A-19哥特蘭級傳統動力攻擊潛艦

 

瑞典A-19哥特蘭級柴電攻擊潛艦 首艦哥特蘭號(Gotland)。本級艦是全球首級進入服役、擁有AIP的傳統動力潛艦。

從後方看哥特蘭級。

(上與下)浮航中的哥特蘭級。

兩艘浮航中的哥特蘭級

裝在浮動船塢運至美國的哥特蘭號,該艦從2005年5月起被美國海軍租借為艦隊作戰訓練的假想敵,直到2007年5月。

在SAAB船廠中整修的哥特蘭級潛艦

──by captain Picard

艦名/使用國 哥特蘭級傳統動力攻擊潛艦/瑞典

(A-19 Gotland class)

承造國/承造廠 瑞典/Kockums Malmo
尺寸(公尺) 長60 寬6.1 浮航吃水5.6
排水量(ton) 浮航1240

潛航1490

動力系統/軸馬力

MTU柴油機*2/2100

Kockums V4-275R Stirling MK.2(首艦哥特蘭號)/MK.3(後續兩艦)封閉循環發動機*2/175

推進電動機*1/4500

單軸五葉片螺旋槳

航速(節) 水面11

水下20

續航力(海浬)

最大潛深 300
水面偵測/反制系統 Terma Scanter平面搜索雷達*1

Thales Defence Ltd. Manta電子支援系統

水下偵測/反制系統 STN Atlas Elektronik CSU-90-2整合式聲納系統(包含艦首球型陣列聲納、攔截聲納、側面被動陣列聲納)

Kollmorgen搜索/攻擊潛望鏡組

作戰系統 CelsiusTech 9SCS Mk-3戰鬥管理系統
乘員 25
艦載武裝

533mm魚雷發射器*4

400mm魚雷發射器*2

(使用Type-613、TP-62 533mm重型魚雷、Type-43 400mm輕型魚雷或Mine 42水雷,能額外加裝容量為50枚的外掛水雷箱)

數量 共三艘
艦名 開工時間 下水時間 服役時間
Gotland 1992/10/10 1995/2/2 1996
Uppland 1995/1/14 1996/2/8 1997
Halland 1994/10/21 1996/9/27 1997

 


 

起源

在1990年代,瑞典皇家海軍成為發展潛艦用絕氣推進系統(Air Independent Propulsion,AIP)的先驅者之一。而1990年代進入瑞典皇家海軍服役的A-19哥特蘭級(Gotland class),是全世界第一種在原始設計中就擁有AIP系統的攻擊潛艦。三艘哥特蘭級都由數十年來為瑞典海軍承造潛艦的Kockums廠(1999年被德國HDW購併)建造,合約於1990年4月簽署,三艦於1996至1997年服役。Kockums造船廠在設計哥特蘭級時便打算外銷此型潛艦,其在國際市場上的外銷型號為TP-96,並能依照客戶需求進行修改。

基本設計

哥特蘭號下水時的畫面。注意其X型尾舵以及艦體兩側的陣列聲納。

哥特蘭級滿載排水量約1500ton,雖然比瑞典以往的A-12、14、17傳統動力攻擊潛艦大,但在柴電潛艦中只能算是中型噸位。噸位較小而靈活好操控的潛艦比較能適應窄、淺、海象惡劣的波羅底海環境,這是數十年來瑞典海軍偏好中小型潛艦的原因。哥特蘭級採用單殼艦體設計,沿用A-12以來瑞典潛艦慣用的X型尾翼(長度不超過艦體中段輪廓,坐底或靠泊時較不易把尾翼撞壞,適合淺海環境操作),前方水平翼位於帆罩上。本級艦的艦體表面力求光滑簡潔,減少不必要的突出物,以降低航行時產生的阻力與噪音;而本級艦的帆罩也採用向內傾斜的造型以降低航行阻力, 並能一定程度地減少浮航時的雷達截面積。哥特蘭級的艦體 採用複合式構造,以單殼為主體,並沿著壓力殼上部設置一層非水密上部構造;艦體以HY-80與HY-100高張力鋼材製造,最大潛航深度約300m。哥特蘭級的艦體由雙層耐壓艙壁分隔成前後兩個水密艙區,每個艙區都採用上下兩層甲板的設置,而分隔的雙層耐壓艙壁中間則設有加壓逃生艙,萬一潛艦遇難,艦內人員能迅速疏散至隔艙壁處利用逃生艙離開潛艦。本級艦自動化程度相當高,僅編制25人。本級艦的設計與建造也採用最新的模組化技術,不僅大幅縮短建造期程,也使壽命週期中的翻修以及升級更為便利。

