船厂 | 2548 | 1943年—1945年 |
| U-2551—U-2552 | 汉堡 布洛姆与福斯造船厂 | 2551—2552 | 1943年—1945年 |
| U-3001—U-3035 | 不莱梅 威悉股份造船厂(AG Weser, Bremen) | 2551—2552 | 1943年—1945年 |
| U-3037—U-3041 | 不莱梅 威悉股份造船厂 | 1160—1194 | 1943年—1945年 |
| U-3037—U-3041 | 不莱梅 威悉股份造船厂 | 1160—1194 | 1943年—1945年 |
| U-3044 | 不莱梅 威悉股份造船厂 | 1203 | 1943年—1945年 |
| U-3501—U-3530 | 但泽 席绍有限公司造船厂（FSchichau GmbH，Danzig) | 1646—1675 | 1943年—1945年 |
- （资料来自uboat.net type XXI 118 boats commissioned）[1]
总概况
一战期间，海战劫掠作战的国际法准则，实质上要求潜艇针对商船采用水面作战模式。所有商船都必须勒令上浮停船并接受登临检查。核查完毕后，敌方舰船可予以击沉或扣押俘获；未装载违禁物资的中立船舶，则准许其继续航行。
受此规则制约，潜艇的水下作战性能沦为次要属性，由此定型出一类潜航艇：它依靠柴油机水面航行便能追上绝大多数商船，唯有遭遇吨位更大、航速更快的敌方作战舰艇时，才会下潜避险。
因此，彼时常规潜艇的水面动力要强于水下动力，艇上设有露天舰桥用于海面观测，除鱼雷外还配备舰炮武器。这套设计准则，一直影响着各国潜艇型号的研发构造，直至二战时期。
护航船队体系与声呐探测技术投入使用后，仅有尼米兹、邓尼茨等少数军方将领依旧看好潜艇作战的实战价值。而二战实战充分印证了潜艇武器的作战威力，也推动各国军事作战理念发生根本性变革。
战前背景
二战初期，德国海军为数不多的常规潜艇取得了不俗战绩。因此，海军总司令部下属的舰艇建造总局，不愿调拨船厂产能，用于赫尔穆特·瓦尔特工程师所研发的大功率闭式循环潜艇动力这类新型项目。
试验艇V-80搭载新式瓦尔特动力系统，在施莱湾水域试航时创下27节的水下航速，即便取得这般亮眼成果，也未能扭转军方保守态度。
舰艇建造总局局长维尔纳·富克斯海军上将，仅向日耳曼尼亚造船厂下达了V-300项目的建造订单，这是一艘搭载瓦尔特动力系统的大型试验潜艇。瓦尔特原本希望产能规模更大的布洛姆-福斯船厂承接建造工作，但其诉求并未被采纳。
历时近两年设计研发，期间瓦尔特不断被迫做出技术妥协。1941年11月14日，他与舰艇建造总局的瓦斯一同，在黑拉湾海域组织V-80潜艇演示测试。原定观摩人员包括雷德尔海军元帅、潜艇部队总司令卡尔·邓尼茨以及富克斯。但海军总司令部并未邀请邓尼茨到场。
雷德尔对此新式动力表现出浓厚兴趣，富克斯却认为研发新型潜艇并无必要。依照他的经验，该型号需要漫长的规划与研制周期，无法对战局起到决定性作用。最终，军方虽在1942年2月18日向日耳曼尼亚造船厂下发U-791号潜艇建造指令，该项目却始终未能付诸建造。
1942年1月，瓦尔特直接接洽邓尼茨。邓尼茨从项目初期就关注瓦尔特的技术研发，也洞悉这套动力系统蕴藏的潜力。彼时麾下潜艇虽战绩斐然，但他依旧认为，水下高航速性能的优先级要高于水面航行能力，同时也对自己未能受邀观摩黑拉湾试航一事深表遗憾。
经过瓦尔特、瓦斯与邓尼茨多方深度磋商后，瓦尔特动力项目在海军作战指挥部的重视程度显著提升。军方曾向吕贝克弗伦德造船厂下达一份难以落地的研制任务，后续方案作出调整。1942年年中起，布洛姆-福斯船厂与日耳曼尼亚船厂承接建造工作，原定首批试制六艘的计划缩减，最终仅开工建造两款小型瓦尔特动力潜艇：两艘220吨级的Wa201型，后续定型为XVIIB型；另有两艘WK202型，后续归类为XVII G型。
布洛姆-福斯船厂由伊利斯主导相关研发工作。设计团队借鉴航空领域技术理念与风洞测试数据优化艇体外形，短短三个月左右，便敲定了具备实用价值的基础设计方案。
邓尼茨还要求全新设计一款具备大西洋远洋作战能力的高速潜艇，该型号后续定型为XVIII型潜艇，交由基尔德意志船厂竞标承建。潜艇排水量约800吨，设计水面航速15节，水下航速可达26节。艇体外形参照水动力性能优异的小型瓦尔特Wa201型潜艇打造。
艇身采用椭圆形截面的流线鱼形构型，耐压壳体内部可容纳存放过氧化氢的米波拉姆燃料舱；搭配适配水下高速航行的稳定鳍结构，再加上封闭式流线型舰桥。这些设计彻底颠覆了以往潜艇的传统设计思路。
新式潜艇研发项目工程量浩大，给瓦尔特公司带来了严峻的人员短缺难题。瓦斯曾提议抽调经验丰富的前线军官，常驻设计团队担任顾问，并负责试航运维工作，但该提案屡次遭到海军总司令部驳回。
1942年6月，瓦尔特、瓦斯、邓尼茨，以及舰艇建造总局的克莱坎普海军上将、鱼雷局负责人古特雅尔再度召开会商。邓尼茨当即下令，抽调首席工程师希普与加布勒全职投身战时研发工作。此后二人全程深度参与多款新型潜艇的设计迭代与性能优化，贡献卓著。
尽管一系列会谈推动着瓦尔特动力项目稳步推进，但海军总司令部，尤其是舰艇建造总局，始终不愿推进技术全面研发并实现量产定型。
1942年秋季，邓尼茨就此直接面见希特勒的海军副官卡尔-耶斯科·冯·普特卡默。1942年9月28日，希特勒下令在总理府召开专题汇报会议，凯特尔、雷德尔、邓尼茨、富克斯与瓦斯均列席参会。
借助邓尼茨和瓦斯的阐述论证，海军总司令部对于潜艇研发的态度就此真正出现转折。
研制方案
新式瓦尔特动力装置未能如期快速实现量产定型，同时作为供氧载体的过氧化氢也无法保障充足供应（整支潜艇部队每日消耗量约达300吨）。
为此，1943年四至五月间，海军造船总监厄尔夫肯（布勒金的直属顾问），在传统潜艇设计师舒勒与布勒金的共同参与下，向海军军械局局长提交了一份XXI型潜艇初步设计草案。该方案以XVIII型潜艇为基础，采用常规柴电动力系统。
他就此阐述道：“倘若我们建造吨位如此庞大的潜艇，且拥有充足内部空间，搭配常规动力机组，便能实现远超以往的作战性能。加之设计上高度侧重水下航行性能，我们自然可以对传统动力系统做出有别于以往的全新布局设计。
军方要求潜艇水下航速须超过18节，判定敌方护航舰艇在此航速范围内仍可有效开展声呐探测。
当时预估，常规盟军运输船队短期内航行速度无法突破10节。XXI型潜艇的外部艇体轮廓，基本沿用了此前已完成测算定型、搭载瓦尔特动力的XVIII型大型远洋潜艇艇体构型。
为容纳体积大幅扩容的蓄电池组，设计方案将艇身中段耐压壳体采用8字形横截面结构。该设计搭配4000马力（折合2942千瓦）动力，可实现：18节航速水下续航1.5小时，或以12至14节航速续航10小时；静音潜行模式下，能够以5节航速持续航行60小时。历经多轮设计优化，该潜艇最终核定排水量达1600吨。
1943年6月13日，邓尼茨虽对该艇体型心存顾虑，但仍批准此设计方案，将其定为IX型潜艇的替代型号。
在他看来，由于德国空军侦察能力不足，体型更小的潜艇更便于布设密集巡逻搜索线。彼时潜艇战局势已然严峻，现役各型号潜艇逐渐难以应对战场形势；加之搭载瓦尔特动力的XVIII型新式潜艇迟迟无法完成量产定型，燃料补给也得不到保障，多重因素最终促使军方敲定优先研发XXI型潜艇作为应急方案。
当时预估，依托现有产能，至1945年夏季可建成250艘XXI型电动潜艇，后续再逐步换装瓦尔特动力系统。
最初规划的瓦尔特动力潜艇，内部耐压壳体采用承压力学性能最优的圆形截面。艇体外壳为O形截面，该造型设计，是为了将瓦尔特动力系统的燃料储存于耐压壳体与外壳夹层之间，依靠海水压力实现承压储料。
反观XXI型潜艇，扩容后的蓄电池组只能布设在耐压壳体内部。倘若改用尺寸稍大、依旧保持圆形的耐压壳体截面，结构适配性会更好。但该方案需要额外耗费研发时间开展全新艇体拖曳试验，同时重新设计外壳结构，最终会造成约六个月的工期延误。
故而最终采用折中设计：沿用XVIII型潜艇的O形外艇体外形，内部内嵌八字形耐压壳体。与内外壳体均为圆形截面的结构相比，这种组合结构存在多项弊端：
1. 耐压壳体的强度计算难度显著提升，受工期紧张制约，部分计算工作只能采用估算方式代替；
2. 艇体自重相同的前提下，结构强度与最大下潜深度更低；
3. 受弹面积、水声探测反射面积更大；
4. 航行流体阻力增加，致使航速与续航里程双双下降；
5. 潜深舵的升降调节作用力不足；
6. 对港口码头的水深条件要求更高；
7. 艇体宽度偏小，容易引发传动轴轴线偏移错位。
业内早已明确，耐压壳体采用圆形截面综合性能会优越得多。测算结果表明，若采用圆形壳体截面，潜艇水面排水量可达1200至1400立方米，平均吃水深度为5.5米。
选用八字形耐压壳体，则可以适配当时德军制式通用蓄电池型号。除此之外，战时德国并不主张扩大耐压壳体的直径尺寸。壳体直径增加后，就必须加厚耐压钢板，会大幅提升生产加工难度。
受这些因素影响，部分后续衍生设计依旧沿用了八字形耐压壳体的设计思路。而以XXI型潜艇为基础改进的战后潜艇，又重新换回了圆形耐压壳体截面结构。
传动轴轴线错位排布也具备相应优势：即便单台主机出现故障，只需小幅调整舵角，潜艇便能维持既定航向。同时，即便艇体宽度有限，仍可装配大尺寸螺旋桨，兼具传动效率高、运转噪音低的特点。
该结构的弊端在于，一旦舵机系统失效，仅依靠左右两侧螺旋桨转速差，几乎无法完成航向修正。
为让艇尾线型尽可能顺滑、减少水流分离扰动，本级潜艇仅配备一具加大尺寸的方向舵，且布置在螺旋桨水流作用范围之外。低速航行状态下，该舵面产生的操控力矩偏弱。
反观早期型号潜艇，为保障更强的机动操控性，两台螺旋桨后方均各自设置独立方向舵。只要螺旋桨提升转速，即便航速偏低，也能迅速输出强劲的舵效转向力。
德国当时铜资源匮乏，这对舰艇设计造成了诸多影响。诸多关键辅助驱动机构（方向舵、升降舵、潜望镜、防空炮塔、鱼雷发射管管口盖板），均改用液压油+集中电力驱动方案，不再采用分散布置在各个独立系统上的分体电机。
由于部分液压管路沿潜艇耐压壳体外部敷设（升降舵、防空炮塔区域均在此列），管路一旦受损，海水就会渗入液压系统。为此，相关液压设备随即进行了改造。
旧式潜艇以及战后建造的同类舰艇，出于传动效率更高、运行可靠性更强、各驱动单元彼此独立的优势考量，常规均采用电动辅助驱动装置。
由于负责细部设计的人员受保密规定限制，彼此无法沟通统筹，部分系统的内部布局十分不利于维护与检修。但另一方面，严格的保密举措也有效保护了整个项目，使核心生产基地免遭敌方定点空袭。
设计周期由原先七个月缩短至三个月。1943年12月8日，中央设计机构格吕克奥夫工程事务所（IBG,Ingenieurbüro Glückauf ） 宣告全套设计图纸与生产施工图纸绘制完成。
为进一步压缩工期，军方取消了原型艇的建造计划——按照原定安排，这艘原型艇直至1944年10月才能完工。海军上将维尔纳·富克斯曾提议，由潜艇局对定稿的设计方案开展审核，但由于该审核流程需要耗费三至四周时间，提议最终被驳回。项目随即直接启动批量生产。首批完工潜艇原定用于装备测试与人员训练，后续出现的各类问题，计划待这批潜艇交付后再集中整改。
船体钢结构施工工期由原本五个月压缩至两个月，分段建造工期从十个月缩减为四个月。整艇规划总建造周期，也从以往至少22个月缩短至九个月。
为此，每周工作时长被延长至72小时，甚至更久。根据战时法令的宣誓规定，工厂主管、外勤人员及各类技术人员，但凡违规执行生产任务、未能完成生产指标，均会被追究刑责。即便是过失失职，盖世太保也会出面介入，施以严厉惩处。