哥特蘭級的帆罩特寫。

哥特蘭級最引人矚目的就是動力系統,包括兩具 功率各800KW級(約1073馬力)德國MTU的柴油機、兩組重量160噸的蓄電池(由德國塔瓦公司製造)、一部潛航用的單電樞水冷直流推進電動機,以及兩具Kockums的V4-275R 史特靈式(Stirling)封閉循環發動機(見下文),帶動一具七葉片螺旋槳,最大潛航航速為20節(使用鉛酸蓄電池帶動推進電動機),最大水面航速為11節。哥特蘭級擁有完善的降噪減震措施,所有重要機械裝備都備有減振裝置,所有艙室均透過橡膠制振器與艦殼連接,不僅能減少艙內的噪音振動向艦體外部輻射,在面臨外來衝擊波時又能吸收能量,降低對艦內結構與裝備造成的損壞。哥特蘭級的大曲度低轉速七葉片螺旋槳能有效減少紊流與空蝕空泡,對於降噪頗有助益。此外,艦上還擁有3維自動控制消磁系統,能將艦體磁信號降至最低程度。

哥特蘭級的作戰控制室,此為地面訓練設施。

哥特蘭級的作戰中樞為CelsiusTech(目前的Saabtech Vectronics)的9SCS Mk-3戰鬥管理系統,瑞典海軍賦予其SESUB 940A的編號。9SCS MK-3的部分軟體乃Saabtech Vectronics的9LV Mk-3的改良型,由美軍軍規ADA語言撰寫,擁有三具Type-2D多功能操控台,各台之間以雙重銅線Ethernet區域網路(LAN)連結。9SCS MK-3整合了艦上所有感測裝備以及武器,負責指揮、管制、通訊以及武器控制,能透過艦上的被動陣列聲納同時監控數十個不同方位的目標,並顯示各目標的運動資料,並同時控制數枚魚雷接戰。聲納方面,哥特蘭級擁有STN Atlas Elektronik CSU-90-2整合式聲納系統,包含艦首球型陣列聲納、攔截聲納以及外觀顯著的兩側被動陣列聲納,都使用了目前最先進的聲納技術,其軟體同樣由ADA語言撰寫;不過哥特蘭級缺乏拖曳陣列聲納,形成偵測能力上的缺憾。哥特蘭級其他的電子裝備包括Terma的Scanter平面搜索雷達、Thales Defence Ltd.的Manta電子支援系統(工作範圍包括D頻與J頻,具有監視、分析、偵測、分類、識別等功能),潛望鏡組則由Kollmorgen公司提供。

武器系統

延續瑞典潛艦的傳統,哥特蘭級的艦首配備兩種不同口徑的魚雷管,其中四管為533mm,另兩管為400mm,這是因為以往瑞典潛艦分別使用兩種口徑與性質不同的魚雷──533mm的TP-613反艦魚雷,以及400mm的TP-43-1/TP-43-2/TP-54-1反潛魚雷。TP-613為Torpedo 613的簡稱,由FFV(現為Saab Bofors Underwater Systems)生產,全長7.025m,全重1765kg,採用線導以及終端被動 聽音歸向(另有尾流追蹤模式作為輔助),以過氧化氫為燃料的熱力發動機推進,最大速度45節以上(另一說是接近60節),航速40節時射程為20km,航速25節時射程30km,配備一個250kg的戰雷頭 ,引信可選擇接觸或近發模式(在目標下方引爆造成真空,使目標的龍骨被本身重量壓斷)。TP-43-1同為FFV的產品 ,全重350kg,戰雷頭重45kg,航速有15、25、35節三個檔,航速25節時射程20km,導引方式為線導加終端主/被動歸向,其改良型TP-43-2已經出現,不僅提升了尋標器,而且兼具反潛與反水面能力。