设计图纸全部定稿后，德军于1943年11月6日下达了首批170艘潜艇的建造订单。为保障该项目，海军其余在建计划被迫缩减乃至彻底取消。彼时，不来梅（德意志船舶机械公司/威悉船厂、不来梅伏尔铿船厂）、汉堡（布洛姆-福斯船厂）、基尔（日耳曼尼亚船厂）以及但泽（席绍船厂）等所有核心造船厂，均沦为盟军空中打击的重点目标，这些船厂既无法稳定维持建造产能，也难以保障生产安全。
在海军军备生产权移交至军备部长阿尔伯特·施佩尔后，自1942年起设立的造船总委员会（HAS）进行了改组。施佩尔任命玛吉鲁斯工厂总经理奥托·默克担任委员会负责人。默克借鉴汽车工业中成熟的流水线生产模式，提出了分段建造法（Sektionsbau）：潜艇艇体在内陆工厂被预先制造成8个独立的粗分段，随后在舾装厂通过节拍式生产流程完成机械设备与舱内舾装件的安装，最终在总装厂完成焊接合拢。
按照这一方案，单艇建造周期约为1个月，计划月产量可达30艘。与旧型号潜艇相比，建造工时大幅下降：1943年秋季，VII C/42型潜艇的工时为280工时/吨；到1944年12月，XXI型潜艇的实际工时降至205工时/吨，而其理论目标值为164工时/吨。
然而，1944年4月19日在但泽席绍船厂下水的首艇U-3501——这艘被称为“元首生日艇”的潜艇——为赶工期，仅靠木楔临时实现了漂浮能力，下水后不得不立即被拖入船坞。运抵的艇体分段中，许多功能性阀门设备都被模型替代，而非实装件。即便如此，仍收到了包括阿道夫·希特勒在内的祝贺电报，下水仪式的相关负责人还被授予了勋章。其他船厂的负责人则拒绝让未完工的潜艇下水。
这次仓促下水的后果是大量返工，导致U-3501（未安装防空炮塔，后来用作训练艇，遭炸弹命中后又改为供电船）直到1944年7月29日才正式服役。
而总装船厂内依靠两条主基准轴完成各艇体分段的对位校准：
1.一条为船体与武备主基准轴，以5号分段（指挥舱与指挥塔）作为标定基准；
2.另一条为动力主基准轴，则依托2号分段（电动机舱）完成定位。
为了精确校准各艇体分段，需在舱壁上钻设定位小孔：从艇艏与艇艉射入的光线，必须能在指挥舱中被清晰观测到，以此确认全艇轴线完全对齐。完成对位校准后，每个分段的耐压艇体由四名焊工沿直径对称方向施焊，采用七道焊缝、无间断连续作业的工艺，在8小时内完成焊接合拢。
分段建造的基础，是艇体各部分之间的精密配合精度。然而，船厂方面对建造过程中可实现的精度所做的乐观预估，最终并未得到验证。
1944年8月9日，海军舰艇建造局局长、海军中将弗里德里希·鲁格（Friedrich Ruge）在日记中写道：“分段建造的责任问题至今仍未厘清，工期压力过大。分段从未真正完工，部分分段的阀门设备安装率仅45%。如此一来，分段建造的优势已大半丧失。
供应商提供的首批分段，均需由总装船厂返工修整，因此各船厂生产的前六艘潜艇，因无法达到标准作战艇的配置要求，最初只能被定为训练艇。额外的延误也源于规划失误：潜艇的设计工作在高度保密的状态下推进，缺乏与实际生产环节的有效协调。此外，盟军持续的轰炸进一步加剧了进度问题——生产设施与运输线路时常瘫痪，不得不进行临时替换或抢修。
工期极度紧张、保密要求严苛、原材料供应短缺，再加上具备前线实战经验的工程师调配滞后，迟迟才入驻设于IBG，多重因素致使交付的潜艇存在大量缺陷。这些问题在后续试航中逐一暴露，不得不开展大规模修改与返工。诸多设计方案因存在缺陷或完全无法使用，被迫重新调整。舵系设计更是出现彻底失误，首批完工的潜艇甚至无法正常操控。
截至1944年9月，格吕克奥夫工程局出具的施工变更清单累计多达150项。与此同时，受供货难题影响，并非所有规划配套设备与装置都能逐一装艇，一部分潜艇最终仅能当作训练艇或试验艇使用。德意志船舶与机械制造股份公司总经理弗朗茨·施塔佩费尔德多次指出工期要求脱离实际，最终在1944年末的一次会议上，被时任总负责人奥托·默克解除职务。
1944年12月，潜艇月交付量达到顶峰，当月共交付28艘。截至1944年底，XXI型潜艇累计交付61艘，然而这批潜艇全部存在各类故障，均未达到作战就绪标准。
1945年1月，德国海军列装各型潜艇总计418艘，创下其历史保有量的最高纪录。但其中65%的艇只，大多因技术缺陷或是作战损伤，被划拨用作训练艇。
1945年，由于多家核心配套工厂被盟军占领，交通运输网络也基本瘫痪、损毁殆尽，艇体分段的产量开始大幅下滑。从1945年1月起，德国海军军备生产全面转入应急生产模式。
1945年3月，也就是距离战争结束仅剩两个月之际，当月共有近40艘潜艇完成下水，创下整场战争中的单月下水最高纪录。但1945年3月至4月初，盟军空袭强度持续加码，新艇建造工作实际上陷入全面停工。
最后一艘下水的潜艇为U-3051，该艇于1945年4月20日在威悉船厂下水，而仅仅七天之后，该厂便被英军进驻接管。[15] 战争落幕时，英军在各处船台上还发现了28艘完工程度不一的潜艇，此外还有大量零散的预制艇体分段。
最终，各造船厂合计建成118艘XXI型潜艇：
- 汉堡 布洛姆-福斯船厂（承建批次：U-2501 至 U-2762号潜艇）
- 不莱梅 德洛马希/威悉股份造船厂（承建批次：U-3001 至 U-3295号潜艇）
- 但泽 席绍造船厂（承建批次：U-3501至U-3695号潜艇）
- 注释：XXI型全部入役，其中有62艘于1944年底前完成列装。该粗表格只列出XXI型的大致建造情况，要参考各个U艇具体分布请参照上面的表格
战争结束前，仅有少数潜艇达到前线作战就绪状态。这主要是因为艇员训练周期漫长（原定训练时长约十二周），再加上各类技术故障层出不穷。维尔纳·富克斯海军上将最初认为这批潜艇无法投入前线，拒绝予以验收。这些潜艇不得不经过多轮耗时繁杂的改装，才勉强达到作战使用标准。据他事后评估，首艘XXI型潜艇直到1945年5月才真正具备前线出战条件。
XXI型潜艇专为高速、长续航水下航行设计，艇上标配潜艇通气管。这套设备能大幅缩短潜艇的水面停留时间，使其可在配备雷达的侦察机与反潜舰艇的监视下隐蔽开展作战行动。
该艇动力模式灵活：启用主电动机时可高速机动，切换至潜行电机则能低速静音航行。依托这一能力，它大多可摆脱反潜编队的搜捕，或是神不知鬼不觉地抵近护航船队。
该艇整体围绕长时间水下潜航的需求打造，搭载了配套自持保障设备、悬停装置以及自动深度控制系统。
各类伪装与防御装备——博尔德声诱饵、潜艇通气管头部的反探测橡胶涂层、预设诱骗假目标、防空火箭弹以及音响自导鱼雷——可大幅增加潜艇被发现和追踪的难度。
新型无线电探测观测装置（FuMB，雷达告警设备）与无线电定位火控雷达（FuMO，笔者推测应为FuMO 61），能够提前捕捉敌方雷达信号、舰船及军机动向，让潜艇可快速及时规避攻击。
新式S型声呐系统可主动探测敌方目标，后续还支持潜艇在50至60米水深处，依据探测坐标发射鱼雷。
潜航状态和生活
艇内空气容积约900立方米。艇上60名乘员以静坐为主、活动量较小的情况下，若不进行空气置换，仅需11.3小时，舱内空气二氧化碳浓度就会从初始的0.03%升至1.5%；氧气含量则会在27小时后，由初始21%降至17%。
二氧化碳浓度达到4%时，人体仅能短期耐受；浓度升至5%便会产生毒性。为控制二氧化碳浓度，舱内配备了两套空气再生装置。当二氧化碳含量达到1.5%时，装置随即投入运行，其内部主要装填散装呼吸石灰，用于吸收二氧化碳。
这批呼吸石灰储备共计可装填112次。在常规工况下，单次装填可使用4至5小时，整体总续航时长约19至23天。
舱内含氧量不得低于约17%。一旦低于该阈值，便会启用氧气瓶补氧，艇上标配30具氧气瓶，每具容积50升、工作压力150工程大气压。U-2513号与U-3008号潜艇配置不同，各配备24具氧气瓶，U-2540号则为23具。
指挥舱内还配有纳佐格制氧装置，可借助25枚IG法本生产的块状产氧药剂筒持续释氧，氧气以化学结合的形式封存于药剂筒内。单枚药剂筒可在50分钟内释放1.5立方米氧气。
艇上配备勃朗-包维利（BBC） 公司生产的空气干燥装置，该设备通过热交换器与冷却装置，将分离出的冷凝水导入洗涤水舱。
该型潜艇在第6舱段（前部住舱） 增设了卫浴间，这在德国潜艇中尚属首次。这间卫浴间内设三处洗手池、一套热水淋浴装置与两座便器。污水统一排入粪便舱储存，因此即便潜艇处于潜航状态，这套设施也可正常使用。第1舱段还另设有一座便器。
艇身中部的第5舱段设有厨房，内部配备三眼电灶、嵌入式开水炉、两台自带热水发生器的洗涤池、冰箱以及各类储物柜。厨房下方辟有储物间、冷藏室与冷冻室，可经由下舱梯通行抵达。
以往各型潜艇均设计为两人共用一张吊床，而该艇总计配有47张吊床，57名固定编制艇员中，大部分人员可独享一张床位。吊床区域还配备紫外线灯，用于模拟日光。
第4舱段一号蓄电池舱上方，布置有24张普通水兵吊床。艇长室、机电长室，外加4张军官吊床、5张上士吊床以及12张军士吊床，全部设置在第6舱段的二号蓄电池舱上方。
通信装置
改良型水下进气管T0和FuMO 61雷达 无线电室的设备配置基本与1944年型IX-C级潜艇一致，但取消了长波发射机，XXI通信装置组成和参数以及功能具体如下：
- 一台远程短波发射机（德语缩写FKW，全称为 Fernverkehrs-Kurzwellen-Sendegerät），型号为德律风根（Telefunken）T 200 FK 39；发射功率200瓦；工作频率3–23兆赫兹，支持无音频电报（调制方式A1）、音频电报（A2，即摩尔斯电码）以及调幅语音通信（A3）。
- 一台洛伦茨Lo 40 K39a/f 型短波应急发信机，输出功率40瓦，工作频率3～16.5兆赫兹。
- 这套无线电报设备在舰桥右舷装有可伸缩环形测向天线，用于接收并测定护航船队话音通信的信号方位；其主机为德律风根T8 K44型（装备于E 52“科隆”号）或T9 K39型（装备于E 517 S“美因”号）中波/短波超外差接收机，工作频率1.5～25兆赫兹。设备配套PV 187“型煤”近场测向前置组件，该组件适用频率1.5～3兆赫兹。
- 无线电用于接收德国海军“歌利亚”岸基电台16.55千赫长波主频率信号，该信号可在潜艇下潜至约20米深度时正常接收；配套德律风根T3 PLLä 38型测向超外差接收机，工作频段分为：5–33千赫超长波、以及70–1260千赫常规长波。
- 洛伦茨Lo 10 UK39型10瓦超短波收发信机，工作频率41.55～45.75兆赫兹，用于友邻艇只间的无线话音通信。
- 格玛公司生产的FuMO 391“莱辛”有源雷达（部分为FuMO 61），工作频率125兆赫兹，用于敌机预警，最大探测距离30千米。
- 陀螺分罗经，以及环形测向天线控制机构
- 德律风根 KZG II/44 型短码发报机，适配“信使”短信号通信制式
- 恩尼格玛M4型转轮密码机（规划型号：M5）
- 一台远程短波发射机（德语缩写FKW，全称为 Fernverkehrs-Kurzwellen-Sendegerät），型号为德律风根（Telefunken）T 200 FK 39；发射功率200瓦；工作频率3–23兆赫兹，支持无音频电报（调制方式A1）、音频电报（A2，即摩尔斯电码）以及调幅语音通信（A3）。
供电由无线电配电盘提供交、直流电，辅机舱内另配有一台1.5千瓦发射变流器。
本艇配备的杆状天线，预期通信效能不及早期U艇所用的长型防渔网天线。但该杆状天线可在潜望深度下升出水面，最大伸出高度达6.2米。