A-19最主要的魚雷是FFV(日後成為Saab Bofors Underwater Systems)發展 的TP-62重型魚雷,是瑞典海軍第一種兼具反艦與反潛功能的魚雷,可由潛艦、水面艦艇以及岸防設施發射。TP-62的直徑為533mm,全長5.99m,全重1400kg, 外銷型號Torped 2000。TP-62的發展始於1980年代末,以TP-613的結構為基礎發展而來 ;在1991年,瑞典國防物資署(Swedish Defence Material Administration,FMV)與FFV簽署價值2億瑞典克朗的合約,完成TP-62的開發計畫。最初TP-62預定在1990年代中期進入服役,但由於研發期間遇到技術瓶頸,交付時程因而大幅延後;在2001年,第一枚TP-62交付瑞典國防物資署進行驗收測試,不過第一批量產型TP-62直到2010年才正式交付瑞典海軍。相較於TP-613。TP-62使用新的結構以及更先進的技術, 使其總長度比TP-617縮減1.28m,重量減輕611kg,而最大航速提高到50節,最大射程也增加15km,攻擊深度約2000英尺(609.6m)。TP-62採用中途線導、終端主/被動歸向或目標航跡尾追 ,可選擇25節或50節的航速,對應的射程分別為45與25km,最大攻擊深度高達600m。TP-62首創以光纖作為尾部導線,不僅體積、重量較傳統金屬導線減少甚多,而且通訊資料量、可靠性都大幅增加,更不會受到電磁干擾,提高了魚雷的命中率與抗干擾能力。TP-62擁有先進的訊號處理技術與慣性導航系統,其電腦資料處理系統能控制TP-62跟蹤多個目標、臨時改變目標,並分辨目標真偽以及背景環境雜訊,還可依照周遭環境選擇最適合的搜索模式,包括失去目標後的再搜索。TP-62採用 一具七汽缸半封閉式活塞發動機,驅動雷身尾段的先進噴射幫浦推進器(原TP-613為螺旋槳)。TP-62的燃料由85%的高精鍊過氧化氫 (high-test peroxide HTP)與15%煤油混合而成,其能量密度高達6.9MJ/kg,而一般魚雷使用的OTTO二號燃料僅3.1MJ/kg,在發動機汽缸燃燒反應後產生水蒸氣與二氧化碳,水蒸氣通過冷凝器後變回液態水循環使用,而二氧化碳則經由二級壓縮器加壓後排入海水;由於二氧化碳溶於還水,因此TP-62魚雷航行時廢氣產生的航跡較小(使用OTTO II燃料的熱力魚雷如美國MK-46與MK-48,OTTO II燃燒後的廢氣絕大部分不溶於水,因此排氣入水之後的航跡明顯得多)。相較於傳統的螺旋槳推進器,TP-62的噴射幫浦推進器的噪音與航跡都大幅降低,使航行途中被發現的機率降低不少。相較於前一代的TP-613魚雷,TP-62把原本用來儲存煤油的艙間用來容納過氧化氫,導線施放器由過氧化氫容艙之後移到前方,後方騰出的空間用來裝填煤油在2012年12月底,瑞典國防物資管理局與SAAB防衛公司簽署兩份合約,為正式戰備未久的TP-62魚雷與射控武器系統進行升級,總值194億瑞典克朗,內容包括改良引信與通信傳輸系統等,升級後的魚雷在2013至2016年交付。 除了TP-62之外,本級艦還能使用衍生自Type-27魚雷的Type-42水雷,這些水雷具備自我部署能力,能事先佈放於特定水域並潛伏於水底,目標經過時便發動攻擊。哥特蘭級能額外加裝外掛水雷箱,在不佔用艦內魚雷艙空間的情況下可攜帶50枚Bonny水雷。