水面航行时，艇上另配有两根可手动收放的超短波杆状天线。此外，从指挥台围壳外壁分别向艇艏、艇尾区域，还布设了两根长拉线天线。
无线电侦查装置
英国皇家空军海岸司令部的战机最初均配备ASV II型机载雷达，该雷达工作频率为200±15兆赫，对应波长1.5米。1942年2月，美方提出将AS-G型机载厘米波雷达投入批量生产。这款雷达可在近160公里外发现护航船队，对浮出水面的U艇探测距离超过17公里。时隔不久，专供舰船使用的SG改型雷达
SG雷达T3也随之问世。英制厘米波雷达于1943年春季正式列装，工作频率3吉赫，对应波长10厘米。
这使得德军首款、工作频率范围113–484兆赫（对应波长2.65–0.62米）的无线电侦测设备——“Fu MB 1”型“梅托克斯”雷达告警接收机，及其改进型“Fu MB 9”彻底失效。直到1943年，德军在鹿特丹附近击落一架英国“斯特林”轰炸机，缴获其机载雷达（即所谓“鹿特丹装置”）后，德国高层才获得了关于盟军新雷达的可靠情报；而到1943年5月，常规德军U艇的损失已达到了灾难性的规模。
XXI型新式潜艇配备Fu MZ 6 纳克索斯Ia型或Fu MZ 7 内拉II型脉冲放大器，用于无线电侦测以及敌方雷达辐射告警；另搭配Fu MZ 1型目视无线电装置，实现目视观测功能。该系统配套使用的Fu MB 10 博尔库姆型探测接收机，由佩尔策哈肯通信装备试验指挥部（NVK）与德律风根公司联合研制。这款设备的频段覆盖范围极大，其接收能力实际上仅受天线性能制约。
潜艇水面航行时，可通过简易四分之一波长杆状天线（代号“芬格”）与古巴Ia型“飞蝇”天线，接收9厘米波段（3.3吉赫）的雷达辐射信号。但彼时盟军一款最新雷达装备在德军完全不知情的情况下研发问世，其工作波长为3厘米（10吉赫），XXI型的纳克索斯雷达侦测器已无法截获该频段信号。
德军原计划自1944年10月起，列装由佩尔策哈肯通信装备试验指挥部与德律风根联合研制的Fu MB 26“突尼斯”大型厘米波测向系统。该系统配套两款仅可在水面航行状态下使用的接收天线：古巴Ia型“飞蝇”天线（波长15–8厘米，对应频率2.0–3.7吉赫）、“蚊”式天线（波长4.5–2厘米，对应频率6.7–15吉赫）。以上所有天线均为非耐压临时改装方案，原因是其线缆必须从敞开的指挥台舱口穿行布设。
安装在通气管顶端的巴厘1型耐压分米波天线，工作频率范围仅为100–400兆赫，对应波长300–75厘米。潜艇以通气管状态航行时，尚无设备可侦测高频厘米波雷达信号，相关侦测能力仅规划在后续研发项目中。
1945年，XXI型潜艇原计划也配发上述同类配套设备。巴厘系列天线拟将工作频段拓展至100兆赫至1.5吉赫，对应波长300至20厘米。
此外，该型潜艇预计搭载Fu MB 35“阿索斯”扇形测向系统，该系统由佩尔策哈肯通信装备试验指挥部与无线电射线公司联合研制，工作频段1.5–15吉赫（对应波长20–2厘米），该设备当时已在U-249号（VII C型潜艇）开展实艇测试。整套系统由“阿索斯”接收头、“韦斯特兰V”Fu MZ 13分离放大器、“韦斯特兰”Fu MZ 12脉冲放大器，以及“诺德奈”Fu MZ 8告警装置构成。
接收头搭载在专用升降桅杆上，配有耐压厘米波天线，可对9厘米（3.3吉赫）、3厘米（10吉赫）波段雷达信号执行测向作业。该升降桅杆原定替换一款虽已立项、但最终未能落地的全景潜望镜进行安装。
接收头上还规划加装由NVK与蔡司公司联合研发的“火烈鸟II型”红外全向告警观测仪，用于探测反潜飞机的探照灯光源。
声呐系统
安装于艇艏下方的被动式组合听音装置（“阳台”系统），采用两组各24枚呈马蹄形排布的膜片晶体水听器。晶体元件灵敏度约为0.1毫伏/微巴。方位切换完全依靠阿特拉斯工厂研发的信号时延补偿器以电子方式实现。该听音系统平均测向精度为±1°，最大偏差不超过±1.5°。
在理想水文条件下，这款早期潜艇便已标配的组合听音装置，可探测到20千米外的单艘舰船，对护航船队的探测距离最远可达100千米。彼时德军被动听音设备的整体性能，优于英美两国同类产品。
但实际有效作用距离会明显缩水，且极大受制于水下声传播环境；其单日探测范围波动幅度，可达标准参考值的30%至300%。
在XXI型潜艇的设计阶段，相关人员完全忽略了一个问题：该艇更高的水下航速，会对听音系统与艇体的声学降噪设计提出更为严苛的要求。直至1944年2月，潜艇部队总司令部才正式提出要求，必须保障听音设备在该艇18节设计最高航速下仍可正常工作。
U-2511号潜艇开展的实测表明，原有听音系统的有效工作航速上限为9节。从第五艘XXI型潜艇开始，艇上换装了抗干扰能力更强的听音系统改型。
U-2506号在皮劳附近海域开展测试：水深80米、四级海况，本艇航速11节，对航速10节的“多瑙”号靶船，听音探测距离达到8000米。测试过程中观测到大量噼啪状干扰尖峰信号。
U-3504号在海拉附近海域、水声环境恶劣条件下测试：水深80米、二级海况，本艇航速11节，同样针对航速10节的“多瑙”号靶船，听音探测距离为4000米。
1945年2月末，U-3003号搭载降噪包覆优化版听音系统完成试验：该设备可在15.5节航速下正常工作，艇艏正前方探测扇区无干扰尖峰，有效听音距离维持在3000至4000米。
由于德国战败，这套改进设备最终未能在其余XXI型潜艇上批量加装。
“尼伯龙根”主动式水平声测距仪可凭借少数脉冲测定敌方目标的方位、距离与大致航速，实现无潜望镜观测的程控鱼雷射击。该设备通过磁致伸缩换能器发射声波，发射功率4.4千瓦、工作频率约15千赫兹，脉冲时长20毫秒；声波回波由专用模拟计算机（鱼雷解算仪）完成数据处理。
敌方即便借助ASDIC声呐装置察觉到这类单脉冲信号，受限于当时通用的振幅测向技术，也无法对信号源完成定向定位。
解算得出的射击诸元会通过机电机构持续传输至鱼雷。方位无关鱼雷（LuT） 最大可在20米潜深下发射；当时针对50米、100米深度的鱼雷发射技术仍在研发阶段。
声呐发射与接收组件集成安装在指挥塔最前端，整体采用流线型设计，航行时不会产生水流分离。换能器基座可从正前方向左右两侧各旋转±150°。
设备标准探测扇区为左右各±110°；潜艇低速航行时，探测扇区可扩大至左右各±140°，最大测向误差为1.5°。受水文条件影响，潜艇低速潜航时，针对大型舰船的有效探测距离可达5–10千米。该系统设计测距精度为测量值的±2%。即便在通气管航行状态下，设备也可正常完成目标测向作业。
该声呐接收机采用相位测向法，依托和差运算原理工作。接收机输出电压经由变压器，输送至DG-9型阴极射线管（布劳恩管）的偏转极板；管屏上会显现一条倾斜标线，转动换能器基座便可将标线校准至垂直状态。
这种零位测向操作，最少仅需3个脉冲就能解算出目标的方位与距离。设备配套听音辅助组件，可利用多普勒效应测定目标的相对航速。
首批“尼伯龙根”装置于1944/1945年冬季开始装机，直至战争结束，也仅有一小部分完工的XXI型潜艇完成装配。设备初期仅出现零星技术故障，所有问题在1945年1月便全部修复完毕。
潜望镜
德军全部潜艇的潜望镜均由卡尔·蔡司公司生产，这也是德军潜艇的一大核心优势。二战列装的制式攻击潜望镜结构精巧、工艺繁复，被视作每位潜艇艇长梦寐以求的装备。
XXI型潜艇最初计划每艇各配备加长型攻击潜望镜与夜间对空观测潜望镜各一具；该型潜望镜光学总长9米，有效伸出长度6.3米。之所以采用这类加长设计，是为了让潜艇在水下航速提升后，能够安全地实施通气管航行与作战攻击。
但实装测试中发现，这款加长型潜望镜仅能在5节航速内保持无振动状态；航速升至6–7节时，便完全无法开展观测与瞄准作业。
因此绝大多数XXI型潜艇最终改用成熟的StaSR C/2型制式攻击潜望镜，该型号光学总长7.5米，可在8.5节航速下稳定运行、无明显振动。
针对通气管航行不可或缺的NLSR C/8型夜间对空观测潜望镜，技术人员加装了一根长1.4米的导向管；导向管与潜望镜总成刚性固连，改造后该潜望镜可在8节航速下消除振动。
此次改装造成艇载无线电探测设备出现18°至50°的探测盲区，德军最终选择接受这一缺陷。究其原因，彼时XXI型潜艇的水面作战任务已基本失去实战意义。
全油压状态下，攻击潜望镜伸出速度为0.54米/秒，夜间对空目标潜望镜伸出速度为1.04米/秒。潜望镜水平回转：不进行环视扫描时，单圈转动耗时5秒；完成全周环视扫描，则每转一圈需34秒。
防御与伪装装置
潜艇处于通气管航行状态时，仅有通气管与潜望镜会成为雷达探测目标。为此，大型通气管顶端加装了低反射橡胶涂层，该涂层的伪装代号为“扫烟囱工（Schornsteinfeger）”，能将通气管头部的雷达散射截面降至原有数值的约30%。
第二次世界大战期间，主动声呐的有效探测深度仅为400英尺（约122米）。由于其流线型光滑的表面，XXI型声呐比更老且体积小得多的VII C型更容易被主动声呐探测到。大部分声呐回波来自炮塔及其他不规则形状的表面。
为对抗敌方声呐探测，设计了一种用于诱骗目标的“博尔德”（Boldschleuse）装置，通过装有氢化钙的管子将物体发射入水中。这些所谓的“博尔德”在水中漂浮时会释放出氢气泡，从而制造出其他目标，以干扰敌方定位。详见电影《灰猎犬号》但由于这些虚假目标缺乏行驶潜艇的多普勒效应，因此仍能被识别出来。不过，安装在博物馆船威廉·鲍尔号上的“博尔德”装置是战后才开发出的英国产品。
此外，还有一种名为“西格琳德（Sieglinde）”的噪声诱饵装置（最初由 ELAC 公司制造）。这种装置能够在长达30分钟的时间内，模拟一艘采用电动机推进、以4至6节航速航行的老式潜艇所产生的声学特征。执行作战巡航任务的 U-2511 潜艇曾携带这种装置。
这种不属于XXI型标准装备的“西格蒙德（Sigmund）”噪声干扰浮标，其设计目的是通过持续10分钟、每隔10秒发出一次爆响的方式，使敌方的水声监听设备（声呐监听器）失效或受到严重干扰。借助这种装置，潜艇本应能够以最高航速航行，而不会被敌方确定方位。 然而，在战争结束前，这种设备很可能已来不及安装。
此外，该潜艇还计划配备：
- 噪声诱饵装置“布伦希尔德（Brunhilde）”，其尺寸与“西格琳德（Sieglinde）”相同，但设计目的是模拟一艘使用通气管（Schnorchel）航行的潜艇所产生的强烈噪声辐射。到战争结束时，该装置的研制工作尚未完成。
- “忒提斯 US”（Thetis US）假目标装置，是一种充满气体的橡胶囊（或橡胶袋），内部装有雷达反射体。它被设计成漂浮在水面上，并产生与未加伪装的潜艇通气管头部（Schnorchelkopf）相同的雷达回波信号。
- “乌尔泽尔”（Ursel），这是一种用于主动防御敌方驱逐舰的火箭武器系统。计划中的武器是一种采用固体燃料推进的火箭鱼雷，长1.8米、重80公斤，携带15公斤炸药。预计该武器能够以60节的速度飞向目标，并在300米距离上命中，从而在敌舰船体上造成一个约5平方米的大破口。。然而，由于“乌尔泽尔”项目最终未能达到批量生产和装备部队的成熟程度，因此这些潜艇并未安装该武器。取而代之的是，在原定安装位置上设置了一间配备车床的维修工间。
- 噪声诱饵装置“布伦希尔德（Brunhilde）”，其尺寸与“西格琳德（Sieglinde）”相同，但设计目的是模拟一艘使用通气管（Schnorchel）航行的潜艇所产生的强烈噪声辐射。到战争结束时，该装置的研制工作尚未完成。
武器装备
鱼雷系统
XXI型潜艇艇艏布置有六具鱼雷发射管，上下三层叠置排列。发射管的内径大于53.3厘米（21英寸）标准鱼雷口径。
与德国早期潜艇采用活塞推出式（Kolbenausstoß）发射方式不同，XXI型潜艇的鱼雷安放在发射管内的导轨上，并由压缩空气直接推出。
为防止发射后压缩空气逸出并在海面形成气泡暴露潜艇位置，发射管向下倾斜2°安装。发射管前端的管口盖（Mündungsklappen）平时由液压系统操纵，必要时也可手动操作。
鱼雷发射后，外部海水涌入发射管，将管内残余空气向后压回，并经由平衡阀导入鱼雷下层舱室（Torpedountertriebszellen）。随着重量平衡恢复，发射管口盖会自动关闭。
备用鱼雷存放在六对支承臂（Lagerarme）上。其中上方四对支承臂各设有三个鱼雷支架，下方两对支承臂各设有两个鱼雷支架。此外，在舱室地板下方还存放有一枚鱼雷。
然而，在执行较长时间的作战巡航时，必须空出三个鱼雷存放位置，以便将发射管内的鱼雷抽出进行检查和维护。因此，此时潜艇只能携带20枚鱼雷，而非满载的23枚。
鱼雷在同一组支承臂上的横向移动，是通过滑动托架（Gleitwangen）完成的；这些托架可由长型电动丝杠（Schraubspindeln）驱动移动。
从储存支承臂向发射管装填鱼雷的过程，同样由电动绞盘马达（E-Spillmotoren）完成。
处于快速装填位置（Schnellladestellung）的六枚鱼雷重新装入发射管，需时5分钟（部分资料记为15分钟）；而再装填下一批鱼雷则还需约15分钟（或19分钟）。
此外，该装填系统还满足了降低噪声水平的要求，即在操作过程中尽量减少声响产生。
按照这一设计，一艘 XXI 型潜艇能够在相对较短的时间内向一支护航船队发射18枚鱼雷。根据计算，如果使用航向无关鱼雷（LUT，Lageunabhängiger Torpedo）攻击长度超过60米的船只，理论命中率可达到95%。
为了使用这种LUT鱼雷，艇艏鱼雷舱内安装了一套专用设定装置，使鱼雷能够根据SU系统（SU-Anlage）提供的数据进行预设，并从最大20米深度发射。由于当时鱼雷发射管及其发射装置的结构限制，发射深度无法超过20米。
不过，当时正在积极研发所谓的OT-I发射方式（OT-I-Schuss），其目标是实现从最深50米处发射鱼雷。
进一步规划中的OT-II发射方式（OT-II-Schuss），则预定将发射深度提高到100米。
XXI型潜艇对敌方驱逐舰实施主动攻击，可以使用声学自导鱼雷（akustisch eigengelenkte Torpedos）。然而，这类鱼雷的作战效果会受到各种反制措施的影响，例如舰船拖曳的噪声诱饵浮标，或者目标舰主动降低航速等。
战争期间，人们对这类鱼雷的命中率估计得过于乐观。尤其是许多鱼雷在攻击末段发生的爆炸，以及在舰船航迹（水流尾迹）中的爆炸，都被误认为是成功命中目标。
根据战后德国海军史学家 Jürgen Rohwer 的研究统计，这类鱼雷的实际命中率仅为约15%。
对于电动鱼雷（ETo，Elektrotorpedos），艇上配备了三台变流机（Umformer），用于为鱼雷蓄电池充电。
在鱼雷发射管上方安装有两套射击数据输入装置（Schussempfänger）。通过这些装置，鱼雷射击计算机所计算出的提前量参数（Vorhaltewerte）能够以机电方式自动输入鱼雷，从而完成发射前的设定。
鱼雷发射管原本还计划具备布设水雷的能力。艇上可携带18枚TMB型水雷或12枚TMC型水雷，同时储存架上仍可保留14枚鱼雷。
直到战争结束时，专用的水雷发射装置（Minenausstoßvorrichtung）仍未研制完成。因此，如果要布设水雷，只能利用压缩空气将其从发射管中推出，而这种方式会产生强烈的气流冲击。
实际上，在整个战争期间，没有任何一艘XXI型潜艇曾携带水雷出航执行任务。
高射炮塔
根据潜艇总司令部（BdU）的要求，XXI 型潜艇装备了防空武器。在指挥塔（Hauptturm）的舰桥前后各设置了一座可旋转的防空炮塔（Flakturm），并用 17 毫米装甲钢板进行防护。
舰桥本身同样受到 17 毫米装甲钢板保护，而指挥塔中耐压部分（druckfester Teil）则采用 40 毫米装甲钢板制造。
防空炮塔的实际价值一直存在争议，因为它们显著增加了潜艇的排水量和航行阻力，甚至希特勒本人也认为这些炮塔意义不大。
而后来实践证明，炮塔的位置不易到达，而在遭遇空袭时，炮手返回艇内所需的时间会明显延长潜艇的紧急下潜（Alarmtauchen）过程。
最初计划在每座炮塔内安装两门由布尔诺兵工厂（Waffenfabrik Brünn，属于斯柯达集团）制造的 30mm Flak M44 高射炮。这些火炮应当通过液压系统自动跟随射击指挥仪（Zielgerät）进行瞄准。
根据美国对 U 2513 和 U 3008 的测试报告，这种火炮实际上曾安装在这两艘潜艇上。
每座炮塔有两个防水弹药箱，战备弹药为：
- 2 × 250 发（即每座炮塔 500 发）
全艇总储备弹药为：
- 3800发
- 3800发
但是由于炮塔耐压性能（Druckfestigkeit）方面的问题，30mm Flak M44仅制造出少量试验型号，因此改为更加传统的双联装20mm Flak 38 M II
每座炮塔有两个防水弹药箱，战备弹药为：
- 2 × 400 发（即每座炮塔 800 发）
- 2 × 400 发（即每座炮塔 800 发）
全艇总储备弹药为：
- 3450发
- 3450发
射速为：
- 450发/分钟由于炮塔阉割，所以火力相对较弱
- 450发/分钟由于炮塔阉割，所以火力相对较弱
防空炮的方向射界为：
- ±120°（在某些情况下可达到±170°）
与后来安装在常规德国潜艇上的37mm高射炮相比，20mm高射炮被认为相当可靠；但对于轻装甲的盟军反潜飞机，其威力并不足够。部分飞机装备了一门5.7厘米机载炮（Ordnance QF 6-pounder 7-cwt，绰号“Tsetse”〔采采蝇〕），能够在潜艇高射炮射程之外发动攻击。尽管如此，在战争结束前，利用这些防空炮塔（Flaktürme），仍然取得了一些击落敌机的战果。
动力装置
推进系统包括：一个用于在潜望镜深度下以柴油机进行水下航行的通气管（Schnorchel），两台船用柴油发动机，六组分电池（每组62个蓄电池单元）用于不依赖外界空气的电力供应，两台兼作主电动机和发电机的组合机组，两台静音航行电动机（Schleich-E-Motoren），以及用于传递动力的传动轴、齿轮箱和离合器，辅助机械设备和两具螺旋桨。
1940年德国占领荷兰时，德国海军接收了已经建成或仍在建造中的装备通气管（Snuiver）的潜艇O 25、O 26和O 27。O 26后来被改名为UD 4，并被用于在大西洋进行通气管试验。不久之后，和那些成功抵达英国的荷兰潜艇一样，这些进气桅杆（Luftmaste）也被拆除了。德国方面的负责人得出结论，认为这种技术只是多余的累赘，在风浪汹涌的大西洋上根本无法使用。
1943年5月19日，瓦尔特（Walter）再次向邓尼茨提出采用通气管的建议。使其具有实际可行性的关键，在于他的一个新设想：当海浪淹没通气管顶部（即通气管被海浪“切断”空气供应）时，可在长达60秒的时间内从艇内抽取空气供柴油机运转。
根据海况、发动机功率、潜艇大小以及柴油机因压力下降而停机前的压力变化情况，艇内气压波动可高达200毫巴（mbar），从而给艇员带来额外负担。
如果由于通气管被海浪过深淹没（例如因深度控制失误）而导致排气背压（Abgasgegendruck）过大，柴油机可能会熄火，其废气甚至会反向从艇内的进气通道逸出。这可能导致整艘潜艇被废气充满，并危及艇员安全。
XXI型潜艇上的通气管航行被描述为一种“噩梦般的经历”，因此必须尽量缩短到绝对必要的最低限度。尽管如此，鉴于装备雷达的飞机和水面舰艇所构成的威胁，人们仍不得不接受这一代价。
至此，潜艇已经能够在大约16米深（以龙骨底缘计算）处运行柴油机，为蓄电池充电，为艇内补充新鲜空气，同时在很大程度上保持不被发现。
两艘装备可折倒式甲板通气管桅杆的VII C型潜艇——U 977 和 U 978——分别连续在水下停留了66天和69天。
最初，人们曾认为可以比较容易地对潜望镜和通气管进行伪装，使其免遭雷达探测。
但实际上，在海况不超过2级（轻浪，浪高0.1至0.5米）的条件下，1945年3月开始装备的当时最先进机载雷达“APS-20”（Cadillac计划，频率2.88 GHz，即波长10.5厘米，脉冲发射功率1兆瓦）能够在13海里（约20公里）的距离上发现通气管。
然而，当海况达到3级及以上（浪峰出现白沫，浪高0.5至1.25米）时，该雷达便无法再有效执行这一任务。
此外，仅依靠雷达，也无法轻易将潜艇通气管头部与海面上漂浮的其他物体区分开来。
作为应对措施，德国研制了名为“Schornsteinfeger”（扫烟囱工）的吸波层（Absorptionsschicht）。这种材料采用了以物理学家Johannes Jaumann命名的韦曼吸波体（Jaumann-Absorber），在30厘米至3厘米（即1～10 GHz）波段内，可将雷达反射率降低到不足10%。
当时预计，采用这种材料进行伪装的通气管，在厘米波雷达照射下，其剩余反射率可降至0.25%～8%，并使雷达探测距离至少缩短65%，从而使其最远只能在约5公里的距离上被发现。
这种吸波层在设计上要求能够承受150米的最大潜深，而不会永久丧失其吸波性能；实际预计其可承受的潜深约为200米。
大约有60艘不同型号的德国潜艇装备了这种吸波层，然而韦曼吸波体厚达68毫米，不适合安装在具有多重曲面的表面上。
因此，它需要采用一种经过改进的通气管头部阀门，以环形浮子（Ringschwimmer）取代原先使用的球形浮子（Kugelschwimmer），装备试验表明，与球形浮子阀相比，环形浮子阀的关闭动作较为迟缓。
随后，大多数XXI型潜艇都改为安装一种仅4～8毫米厚的波纹橡胶覆层。这种材料以1941年成立的海德堡邮政与通信研究所所长路德维希·韦施的名字命名，被称为韦施吸波体（Wesch-Absorber）或韦施吸波垫（Wesch-Matte）。
与尧曼吸波体相比，它的雷达吸波性能较差，但却能够方便地安装在原来的球形浮子阀（Kugelschwimmerventil）上。
在20厘米至3厘米波长（即1.5～10 GHz）范围内，韦施吸波垫可将雷达回波降低至平均约10%的剩余反射率。
在这一波段内，其剩余反射率的最大值约为30%（对应5厘米波长，即6 GHz）。
反射曲线的两个最低点分别为：
- 在9厘米波长（3.3 GHz）时，剩余反射率低于5%（对应英国的Rotterdam雷达）；
- 在3厘米波长（10 GHz）时，剩余反射率低于10%（对应美国的MEDDO雷达）。
- 在9厘米波长（3.3 GHz）时，剩余反射率低于5%（对应英国的Rotterdam雷达）；
由此可以预计，相对于英国的Rotterdam雷达，其对潜艇的探测距离可缩短约50%。
为了警告敌方雷达的探测，通气管顶部安装了一副耐压的“Bali 1”分米波天线，其工作频率范围为100～400 MHz（波长300～75厘米）。这限制了“Borkum”雷达预警接收机的使用范围，尽管该设备本身具有非常宽的接收频率范围。
不过按照1945年的计划，XXI型潜艇还将装备改进型Bali系统，其工作频率范围扩大到100 MHz～1.5 GHz（波长300～20厘米）。