此外,瑞典SAAB-Bofors在2000年首度推出了62F水下無人自航載具(UUV),能配合533mm魚雷管進行施放,其內部程式具有航行控制、懸停、上浮並啟動通信天線將偵測資訊傳輸給友軍單位等能力,並於哥特蘭級上進行測試。以62F為基礎,瑞典海軍進一步規劃UUV的發展,在2005年發展出新型推進器與控制翼面,改善低速航行的機動性,並以適形方式安置於潛艦外殼;在2007年之前開發出多波束前視聲納、合成孔徑聲納等先進裝備,並可選擇配備拖曳式被動陣列聲納,並具備在獨立或與母艦接合時與母艦進行高速資料傳輸的能力;在2010年之前,發展出平板型的UUV,以燃料電池為動力系統,並具備發射魚雷、水雷、遙控式靜置傳感器等,能持續在水下作業航行一週。在2018年1月9日,SAAB宣布,將在2018年夏季向美國海軍展示以TP-62魚雷衍生而來的AUV62-AT水下無人自航載具,這美國的海外合作測試計畫(Foreign Comparative Testing program)的一部份。

 

史特靈絕氣推進系統

史特靈發動機、蒸汽封閉循環發動機、燃料電池以及封閉循環柴油機是AIP研發的四大方向,瑞典走史特靈路線 (又稱史特靈絕氣推進系統,SEAIP),法國的MESMA是蒸汽封閉循環發動機(CCSTAIP),荷蘭、德國、義大利發展了封閉循環柴油機(CCDAIP),而燃料電池則有俄羅斯、德國HDW與加拿大進行研發 。

史特靈發動機有很長的歷史,最早由蘇格蘭牧師羅伯特.史特靈(Robert Stirling)所設計。 瑞典國防物資署與Kockums廠從1960年代便開始研發潛艦用的史特靈發動機(德國MAN柴油機廠也參與合作),1985年首度於潛艦試驗台上進行初步測試 ,包括一具史特靈主機、控制系統以及艇外氧氣儲存槽,測試作業持續到1988年。由於初步測試結果十分成功,瑞典海軍與Kockums遂在1988年利用A-14海妖級(Nacken class)潛艦的首艦海妖號(Nacken)進行 史特靈AIP的實際裝艦測試,在艦舯部位增加一段長8.5m的艦身,內有兩具第一代的史特靈V4 275R SUB MK.1主機(每具最大輸出功率為75kW,效率33%)、兩個液態氧儲存槽 、補償平衡水櫃以及相關的控制、輔助裝備,改裝工作於1988年9月完成,隨即展開測試,並於1990年2月回到瑞典海軍服役,成為瑞典海軍第一艘AIP潛艦。改裝後的海妖號能持續潛航約二至三週,是原先的五到七倍 。