此外，海军还计划在一根独立的升降桅杆上安装耐压的厘米波天线，能够对1.5～15 GHz（波长20～2厘米）的雷达信号进行测向；同时还计划配备一套红外全向预警观察装置，用于探测（飞机）探照灯发出的红外辐射。
通气管可由一台压缩空气驱动马达操作，在2.7分钟内升起，在1.5分钟内收回，这台压缩空气马达工作时噪声极大，在潜艇中央控制室（Zentrale）内测得的噪声达到95～116 Phon。
此外，还配备了一套手动驱动机构，供紧急情况下使用，通气管顶部设有一只由浮子控制的通气管头阀（Schnorchelkopfventil），在被海水淹没时应能自动关闭。然而，这种浮子控制阀在实际使用中并非始终可靠，其工作性能取决于潜艇航向与海浪来向之间的夹角，而且没有任何有效措施能够防止阀门结冰。
1944年至1945年冬季，德国曾在部分II型潜艇上试验采用压缩空气驱动的通气管头阀，结果证明这种阀门工作迅速且性能可靠。
由于通气管系统是在潜艇总体设计完成后才列入设计方案的，因此其进、排气管路的流通截面积对于已安装柴油机的功率而言偏小。用于进气的管道截面积仅相当于水面航行时的43%，用于排气的管道截面积则仅为55%。
试验结果表明，这导致柴油机在使用通气管航行时出现了严重问题：由于进气负压过大、排气背压过高，柴油机输出功率下降，排气温度升高（允许的最高排气温度为600 ℃）。
在正常的通气管航行状态下，艇内负压约为64毫巴（mbar），排气背压约为0.35 atü（技术大气压，表压）。
由于通气管系统采用了两根圆形管道，因此其水动力阻力相对较大，当航速处于6.5～8.5节之间时，通气管会产生剧烈振动，因此规定其使用时仅允许两种航速范围：0～5.5节（用于蓄电池充电）和9～10.5节（用于巡航）。
柴油发动机
XXI型潜艇搭载的两台 MAN M6V 40/46 柴油发动机源自 1926 年荷兰造船工程设计局（Ingenieurskantoor voor Scheepsbouw，简称 IvS）为所谓的“西班牙艇”（Spanienboot E1）提出的 M8V 40/46 八缸发动机设计。
40/46 型六缸发动机此前已安装于 U 27（VIIA 型）潜艇上。1933 年，美国海军潜艇 USS 抹香鲸（SS-170）则装备了经过改进的 40/46 系列九缸发动机。
M6V 是一种单作用、不可逆转的六缸四冲程柴油发动机，气缸缸径为 400 毫米，活塞行程为 460 毫米。其功率质量比为 14.4 千克/马力（kg/PS）。
柴油发动机的减速齿轮将发动机转速按 1.65∶1 的速比降低，并通过液压式 Vulkan（伏尔坎）联轴器与发动机连接。该联轴器的滑差为 2%，在“AK 航行”（AK-Fahrt）状态下，螺旋桨转速为 315 转/分钟。
柴油机工作时，由于设计上认为柴油航行始终会同时进行蓄电池充电，因此电动机（兼作发电机）以及与其相连、带有附属泵的减速齿轮始终处于随动旋转状态，因此，柴油发动机传递到推进轴上的机械效率仅为 88%。
XXI型的涡轮增压器采用曼海姆 BBC 公司生产的 Büchi Vta 450 废气涡轮增压器，在增压器转速 12,240 转/分钟时，通过 40% 的增压，可使发动机在 522 转/分钟时达到最大输出功率 2 × 2,000 马力（2 × 1,471 千瓦）。
在使用增压、柴油机总功率为 2 × 2,000 马力（2 × 1,471 千瓦）的情况下，潜艇水面航速可达 15.4 节，柴油机工作时，由于设计上认为柴油航行始终会同时进行蓄电池充电，因此电动机（兼作发电机）以及与其相连、带有附属泵的减速齿轮始终处于随动旋转状态。
当主电机全功率辅助推进时（电流 2 × 1,347 安培，可持续约 6 小时），U 3507 在总功率 2 × 2,380 马力（2 × 1,750 千瓦）、转速 544 转/分钟时达到了 18.08 节的航速，在不使用增压且无主电机辅助的情况下，仅依靠柴油机 2 × 1,400 马力（2 × 1,030 千瓦）、470 转/分钟时，水面航速为 14.6 节。
较高的增压压力要求采用高达 150° 的大气门重叠角，但这也使发动机对排气背压的变化更加敏感。因此，在使用通气管航行时，增压压力可能下降到相当低的程度，导致发动机功率显著降低；在不利情况下，甚至会造成发动机熄火。
为此，在配气凸轮轴上设置了第二套气门凸轮（即“通气管工况”凸轮），以减小气门重叠角。采用这种配气方式后，柴油发动机的输出功率降至 2 × 1,400 马力（2 × 1,030 千瓦），转速为 470 转/分钟，而涡轮增压器的转速也降至 10,000 转/分钟。
U 3503 号潜艇在通气管航行时，两台柴油发动机以 395 转/分钟运行、增压器转速为 7,500 转/分钟，达到 10.4 节的航速。
柴油发动机在通气管航行时功率下降，是一个相当严重的问题，因为这使得蓄电池从 10% 电量充至 90% 电量需要约 6.2 小时，充电时间相对较长。
战后，美国评估人员认为，为使蓄电池充满电而必须耗费的这种“过长”的充电时间，是 XXI 型潜艇的一项重要缺陷，因为它削弱了该型潜艇高速水下航行能力所带来的优势。由于在通气管航行并同时由两台柴油发动机为蓄电池充电时（推进由静音巡航电动机承担），潜艇的最大航速仅为 6 节，因此一旦蓄电池电量耗尽，它很可能无法再次追上已经驶离的护航运输船队。
根据战后美国对 U 2513 和 U 3008 的试验报告，柴油发动机在通气管航行时还存在排气温度过高的问题。排气温度远远超过了发动机排气门金属材料的安全工作极限，因此不得不将发动机输出功率降低至 2 × 850 马力（2 × 634 千瓦），此时潜艇航速约为 12 节。
实际服役经验表明，即使不安装增压器（Turbolader），潜艇也能够达到此前的通气管（Schnorchel）航行性能。由于水面航行性能的重要性已经降低，因此在后续型号中取消了柴油机增压器的安装。
此后，在使用通气管航行时，柴油机的最大输出功率为2×1200马力（即2×883千瓦），对应最大航速约为10.9节。
然而在实际使用中，由于潜望镜（Sehrohr）和通气管会产生剧烈振动，潜艇的航速几乎无法超过6节。
1944年12月15日，有报告指出，已有三艘XXI型潜艇因操作失误，发生了由气缸进水（水击）造成的严重柴油机损坏。每一次事故的原因都是：当潜艇使用电动机倒车航行时，柴油机被螺旋桨反向带动旋转，海水通过排气系统被吸入发动机，最终进入气缸，引发了水击现象。
蓄电池系统
XXI型的蓄电池组由 2组（每组3排、每排62节）组成，共计 372节 AFA 44 MAL 740W 型铅酸蓄电池。每节电池质量为 620千克，整个蓄电池组的总质量达到 236吨。
在 30°C 条件下，每节电池的容量分别为：在 5530安培放电电流下，连续放电 1小时8分钟时为 6267安时（Ah）；在 4560安培下、连续放电 1.5小时为 6840安时；在 1834安培下、连续放电 5小时时为 9170安时；在 565安培下、连续放电 20小时时为 11300安时；以及在 243安培下、连续放电 50小时时为 12150安时。
放电终止电压（即允许放电到的最低电压）根据放电电流不同而有所变化：在 5530安培放电时，每个单体电池的终止电压为 1.60伏；在 565安培放电时，每个单体电池的终止电压为 1.80伏。
这些蓄电池由 Akkumulatoren-Fabrik A.G.（AFA，蓄电池工厂股份公司）制造。
按每节电池平均放电电压2.0伏计算，整个蓄电池组的理论总储能约为8.4兆瓦时（MWh）。其能量密度为35.6瓦时/千克（Wh/kg），与德国其他潜艇所采用的铅酸蓄电池处于相同的典型水平。真正的区别并不在于单体电池的性能，而在于整套蓄电池系统的总体规模。
全部电池共分为2×3＝6个大小相同的分电池组，分别布置在前后两个电池舱、跨越两层甲板。其中，每舷各设有三个分电池组（左舷三个、右舷三个），这种分组方式使静音航行电动机（Schleichfahrt-E-Motoren）的供电电压能够在360伏与120伏之间切换，而无需通过电阻等方式耗散多余电能，因此不会产生额外的能量损失。
相比之下，主推进电动机的电枢则始终由左舷或右舷全部三个分电池组共同提供360伏电源。其励磁绕组每台电动机耗电最高可达15安培，两台主电动机合计最大为30安培，并通过调节器由中间的分电池组供电，静音航行电动机的励磁绕组同样由这些中间分电池组供电。
艇上的各类电动辅助机械则采用来自不同分电池组的120伏电源进行供电。
在蓄电池与电动机之间的电缆中，存在较大的电压降。在以最高航速航行时，蓄电池需要输出2×5540安培的大电流，其端电压会从设计值的2×360伏（即每节电池1.94伏）下降至2×336～305伏（即每节电池1.81～1.64伏）。
因此，蓄电池组在最高航速下，仅持续航行1小时至1小时20分钟便已放电耗尽，而未能达到设计预期的1小时40分钟续航时间。
然而，在采用中速或低速航行时，由于放电电流较小，蓄电池的放电持续时间则基本符合设计预期。
左舷和右舷各分电池组只能采用串联方式进行充电，无法对单个分电池组进行独立充电。因此，在艇上运行过程中，各种辅助机械的用电负荷必须根据各分电池组的状态进行合理分配，以保持各分电池组的电量均衡。
- 第一充电阶段：以2040安培的恒定电流分别对左右舷电池组充电，直至充电电压达到2×446伏，即每节电池2.40伏。
- 第二充电阶段：保持充电电压不变（仍为2×446伏），充电电流逐渐降低至510安培。
- 第三充电阶段：以510安培的恒定电流继续充电，直至每节电池电压达到2.70伏。
- 第一充电阶段：以2040安培的恒定电流分别对左右舷电池组充电，直至充电电压达到2×446伏，即每节电池2.40伏。
经计算，在5节水下巡航速度下，使用静音航行电动机（Schleichfahrtmotoren）推进时，只需每24小时升起通气管（Schnorchel）充电3小时，即可将蓄电池的荷电状态维持在“60%至90%”之间。
不过，由于潜艇在使用通气管航行并同时为蓄电池充电时，柴油机的输出功率仅为2×1050马力（约2×772千瓦），因此，当蓄电池电量由10%恢复至完成第二充电阶段、达到90%荷电状态时，在潜艇以约6节速度、由静音航行电动机推进的情况下，需要约6.2小时。
相比之下，在码头进行试验时（可直接使用岸电供电），前两个充电阶段仅需2.5小时即可完成。
至于第三充电阶段，即将蓄电池由90%充至100%，这一过程虽无需每次充电都进行，但为了维持蓄电池容量，仍需定期实施，预计还需2.4小时。因此，在使用通气管航行进行充电的情况下，完成一次100%充满所需的总充电时间约为8.6小时。
在充电、强电流放电以及静置状态下（尽管静置时释放量较少），蓄电池都会析出爆鸣气（Knallgas），即由氢气和氧气组成的具有爆炸危险的混合气体。
每当蓄电池发生1安时（Ah）的过充电时，电解作用会将水分解，每节电池可产生约0.42升氢气和0.21升氧气。
因此，对于配备372节蓄电池的XXI型潜艇，在第三充电阶段采用510安培恒流充电时，每小时最多可释放约119立方米的爆鸣气，其中包括约79.3立方米氢气和39.6立方米氧气，其混合比例恰好接近最有利于发生爆炸的化学计量比。
当空气中的“氢气体积分数达到4%”时，便会形成具有爆炸危险的混合气体。
在水面航行和通气管航行期间，为了稀释蓄电池释放的氢气，潜艇配备了一套蓄电池排风机（Batterieablüfter），其排风量达到每小时4200立方米。在使用通气管航行时，排出的气体由柴油机进气系统吸走。
在潜航状态下，则使用一台用于单独抽排各蓄电池单体气体的低噪声蓄电池循环风机（Batterieumwälzlüfter），其风量为每小时200立方米。在空气进入风机之前，氢气会先通过安装于风机前方的氢气过滤器，并在其中通过催化反应被氧化燃烧。
而正因如此，即使蓄电池在停止充电后仍会持续释放少量气体（即后续析气），潜艇仍能够在完成充电后立即转入潜航状态，而无需等待电池完全停止放气。
在水面航行和使用通气管航行时，为稀释蓄电池产生的氢气，潜艇配备了一套蓄电池排风机，其排风量为每小时4200立方米。在通气管航行期间，排风机排出的废气由柴油机吸入并排出。
在潜航状态下，则使用一台用于对各蓄电池单体进行独立抽气的低噪声蓄电池循环风机，其风量为每小时200立方米。空气进入风机前，会先经过安装在风机前端的氢气过滤器，其中的氢气通过催化氧化的方式被转化（燃烧）掉。
因此，即使蓄电池在充电结束后仍可能继续析出少量气体（后续析气现象），潜艇仍能够在完成充电后立即由充电状态转入潜航状态，而无需等待蓄电池停止放气。
尽管如此，截至第二次世界大战结束前，仍有四艘XXI型潜艇发生了蓄电池爆炸事故；战后，在英国海军接管下的U 3017号潜艇也曾发生过一次同类事故。
其中，两起事故的原因是蓄电池单体内的电解液液位加注过高，导致随后电池排气通道被堵塞，致使析出的氢气无法正常排出。
U 2507号潜艇的事故则是由于蓄电池排风机（Batterieablüfter）产生电火花，从而点燃了聚集的氢气。
U 3002号潜艇发生爆炸的原因，则是蓄电池循环风机（Batterieumwälzlüfter）的氢气过滤器在受潮后失效，再加上风机驱动电动机存在密封不良（泄漏）的问题，最终导致氢气积聚并被点燃。
正因为上述事故，这种氢气过滤器在实际使用中很少投入运行，后来更是在后续艇只上被取消安装。
一名经验丰富的德国海军军官在接受英国海军询问时表示，主蓄电池电缆敷设在蓄电池舱下方舱底（Bilge）区域。由于这些电缆的绝缘性能不足，再加上舱底积水的存在，容易产生电弧（Lichtbogen）。
如果此时蓄电池舱的通风不足，而蓄电池在充电过程中又会释放大量氢气，那么发生爆炸的可能性就会相当高。
主电动机
XXI电动机组由SSW（西门子-舒克特公司，Siemens-Schuckertwerke）全新研制的两台电动机，型号为2 GU 365/30 “Hertha”，属于十极他励并励直流电机，配备有换向极、辅助串励绕组以及补偿绕组。
该型电机保留了德国潜艇传统的串列式（Tandemanordnung）结构：即在同一个机壳内，将两个转子安装在同一根轴上。因此，每台双联电机实际上由两个“电动机”共同作用于同一根传动轴，这两个电动机既可以并联运行，也可以串联运行。
这种设计使电动机能够在两种航行功率档位之间进行无损调节，避免了传统电阻调速造成的能量浪费。每台双联电机同时也可以作为发电机使用，单台设备质量为 10,330千克（约10.3吨）。
在试验台测试中，一台 “Hertha”电动机在并联连接状态下，当输入电流达到5500安培、电压为360伏、转速为1675转/分钟（min⁻¹）时，测得最大输出功率为1840千瓦。
在串联连接状态下，该电机在1230转/分钟时输出功率为730千瓦。
在作为发电机运行时，试验台测试数据显示：在并联连接状态下，当转速为1550转/分钟、发电电压为450伏时，输出电流达到4080安培，对应功率为1840千瓦；在串联连接状态下，输出功率为1040千瓦。
艇体外壳上的大量进水孔和排气孔（Flut- und Entlüftungsöffnungen）导致潜艇受到的水阻力比预期增加了约28%。设计时没有采用封闭式进水舱盖（Flutklappen），原因是此前德国潜艇出于安全考虑，在航行时通常始终保持进水舱盖开启。
此外，在进行最高航速航行时，蓄电池需要输出2×5540安培的大电流，其电压从设计值的2×360伏下降至2×336～305伏。因此，主推进电动机的输出功率降低至约2×1650～1550千瓦。
也因为上述原因，XXI型潜艇原计划达到的18节水下最高航速最终未能实现。
在20米潜深的航速测试（测定一海里航程）中，U 3506号潜艇于1944年11月8日达到了15.93节的航速（海军部常数 C=149；其定义为：
C = (v^3 * D^(2/3)) / N
随后，通过将艇体外壳上的进水缝（Flutschlitze）缩小三分之二，并封闭指挥塔顶部和上甲板上的开口，U 3507号潜艇于1944年11月21日在3100千瓦功率下达到了17.2节航速（海军部常数 C=197）。
如果采用最初计划的3500千瓦推进功率，并针对降低后的水阻重新设计螺旋桨形状，那么理论上可以达到预定的18.5节航速。
在最终设计方案中，进水缝被缩小了约三分之一，使其面积占艇体总表面积的比例降低至1.98%。经过这一改进后，U 3507号潜艇于1944年11月30日实现：
- 16.8节航速，持续20分钟
- 16.5节航速，持续50分钟
- 16.8节航速，持续20分钟
对应海军部常数为 C=175。
最终剩余约15%的额外阻力增加，与潜艇能够实现仅需25秒的快速下潜时间相比，被认为是一个可以接受的折中方案。
1946年底在美国对 U 2513 进行监听测试时发现，即使潜艇以 3 节航速、使用主电动机航行，其机械噪声也已经超过了水流噪声，测得约为 72 dB。
但是，美国所采用的 dB 单位显然与德国的 dB 数值并不一致。 当时测得的噪声水平仅略高于所使用监听设备的 70 dB 背景/干扰噪声电平。
当潜艇以 5 节航行时，在潜望镜深度（Sehrohrtiefe）测得 86～87 dB，而在 60～90 米深度测得 73 dB。
从 7 节开始，在潜望镜深度测得的声压曲线趋于平缓；而在更深的水层中，噪声水平则增加得更加明显。
当航速达到 10 节时，分别测得 100 dB 和 86 dB；在 15 节时，无论是在潜望镜深度还是 60 米深度，测得的噪声均达到 104 dB。
根据潜艇相对于监听设备的航向不同，测量值会有轻微变化，幅度约为 2～4 dB。
总体而言，测试发现，这艘潜艇的噪声明显低于美国海军“舰队”级潜艇中最安静的潜艇，在较高航速下，没有发现振动，也没有观察到噪声明显增加的现象，唯一的例外是在加速和减速过程中。
在 15 kn 航速下，U 2513 的噪声水平相当于一艘美国潜艇以 8 kn 航行时的噪声水平；而在 10 kn 航速下，其噪声水平相当于美国潜艇以 6 kn 航行时的噪声水平。
静音电动机
同样由 SSW（西门电气公司，Siemens-Schuckertwerke）研制的两台 GV 323/28 型静音电动机，是八极、他励并励电动机（fremderregte Nebenschlussmotoren），带有辅助串励绕组和换向极。
它们可以在 360 V 电压下运行，此时电流为 140～256 A，输出功率 46～83 kW，电动机转速 285～350 min⁻¹（rpm）；也可以在 120 V 下运行，此时电流为 74～245 A，输出功率 7.6～22 kW，电动机转速 91～190 min⁻¹，由于存在功率上的“空档区”（Leistungslücke），4.3～5 kn 之间的航速很难达到。
静音电动机通过一个摩擦离合器以及 12 条 V 形皮带，以 2.68∶1 的减速比与螺旋桨轴连接，该摩擦离合器与主离合器进行了联锁，使得两个离合器中任何时候只能有一个处于接合状态。
V 形皮带在运行过程中有时会发生打滑。不过，即便如此，潜艇仍然达到了设计规定的最高航速。
在一次里程航行试验中，U 3506 在螺旋桨转速为 123 min⁻¹、两台电动机各约消耗 300 A、工作电压为两组 360 V 时，达到了 6.1 kn 的航速，当螺旋桨转速为 82 min⁻¹ 时，航速仍可达到 4.3 kn；当螺旋桨转速降低至 39 min⁻¹ 时，航速为 2.0 kn。
在被美国接收的 U 2513 和 U 3008 的大量测试中。1946 年底，美国海军发现，在静音航行状态下，使用听音设备，即使距离 U 2513 仅有 220 米，也无法可靠地探测到它；而另一方面，即使距离达到 13 公里，商船的声音仍然能够被听见。
当 U 2513 以 5.5 节航行时，其噪声水平相当于美国海军 Fleet submarines（舰队型潜艇）中噪声最低的潜艇以最低静音航速 2 节航行时的噪声水平。此时 U 2513 的声学信号已经与背景噪声充分混合，以至于无法再对其进行测量。
当潜艇潜深超过 150 米后，即使在最大静音航速下，也无法进行被动探测。
螺旋桨
螺旋桨的效率为 52%。两根主轴向舰艉方向延伸，并分别以 3.12° 的角度向外偏离艇体中线；同时，推进轴在通向填料函（轴封箱）的过程中下降了约 200 mm。这样一来，两具直径 2150 mm 的螺旋桨在具有足够叶尖间隙的情况下，可以以最高 122 min⁻¹ 的转速无噪声地运转。
由于两根推进轴呈向外分开的布置，在低速航行时，或者舵机发生故障时，仅靠改变左、右舷螺旋桨的转速来修正航向几乎是不可能的。为了获得尽可能小的回转圈，内侧螺旋桨必须比外侧螺旋桨转得更快。
在靠泊和离泊过程中，使用拖船辅助是比较合适的，一般也不会动用螺旋桨。
操舵系统
由于采用了一个单独的、位于螺旋桨尾流之外的方向舵，其回转圈达到了 365～480 米，几乎是老式潜艇的两倍（VII C 型为 230～286 米），老式潜艇在两具螺旋桨的后方各设有一个方向舵，因此它们的回转圈甚至比负责追击它们的驱逐舰还要小。
此外，新型潜艇在水面状态下操纵也十分笨重，因此想要在水面状态下突破护航舰队的警戒圈已经不可想象。经验不足的值更官还一次又一次地造成碰撞事故。
美国从 1943 年 2 月开始大量交付的、特别为反潜作战而设计的护航驱逐舰（舰体舷号以 DE 表示，即 Destroyer Escort，护航驱逐舰），其回转圈可以小于 400 码，即 366 米。不过，一般而言，驱逐舰的回转圈要大得多，约为 880 码，即 805 米。
此外，XXI 型潜艇在水下凭借其较高的水下航速以及静音航行时的航速，更容易躲避反潜舰艇的攻击。由于航速较高，它还能够相对迅速地改变潜航深度。
辅助驱动装置
整个液压系统由于当时在潜艇上的应用经验极少，同时又缺乏经过培训、能够制造这类设备的专业人员，结果被证明过于复杂且十分敏感。用于伸出和操纵前部深度舵的部件位于耐压艇体之外，因此会受到海水腐蚀，而且在潜航状态下无法进行维修。
此外，布置在该处的管路和活塞也无法做到完全密封。这导致在试验过程中，海水不断渗入，最终甚至因为泵发生咬死（卡死）而导致整个系统完全失效，同时还会在海面留下明显的、容易暴露潜艇位置的油迹，因此，同样位于耐压艇体外部的高射炮塔在 1944 年底改为配备独立的压力油液压回路。XXI 型潜艇的设计潜深为 220 米，理论计算的破坏潜深（结构破坏潜深）为 337.5 米。艇内五道水密横舱壁按照能够承受 50 米深度水压、并具有 1.5 倍安全系数的要求进行耐压设计。
下潜深度
XXI 型潜艇的设计潜深为 220 米，理论计算的破坏潜深（结构破坏潜深）为 337.5 米。艇内五道水密横舱壁按照能够承受 50 米深度水压、并具有 1.5 倍安全系数的要求进行耐压设计。