整套SEAIP系統由一套採用史特靈循環的熱氣機和搭配的發電機、氧氣供應系統(含低溫液態氧儲存槽)、燃油艙、強制冷卻系統 、熱交換系統、支援裝置以及監控系統組成。史特靈發動機是其中的核心,是一種閉式循環的往復式外燃機,主要結構包括加熱器、加壓燃燒室、 熱交換器、氣缸等。史特靈發動機總共有四個汽缸,每個氣缸擁有一套活塞連桿組,每個活塞上下各有一個熱腔和一個冷腔,相鄰兩氣缸的冷熱腔構成一個平衡軸循環回路,此種設計能降低系統振動。工作時,發動機的燃燒是在汽缸外的加壓燃燒室進行,所以史特靈發動機是一種外燃機,四個汽缸共用同一個加壓燃燒室。平時以攝氏-180度儲存的液態氧氧被轉換成氣態(代替了大氣中的氧氣),與燃油(柴油或煤油)以4:1的比例噴入加壓燃燒室混合,經點火塞點火燃燒。熱交換器將燃燒室產生的熱能傳遞到循環迴路內的工作介質(氣體,可以用空氣、氮氣、氦氣或氫氣,一般都用氦氣),工作介質在高溫下膨脹、低溫時收縮,隨著不斷進行的加熱和冷卻,在汽缸的冷腔和熱腔之間往復循環;隨著工作介質的循環,汽缸內的氣壓也隨之改變,高壓時膨脹,低壓時收縮,在過程中便推動活塞進行往復運動,帶動飛輪旋轉,再驅動一具曲柄來轉動 一個功率75KW的同步交流發電機,發出的交流電在發電機控制室內被整成直流電,最後再輸送給潛艇的主電動機與蓄電池,提供潛艦所需的推進力以及系統維持電力 。史特靈熱氣機的熱交換器由加熱器、冷卻器和回熱器組成,加熱器從燃燒室吸取熱量,並傳入加熱器管路裡的氣體工作介質;回熱器負責吸收工作介質從熱腔流向冷腔時所釋放的熱量,並在工作介質又從冷腔流回熱腔時將存儲的熱量傳給工作介質,增加了工作過程中的能量運用效率;而冷卻器則是吸收工質氣體的熱量,並由冷卻水將熱量帶走。

相較於柴油機、汽油機等內燃機(燃燒是在汽缸內進行),史特靈發動機的燃燒是在氣缸外的燃燒室進行,燃燒過程是連續而充分的,不像內燃機會產生間歇性燃爆(低頻爆震是柴油機最大的噪音來源),因此具有噪音低、運轉平穩、污染低、適用於多種燃料等優點。理論上,史特靈循環的效率等於最高循環效率的卡諾效率,是一種高效率的能量轉換裝置 ,而且其運轉功率、效率與排氣背壓無關,非常適合在潛艦上使用(然而排氣需要克服外在水壓)。相較於 同功率的柴油機,史特靈發動機在軸頻率上至少降低8~10dB,高頻部分則 降低15~25dB(但高頻噪音無法遠距離傳遞),產生的整體噪音 只有封閉循環柴油機的一半。但由於燃燒是透過熱交換器間接加熱工作介質,史特靈的燃燒溫度為各AIP系統之最,最高可達攝氏750至800度左右,工作壓力30bar,故史特靈系統對材料的要求頗高 。另外,史特靈發動機先天上難以大型化,要提高功率並不容易。史特靈主機的可靠度頗佳,平均工作失效間隔(MTBF)超過5000小時。

史特靈發動機能使用多種燃料,最初用於海妖號的SEAIP使用天然氣當然料,含硫量10ppm,後來演變成Laknafta燃料,含硫量降至1ppm。 為了盡可能降低主機輻射出去的噪音與振動,史特靈主機安裝於隔音罩內,並裝設於雙層彈性基座上。史特靈發動機會排放二氧化碳水蒸氣,這些產物將排至水中,如果有未燃燒的氧氣或來不及溶解於水的二氧化碳冒出海面,就會產生氣泡航 跡,暴露潛艦的位置;此外,高溫廢氣帶來的熱航跡也會增加被敵方紅外線偵測系統蒐獲的機率。為了避免這些問題,SEAIP具有周密的 廢氣排放設計:高達攝氏800度的灼熱廢氣先通至海水混合室,與海水充分混合降溫至攝氏25度,再以吸附劑與海水充分結合,最後連同海水排入海中, 排放後不易產生氣泡,且將熱訊號降至最低;至於產生的水蒸氣則送至冷凝器凝結成水。液態氧儲存槽是SEAIP最昂貴的部分(Kockums稱為真空絕緣蒸發器),由瑞典氣體公司旗下的AGACryo生產,採用不鏽鋼材質,液態氧儲存於30bar壓力的情況,能在潛艦上搭載數個月而無任何蒸發損失。 配合隔音外罩以及彈性減震浮筏之後,此種SEAIP運作時噪音與震動都不大,由於廢氣處理得當,因此熱訊號也不高;相較於MESMA封閉循環渦輪以及燃料電池系統,SEAIP的機械結構都簡單得多,體積緊致小巧,且相關基礎設備都是現成技術,因此生產與操作成本較低,適合現役潛艦的改裝 ;而此系統所需的燃油與液態氧在大多數國家都可輕易生產取得,並且能在多數的民用港口甚至海上進行補給,不需要特別的支援,日常後勤與操作部署不成問題。 配備史特靈發動機的潛艦的持續潛航時間便取決於艦上的液態氧攜帶量,而哥特蘭級的液態氧儲存槽位於位於發動機後方,慢速持續潛航時間由以往傳統潛艦的3至4天增加至二到三週。

哥特蘭級首艦哥特蘭號(Gotland)的史特靈主機為V4 275R SUB MK.2型,重75kg,每具最大峰值輸出功率為75kW,最大持續功率為65kw/2000rpm,兩機合併輸出的總功率約130kW(約175馬力), 其中45∼55kW用於推進,75∼85kW用於維持潛艦內部運作的電力,如電子設備、生活設施等 ,每產生1kW約消耗950g的氧與250g的燃料,能以5節的航速在水下200m的深度持續航行14天。後續兩艘哥特蘭級則換裝更新型的史特靈MK.3, 設計與結構上有諸多改進,提高了工作效率與可靠度,體積與重量則有所降低。史特靈MK.3的供氧引射器的結構經過改良,燃油噴射系統改採氧氣冷卻噴油器的形式,並改進控制程序,過量氧氣系數從原本1.10降到1.05,使氧氣消耗減低5%.最大持續輸出功率從史特靈MK.2的65kW略提高為70kW。此外,史特靈MK.3的結構以及對外存取接口都經過改良,使得模組長度從原本的2.5m降為1.85m,而且大部分的維修工作都可直接在模組內部進行,不需要拆卸。

史特靈MK.3也被日本選為2004年度規劃的16SS潛艦(日後的蒼龍級)的AIP主機,瑞典新一代A-26傳統動力攻擊潛艦 也使用史特靈MK.3。從2003年開始,哥特蘭級的前輩─A-17西哥特蘭級潛艦在現代化大翻修工程中,便加裝了史特靈MK.3發動機。Kockums還進一步研發功率更大的史特靈發動機,如500kW甚至1MW,終極目標是 徹底取代現有的柴油主機,成為傳統動力潛艦的唯一熱機。除了瑞典之外,新加坡 、英國、法國、日本、南韓、澳大利亞、馬來西亞都對瑞典的SEAIP表示興趣,日本分別在1993與1995年各購入一套史特靈MK.2系統進行研究,並獲得Kockums的技術轉移,成果應用於 新一代的16SS型傳統動力攻擊潛艦上。此外,澳大利亞在1991年11月從Kockums廠取得了一套SEAIP以及相關技術 、資訊,隨後進行了總數數百小時的運轉測試。澳洲在測試SEAIP時使用含硫量比Laknafta的燃料進行測試,包括F44與進一步降低含硫量的F46,後者是海軍標準認證的柴油燃料。澳洲 可能會用SEAIP來改良柯林斯級柴電潛艦,並考慮運用於後續建造的更新型潛艦上。英國也購買了V4史特靈發動機送至倫敦進行研究,而法國也引進了兩套安裝於Saga I號潛艦上進行測試。中國也在2000年代推出國產版的AIP系統,以史特靈發動機為核心。