外部自由淹灌的外壳钢板厚度为5至8毫米。内部耐压艇体由经过铝脱氧处理的St 52 KM造船钢制成，其锰（Mn）含量为1.06%，碳（C）含量为0.16%。这种在二战结束前德国潜艇建造中广泛使用且具有良好焊接性能的St 52碳钢，其屈服强度为355牛/平方毫米，抗拉强度为520牛/平方毫米。
部分呈“8”字形的耐压艇体，其上部最大直径为5300毫米，下部为3536毫米。在前端底部鱼雷发射管区域，外板厚度增加至50毫米，而在耐压艇体直径较小的区域，厚度则减小至12毫米。在直径最大的区域，上部外板厚度为26毫米，下部外板厚度为18毫米。两层耐压艇体壳体之间的平坦内板厚26毫米，宽2400毫米。下部平坦的底部宽1000毫米，由40毫米厚的板材构成。上半壳体采用外肋骨（外部框架）加强，而下半壳体及其间的板材则采用内肋骨（内部框架）加强。两个耐压艇体壳体后端的平坦端板由20毫米厚的板材制成，上部用内肋骨加强，下部用外肋骨加强。
这种新型双壳体耐压艇体设计的计算基础，与较小的姊妹艇型XXIII型一样，存在不确定性。只有上部可以以足够的精度被视为圆形耐压壳体来进行计算。而下部则并非如此，因为上部的肋骨大幅度延伸（超出了自身的范围），且下部设有底部肋板（Bodenwrangen）。因此，它必须在没有精确计算基础的情况下进行设计，并在事后对其结构强度进行（实物）测试验证。
最初轧制的部分板材质量有些瑕疵（不够平整）。负责在巨大时间压力下预制这些分段的32家制造商中，除了吕贝克的Hannemann & Co.公司外，其他家几乎没有或完全没有潜艇建造经验。耐压艇体直径原本设定的±2毫米公差无法得到遵守，因此在生产开始后不久不得不将其放宽至±2.5毫米。对钢结构公司零部件的视察结果显示，其尺寸与图纸尺寸之间的差异高达35毫米。尽管在钢结构制造中遵守了公差要求，但额外的温差仍导致在总装时出现了更大的偏差。对于无法完美对接的分段，施工人员将耐压艇体的末端在多处切开20至30厘米的切口，并将其弯曲以达到所需的配合尺寸。只有经过这样的修正后，才能进行焊接组装。
1944年4月，为了节省锰，有关部门下令在St 52钢的铁水冶炼过程中提高碳和硅的含量。当这一命令在1944年8月为人所知时，人们预计焊接时会出现裂纹，但有三个月的延迟。因此，该命令立即被废除。由于改回原来的配方还需要三个月的时间，所以最早也要到1945年春季才能生效。后来，焊接这种碳和硅含量过高的新钢材遇到了困难。在这种情况下，有人建议轧制更窄的板材。当时缺乏优质的焊条和有经验的焊工。并非所有的焊接工作都按规定圆满完成。1945年2月中旬，在XXI型潜艇上发现了焊接裂纹。但无法确定这是否与材料变更有关。
直到1945年1月4日至6日以及2月10日至12日，才在日耳曼尼亚船厂的压力舱中用模型进行了压力试验。试验结果表明，“8”字形耐压艇体的下半壳体无法承受计算得出的破坏深度，其强度比上半壳体低约10%。在模拟深度约300米时，下部壳体（“槽形”部分）端部舱壁处开始出现凹陷变形，到315米时发生破裂。据此，XXI型潜艇的实际耐压强度比要求值低约10%。海军舰船局局长、海军中将弗里德里希·鲁格于1945年3月9日在日记中记录了由于设计错误导致板材过薄的问题，并写道：“无论如何，（XXI型的）潜深几乎不会比VII C型更好。”
1945年4月8日，U 2511号潜艇进行了一次深潜试验。当深度超过160米时，从下部蓄电池舱中传出了越来越明显的嘎吱声，试验负责人认为这表明即将发生屈曲变形。后来这些声响被解释为非耐压壳体外部钢结构部件发生的无害塑性变形。此外，电机舱的一条焊缝开裂导致海水涌入，但在短时间内即被堵住。因此，在进行了三次175米深度的试验后，深潜试验被中止。无支撑结构的鱼雷装载口所承受的应力达到了4000 kg/cm² = 395 N/mm²，远远超出了计算值，几乎达到了屈服极限。随后，所有该型潜艇都被下令进行加固，这又导致了进一步的延误。
1945年4月20日，U 2506号潜艇随后进行了一次深潜试验，艇上搭载了精密测量仪器和技术人员。随着深度增加，耐压艇体发出了越来越令人担忧的声响，但最终达到了230米深度。测量仪器显示，当时尚未超过临界弹性极限。在1945年4月26日对U 2506号和1945年5月8日对U 2529号进行的后续深潜试验中，均达到了要求的220米深度。U 2529号此前在140米深度时，曾发现指挥塔下方一根内肋骨出现了轻微的变形。两艘潜艇上甲板上的耐压橡皮艇容器均在190至230米的深度之间发生了剧烈的压溃内爆。
战后，美国人对U 3008号进行了一次深潜试验，达到了727英尺 = 221.6米的深度。试验中，由于没有设置海水截止阀，容克斯压缩机的排气管发生了断裂。该潜艇以20°的纵倾角和21节的航速上浮，耗时30分钟才重新浮出水面。
根据1946年7月的一份美国报告，该耐压艇体无法承受大深度水压和近距离深水炸弹爆炸的冲击。战后，德国人向美国评估人员报告称，在使用大型模型模拟270米深度时，耐压艇体发生了破坏。英国人报告的耐压艇体破坏深度为240米，低于德国传统VII C型潜艇的破坏深度。 而VII C型潜艇的设计计算破坏深度为250米，按照今天的认识和计算方法，其实际破坏深度超过280米。
二战时期
由于艇员训练延误、波罗的海训练水域被布设水雷、燃料短缺以及大量技术问题，首批潜艇直到战争最后几天才得以投入前线作战。U 3509号和U 2510号附近，分别在约50米和30米距离处发生了水底水雷爆炸。在两次事件中，耐压艇体均保持完好，但上层建筑和非减震安装辅助设备与装置则部分遭受了严重损坏。两艘潜艇仍保持机动能力，但不得不返回船厂进行较长时间的维修。许多其他潜艇则在港口遭到空袭时被摧毁，或者在波罗的海浅水区——那里有时根本无法下潜——被击毁或击沉。
1945年1月30日，U 2510号和U 2518号在波罗的海据称发现了苏联潜艇S-13号（该艇在几小时后击沉了“威廉·古斯特洛夫”号），但由于能见度不佳并未发动攻击。后来，U 2506、U 2511、U 2519、U 3007和U 3008号位于正在沉没的船只附近，但出于保密原因及其任务优先级的考虑，它们被命令继续向西航行，不得提供援助。
与“汉尼拔行动”（Operation Hannibal）同时进行，多艘XXI型潜艇在向西转移的途中，被违规（违抗命令）用于在波罗的海运送难民。1945年4月14日，这些潜艇的战斗训练被彻底终止；根据4月26日的命令，开始准备将不具备作战能力的潜艇退役并自沉。相比之下，那些已具备前线作战能力或具备有限作战能力的潜艇，则被要求驶往挪威作为谈判筹码（人质/底牌），或者作为后备部队使用。
U2511、U3008
1945年3月16日或18日，U 2511号作为第一艘XXI型潜艇从基尔启航，前往位于霍滕（挪威）的潜艇验收司令部（UAK）外站，于3月23日抵达。其艇长阿达尔贝特·施内（Adalbert Schnee）要求对潜望镜进行检修，因为即使在最低航速下潜望镜也会产生强烈振动。此外，在计划进行的深潜试验之前，还必须对两根强度不足的内肋骨腹板进行加固。4月8日，该艇在克里斯蒂安桑附近进行了深潜试验（参见“下潜深度”章节），但在远低于最大安全潜深的深度上，由于电机舱一条焊缝开裂导致海水迅速涌入（虽被及时堵住），潜艇仍遭到了损坏。
关于后续经过，各文献资料的记载和观点存在分歧。需要注意的是，出航和返航以及无线电接收往往在午夜前后进行，因此略有差异的日期记载也可能是相互兼容的。U 2511号的战争日志目前已无法找到
4月17日或18日，U 2511号离开克里斯蒂安桑，以水下航行的方式转移至卑尔根（挪威）。在抵达卑尔根前的那个夜晚，艇上在克罗斯峡湾（Krossfjord）前方探测到了另一艘潜艇的声响。该目标被整夜跟踪。尽管根据“尼伯龙根”（Nibelung）声呐系统的数据显示有极好的射击机会，但由于存在误伤其他德国潜艇的风险，最终没有发动攻击。那艘潜艇是英国的“塔皮尔”号（Tapir）。它曾于4月12日在卑尔根附近（北纬61°，东经5°） 用鱼雷击沉了德国的VII C型潜艇U 486号，当时正埋伏在那里等待其他进出港的德国潜艇。4月20日或21日，U 2511号驶入卑尔根。
在经过马斯泰因（Marstein）灯塔后，U 2511号保持持续潜航状态，期间断续使用通气管。1945年5月2日或5日，它与一支英国反潜编队发生了接触，但通过改变航向30度并高速航行成功摆脱了对方。1945年5月4日或5日，该艇据称位于法罗群岛-冰岛通道以西，并在凌晨3点收到了关于禁止潜艇发动攻击的命令。随后，它开始返航驶向卑尔根。据艇长阿达尔贝特·施内（Adalbert Schnee）及其他艇员称，几小时后，他们又与一支包含重巡洋舰“诺福克”号（Norfolk）的编队发生了接触。
1945年5月1日，“诺福克”号（Norfolk）作为“审判行动”（Operation Judgement）的一部分，从斯卡帕湾（Scapa Flow）启航，前往纳尔维克（Narvik）以西的海域。该行动的目标是摧毁停泊在基尔博滕（Kilbotn）的德国潜艇补给舰以及停泊在桑内瑟于恩（Sandnessjøen）的船只。为此，除了“诺福克”号外，盟军还投入了“搜索者”号（Searcher）、“号手”号（Trumpeter）、“女王”号（Queen）护航航空母舰，“戴亚德姆”号（Diadem）轻型巡洋舰，“机会”号（Opportune）、“灾祸”号（Scourge）、“赞比西”号（Zambesi）、“野人”号（Savage）、“卡里斯福特”号（Carysfort）、“服从”号（Obedient）、“奥威尔”号（Orwell）驱逐舰以及“蓝游骑兵”号（Blue Ranger）海军油轮。1945年5月5日英国时间16:00，航母在罗弗敦群岛（Lofoten）以西100至150英里处起飞了舰载机。这些飞机于约16:30在基尔博滕袭击了目标，在北纬69°、东经17°的基尔博滕湾内击沉了德国潜艇补给舰“黑守望”号（Black Watch）、补给船“塞尼亚”号（Senja）以及VII-C型潜艇U 711号。
1945年5月5日8:00（德国夏令时，即GMT+2小时），“诺福克”号位于韦斯特峡湾（Vestfjord）入口以西约175海里的北纬67°、东经5°处。它以最初25节、随后26节的平均航速，保持着205°的航向，径直向设得兰群岛（Shetlandinseln）驶去。这使得它逐渐逼近U 2511号返航时若利用法罗群岛-冰岛通道就必须穿越的海域。到了20:00（德国夏令时），该巡洋舰抵达了北纬63°、东经1°的位置，并略微向右舷（东）调整了航向，以便从西侧绕过设得兰群岛。
据相关报告记载，U 2511号当时潜航在80米深度，其水听员于1945年5月6日清晨在左舷前方探测到来自北方方向的强烈螺旋桨噪音，距离较远。随后，潜艇上升至潜望镜深度，观察到一艘”萨福克”级巡洋舰及三艘护航驱逐舰。U 2511号先以高速航行，随后切换为低速潜航。该艇从驱逐舰警戒线下方穿过，之后再次上浮至潜望镜深度。艇长在已获得可靠目标数据的情况下，于距该舰600米的侧方位置准备发射鱼雷，但在即将开火的最后一刻放弃了攻击——那艘巡洋舰长达190米。随后，该艇从巡洋舰下方穿过，重新下潜至深处，全程未被发现。U 2511号于1945年5月6日或7日在卑尔根附近的马斯泰因灯塔处首次重新浮出水面。
“诺福克”号于1945年5月6日返回斯卡帕湾。5月7日，它再次离开斯卡帕湾，与第6特遣舰队（Force 6）一同执行”克利弗行动”（Operation CLEAVER），其目标是与第5特遣舰队（Force 5）协同阻止敌方水面舰艇突入斯卡格拉克海峡（Skagerrak）和卡特加特海峡（Kattegat）。5月10日，它返回斯卡帕湾。5月14日，它驶往卑尔根，于5月15日抵达。