SEAIP主要的技術難題在於其廢氣排放的壓力直接影響潛艦能操作的深度(廢氣排出艦體外需要克服外界水壓),不完全適用於各種深度的操作,而且無法適應運作環境周遭能量條件的改變。例如,英國測試時發現史特靈主機燃燒室針對30bar工作壓力的環境設計 (如果在20bar運作,相當於200m的水深),廢氣只能在200m以內的深度才能順利排出艇外,這導致SEAIP的實際操作深度低於潛艦的最大潛深,澳洲國防科學技術組織(DSTO)對這個問題相當重視。增加SEAIP排氣壓力的選擇包括提高史特靈發動機燃燒室壓力、採用單缸燃燒室技術、排氣增壓、閉式排氣系統等;其中單缸燃燒室技術是每一個氣缸都配備一個個別的燃燒室,如此單一燃燒室容積可以縮小,使得燃燒室耐壓殼厚度不變的情況下,承受壓力可以提高,並改善燃燒均勻性。排氣增壓方案是透過在排氣管路之中增設壓縮機來提高排氣壓力,但驅動壓縮機需要額外的動力;法國曾研製排氣增壓技術,此一額外的排氣壓縮器可將排氣壓力提高到最多60bar,意味在600m深度以內都可以順利排除廢氣,但這個壓縮機對發動機是個額外的功率消耗。此外,澳洲海軍也認為史特靈發動機在水溫較高的海域(如印度洋)會發生功率熱耗損。

服役經歷

三艘哥特蘭級編隊浮航。

 2004年8月,美國海軍宣佈向瑞典租借哥特蘭號潛艦並連同她的人員,並在該年10月底敲定為期一年的租期,合約於2005年3月21日正式簽署,連潛艦帶人員的租金達2000萬美元。美國海軍租借此艦的目的是用於聯合作戰演練,顯然美國海軍已經為了將來的地區性衝突認真地預做準備,應付可能出現的敵方(包括中共、伊朗、北韓)新型低噪訊柴電潛艦(且配備AIP)。在出發之前,瑞典已對該艦進行全面檢修,包括換裝新型商用衛星天線、淡水製造機、功率更強的新空調與大型發電機。 哥特蘭號於2005年5月底由駁船載運出發,6月28日運抵加州聖地牙哥北島海軍基地,並加入以北島基地為母港的美國海軍第十一潛艦中隊。隨哥特蘭號赴美的瑞典人員除了30名操艦人員(19名軍官、11名士兵)外,還有相關的岸基保障分遣隊,該艦在美國將懸掛瑞典國旗。

在租期之中,哥特蘭號將扮演美國海軍反潛作戰訓練的假想敵(例如2005年度的美國太平洋艦隊反潛作戰演練),與美國海軍 航母戰鬥群、兩棲遠征群、空中反潛巡邏機部隊等單位進行對抗演練 ,而加拿大海軍與澳洲海軍也有參與這些聯合演習;而除了整補時間外,該艦也將有160天的訓練時間 。由於加州法律對環境保護的標準非常嚴格,哥特蘭號於進駐北島期間,停泊時都需在艦體上覆蓋一層塑膠布,避免對該處海洋造成污染。

哥特蘭號在幾次 與美國海軍的聯合演習中表現優異,曾在一次環太平洋演習中成功滲透美國航空母艦雷根號(USS Ronald Reagan CVN-76)航母的外圍護衛,伸出潛望鏡拍攝數張雷根號的照片,並未遭美方艦隊察覺,形同已經擊中這艘航母, 其表現讓美國海軍印象深刻。此外,哥特蘭號也曾在潛艦對抗演練中擊敗美國海軍洛杉磯級核能攻擊潛艦休士頓號(USS Houston,SSN-713)。在一些海上演習中,哥特蘭號還要被安裝聲噪加強裝置,使其比較容易被探測到,這在反潛作戰演習中並不常見,足見其安靜程度。在2006年6月,美國與瑞典海軍續約,將哥特蘭號的租約繼續延長一年。這種「異國互練」的方式,比起以往由美軍自家核能潛艦扮演小巧安靜的柴電潛艦、使用美軍自己的戰術,將擁有更高的實戰擬真效果。在操作演練期間,美國海軍 也派員登艦實地觀摩與協調。美國海軍應該也會趁機評估AIP潛艦的效能,考慮未來美國是否也配備這類潛艦。在2007年5月底,美國海軍對哥特蘭號的租約到期,結束該艦為期兩年的駐美任務,並隨即返回瑞典歸建。 依照美方表示,在哥特蘭號為時兩年的租期中,至少有250天在水下航行值勤,各項表現都超出美國海軍期望。