5月8日投降之后，在卑尔根发生了一次会面——施内就其作战巡逻行动接受了英国委员会的审讯。该委员会此前曾登上”诺福克”号巡洋舰，目的是在挪威探寻”德国潜艇的秘密”。直到施内出示了他的战争日志，其中记录了当时的位置和航速数据，才使那些持怀疑态度的英国人相信，他确实曾在未被察觉的情况下逼近该编队并进入了射击阵位。他的叙述的可信度受到一些较新文献资料的质疑，但也有其他文献和艇员对此予以证实。
U 3008号（“U-曼塞克”）在收到投降消息仅两小时后，便遭遇了一支英国舰队编队，其中有轻巡洋舰”伯明翰”号（Birmingham）和”黛朵”号（Dido）
黛朵。第5特遣舰队（Force 5）由”伯明翰”号、“狄多”号以及驱逐舰”泽菲尔”号（Zephir）、“热情”号（Zealous）、“黄道”号（Zodiac）和”和风”号（Zest）组成，于1945年5月6日从斯卡帕湾出发，并于1945年5月9日抵达哥本哈根。此外，还有通过潜望镜在较远距离观察到一艘航空母舰及若干运输船的记载。
两艘潜艇均按照命令中止了作战巡逻，且全程未被敌方发现。此外，第三艘潜艇U 2506号也曾执行过作战巡逻，但因技术故障两次被迫中断。
U3503、U3523
U 3503号于1945年5月6日3:39在使用通气管航行时，于北纬57°、东经12°莱瑟岛（Læsø）附近遭到一架”解放者”式轰炸机的攻击，随即在柴油机仍在运转的状态下紧急下潜。由于操作失误，艇内出现剧烈气压下降和浓烟弥漫，部分艇员因氮氧化物中毒而丧失行动能力。该艇在水下以高速驶向哥德堡（Göteborg）方向，并于5:00在那里浮出水面。检查发现，潜水舱和燃油舱的焊缝出现轻微开裂，有少量燃油泄漏形成轻微油迹，并观察到”外面”有英国轰炸机在进行封锁飞行。次日，该艇在瑞典被扣押。其艇员于1945年5月8日将其自行凿沉。1946年，瑞典海军将其打捞出水、进行了检查，随后予以拆解报废。
U 3523号于1945年5月5日13:35在卡特加特海峡安霍尔特岛（Anholt）以东海域，与U 534号、U 3017号和U 3505号编队航行时，因提前下潜而躲避了一架"解放者"式轰炸机的攻击。1945年5月6日，该艇在卡特加特海峡被英国皇家空军第86中队的"解放者G"型飞机在约12英里（约19公里）距离上用雷达探测到并接近。18:39，"解放者"号机组人员发现了该艇的通气管和潜望镜，随后在北纬56°、东经11°的位置用六枚深水炸弹将其击沉。U 3523号于2018年4月被日德兰海战博物馆（Sea War Museum Jutland）的研究人员在蒂伯伦（Thyborøn）以北约十海里处、丹麦北部斯卡根（Skagen）角附近海域发现。
U 3503号和U 3523号均被用作训练艇。目前没有任何资料表明，它们的通气管是否配备了为前线作战潜艇设计的那种反雷达探测隐身措施，也没有资料说明当时的水深条件是否允许正常的通气管作业。
战后
战后，一些潜艇被编入苏联（U 3529、U 3035、U 3041、U 3515 以及在但泽的两艘接近完工的潜艇）和法国（U 2518，后更名为罗兰·莫里洛号）的海军服役。U 2513 和 U 3008 被移交给了美国海军，而英国最终仅保留了 U 3017。大多数潜艇由英国在“归寂行动”（Operation Deadlight）中于爱尔兰北部海域击沉。显然，英国人在操作XXI型潜艇时遇到了相当大的问题（训练不足的船员、电池爆炸等），因此，但也可能是出于政治动机，他们非常迅速地几乎将所有剩余的潜艇全部沉海。
美国人将 U 2513 和 U 3008 用于了几年的测试目的，后来 U 3008 在耐压壳体下部出现裂缝后，便作为 U 2513 的备件储备。拆除高射炮塔（Flaktürme）并改变指挥塔形状，极大地降低了水下的流体阻力。得益于为 XVIII 型快速“瓦尔特”潜艇设计的外壳，以及电池单体的特殊连接方式，U 2513 得以在短时间内将水下航速提高到 24 节。借此，可以对未来核动力潜艇的控制系统进行测试。
1954年，随着第一艘核潜艇“鹦鹉螺”号（Nautilus）的问世，23节的水下航速即使在较长时间内也得以实现。将流体动力学极佳的“瓦尔特艇外壳”与核动力推进系统相结合的提议，来自于也曾参与曼哈顿计划的物理学家菲利普·阿贝尔森（Philip Abelson）。[67] 1946年11月21日和1947年12月5日，美国总统哈里·S·杜鲁门（Harry S. Truman）曾登临U 2513号潜艇。美军从XXI型潜艇获得的经验对“ Greater Underwater Propulsive Power (GUPPY)”计划产生了深远影响，在该计划中，美国人在二战后对其潜艇舰队进行了现代化改造。U 2513号于1951年、U 3008号于1954年在武器测试中被击沉。U 2513号至今仍躺在基韦斯特（Key West）岛链以西的海底，不过那里也沉睡着在击沉行动中未 爆炸的带有触发引信的“刺猬弹”（Hedgehog-Bomben）
刺猬弹T0。U 3008号后来被打捞出水并拆解报废。
最后一艘退役的潜艇，也是唯一一艘被用作博物馆潜艇的。U 2540（1945年5月4日自沉，1957年6月打捞出水）于1960年被联邦德国海军接收并命名为“威廉·鲍尔”（Wilhelm Bauer）号，起初服役至1968年，随后在1970年至1982年间再次被用作测试潜艇。1983年12月14日，新成立的“威廉·鲍尔潜艇技术博物馆工作组协会”（Arbeitsgemeinschaft „Technikmuseum U-Boot Wilhelm Bauer e. V.“）接管了这艘潜艇。自1984年以来，该潜艇一直停泊在德国航运博物馆（Deutschen Schifffahrtsmuseum），并由该协会继续负责维护和运营。
战争结束时，U 2505、U 3004 和 U 3506 号潜艇停泊在汉堡霍瓦兹船厂（Howaldtswerke Hamburg）部分被毁的“易北河II号”（Elbe II）潜艇掩体中。1949年，这些潜艇的部分部件被拆除以供英国皇家海军使用，但艇体随后仍留在了原地。从1995年开始，随着汉堡港的扩建，该区域被填满了沙子，并在2004年之前改建成了一个停车场。这些潜艇至今仍埋在下面的沙子里。
1946年，三个原本为XXI型潜艇准备的耐压壳体落入了法兰克福人沃尔克·波斯曼（Volker Possmann）的手中。这些曾经的耐压舱室，如今在波斯曼酿酒厂（Kelterei Possmann）被作为苹果酒（Apfelwein）的储存罐使用。
- （资料来自德文维基百科“U-Boot-Klasse XXI”）[2]
原型舰简介
U-2501，是由德国纳粹海军(KMS,第三帝国战争海军，Kriegs Marine schiffe）建造的第一艘 XXI 型潜艇，其是1943年11月6日XXI型潜艇第一批订单之一，并于1944年5月12日下水，1944年6月27日服役。指挥官是奥托·胡布申（Otto Hübschen）中尉，但是在她服役后的近一年时间里未参加任何出战任务。1945年5月3日在汉堡自沉。
- 性能数据
- 排水量（水上）：1621 吨
- 排水量（水中）：2100 吨
- 长：76.7 米
- 宽：8 米
- 吃水：6.32 米
- 水上动力：4,000 匹 （柴油）
- 水中动力：5,000 匹 （电动）
- 装置：2 × 推进器；2 × 柴油机；2 × 双作用电动机；2 × 静音运行电动机
- 水上航速：17.9 节
- 水上航程：15500 海里/10 节
- 水中航速：17.2 节
- 水中航程：340 海里/5 节
- 安全潜航深度：240 米
- 编制：5名军官 + 52名水手
- 武器：6 × 533mm鱼雷发射管；23 × 鱼雷；4 × 20mm C/30高射炮
建造和服役历程
在德国纳粹海军部将300艘XXI型潜艇的建造合同授予了布洛姆-福斯、德希马格和希肖船厂后。在汉堡的布洛姆-福斯船厂，U 2501的龙骨于1944年4月3日铺设。由于该船厂开发的新型高效分段建造方法，该艇已于1944年5月12日下水。通过这种方法——其引入归功于奥托·默克尔的建议——以及通过增加多班次劳动力投入，制造时间从预期的18个月缩短至几周。在剩余工作完成后，该艇于6月17日交付给海军。海军上尉奥托·胡布申于1944年6月27日或28日将U 2501投入服役。此时，根据海军的计划，本应有23艘XXI型潜艇已经服役。U 2501是该级别第一艘适航的潜艇。该艇投入使用后，海水渗入了齿轮箱和电动机的润滑油循环系统。因此，7月初需要再次进坞维修十天。
短暂的训练艇时光
U 2501被分配给第31潜艇支队——一支驻扎在汉堡的训练支队，并进行了训练航行，以磨合该艇和训练艇员。7月27日，U 2501抵达基尔海军基地，停靠在维克的阿尔巴特罗斯桥，艇员在那里接受了卡尔·邓尼茨的检阅。海军总司令部决定将来自汉堡、不来梅和但泽的前三艘XXI型潜艇——U 2501、U 3001和U 3501——作为试验艇使用，因为在计划完成后，为了节省时间，没有建造原型艇。第四艘艇U 3502在完工后也被用作试验艇。当U 2501在但泽时，出现了大量严重缺陷。该艇于1944年11月20日除役。奥托·胡布申带着他的大部分艇员换到了一艘新艇上，而U 2501与U 2339和U 2504一起，在汉堡被分配给第8军舰建造教学部作为训练和教学艇。
奥托·胡布申在1944年6月27日的建造指导结束后接管了U 2501的指挥权。当他在1944年底离开该艇，成为U 2542的艇长时，主管工程师（LI）海军少尉（工程）汉斯·诺阿赫接管了纪律和实际的指挥权。U 2501被除役并部分拆卸。该艇此后作为训练和教学艇，用于其他艇艇员的岸上训练。
最终下落
最初，U 2501计划与U 2505、U 3004、U 3506以及VII-C型艇U 684和U 685一起在汉堡的易北河二号掩体中被炸毁，但U 2501只能塞进去一半。该艇于1945年5月3日早上7时，在潜艇掩体西侧箱体入口前，根据长期存在但已于1945年5月4日晚被海军元帅邓尼茨撤销的“彩虹行动”其目的是为了防止盟军获取关于U艇的关键信息，但是实际情况却是和此大相径庭，盟军获得了许多关于U艇，尤其是XXI型潜艇的船体和数据，由艇员自沉。为此，诺阿赫少尉引爆了四个爆炸装置，炸毁了该艇，使其下沉至甲板高度。U 2501以及U 3004和U 2505的艇尾部分后来被汉堡的打捞公司打捞并拆解。其余艇的残骸，连同爆破时坍塌的掩体混凝土顶板碎块，自1995年汉堡火山区港被填埋后，一直埋在沙下。
- （资料来自德文维基百科“U2501”）[3]
更新日志
角色设定
鉄血所属のXXI型潜水艦で、内気で人見知り。
メモ帳や便箋、スマホの画面などを使って意思疎通しようとする。
色んな声を集めるのが大好き…というか音フェチなところがあり、レコーダーをいつも持ち歩いている。
翻译：落叶重生之时
铁血所属的XXI型潜艇，性格内向又怕生。
她使用记事本、便笺或手机屏幕等方式传达自己的意思。
非常喜欢收集各种声音……也可以说是有声音癖，她总是随身带着录音器。
角色剧情卡（补充）
相关解释
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