包括中华帝国海军大部分军官在内，全世界潜艇界的军官们都不认为潜艇的水下航速能够超过水面航速的事情会发生，因为他们的思想受到很大的局限，欧美各国的潜艇此时还都装备着火炮、机关枪用于水面作战，他们的柴电系统落后，所以不可能做得到水下航速超过水面航速。但中华帝国的潜艇发展一直受到帝国皇帝王辰浩的指导，从唐级潜艇开始，就不再有火炮、机关枪之类的水面作战武器了，潜艇就是潜艇，水面下才是她的战场，加上各国的反潜驱逐舰都发展非常快，让潜艇在水面作战实在是鸡肋。
当然，宋级潜艇能够获得水下25节的超过航速，还得益于螺旋桨生产技术的进步。中华帝国海军在唐级潜艇上第一次尝试使用单轴七叶高弯角螺旋桨推进器，这样不但可以弥补取消双轴推进后带来的速度降低问题，而且反过来增加了航速。
这种螺旋桨在唐级潜艇上得到了发挥，经过七年的探索后，帝国海军在此基础上首次采用最先进的同轴对旋螺旋桨方式，这种螺旋桨具有有效的节能方式，由两个相对旋转的螺旋桨产生的扭矩可以相对抵消，使得潜艇传动动力不用偏置来抵消动力产生的偏距扭矩。另外单个螺旋桨所产生的涡动能量，在对旋桨中能够得到有效的利用。 同时，双桨推进能够产生较大的盘推比，减小螺旋桨直径，提高推进效率。
宋级潜艇超过唐级潜艇5节航速，其中有2.5节航速是通过这种对旋螺旋桨提供的，而且节能方面也贡献了25%的电耗。
在武备方面，宋级潜艇的改进不大，保留了唐级潜艇的六个艏鱼雷发射管，安装在水滴艇艏的上、中、下三个位置，呈正六边形布局，这也是中华帝国海军潜艇今后的主要标志之一。
黑索金装药的21英寸红头鱼雷已经成为了中华帝国海军标准的鱼雷武器，经过这些年的实战发展，中华帝国在鱼雷方面的进步飞快。宋级潜艇搭载的为北洋兵器重工最新研制的光华十八年式鱼雷，攻击速度达到51节，有效射程1200米，爆炸当量可以击穿500毫米后中华特种钢，全世界各国现役的主力舰都无法防护这种鱼雷，包括中华帝国海军的明级战列舰在内，如果挨上一枚这种鱼雷，就算不被击沉也是被重创无疑。
吨位的提升，使得宋级潜艇可以搭载更多的鱼雷和燃油，其中21英寸红头鱼雷26枚，柴油500吨，具备独立远洋作战能力，也可以跟随舰队作战。
排水量提升带来的另外一个好处就是可以安装更加结实的装甲防护，使得宋级潜艇的外壳能够耐得住250米深的海水压力。这个深度目前任何国家的军舰都无法实施反潜，包括中华帝国海军的反潜驱猎舰在内，这使得宋级潜艇具备了强大的生存能力，处于大海食物链的最顶端。
三千吨级的宋级潜艇，其艇内的舒适度较唐级潜艇大幅度增加，62名官兵每人都有宽松的卧铺来休息。当然，打造舒适的空间主要目的是增加对空气的储存量，保证潜艇在水下潜伏的时间更长。同时，宋级潜艇沿用了唐级潜艇的氧气储备室，放置30灌液压氧气，紧急时刻供艇员呼吸使用。
电子设备方面，宋级潜艇的声纳系统升级到了S9型，分作主被动两款。S9A1主动声纳安装在艇艏下方，用来探测目标方位、速度、距离等，最大探测距离已经超过了20公里，不过主动声纳阵列的耗电问题未能解决，太过耗电以至于潜艇指挥官被要求慎重使用，因为蓄电池的最大缺点就是在耗电巨大的时候其自身的电量储备会成指数倍消耗。
由于声纳系统已经不是秘密，各国海军的反潜驱逐舰都安装了声纳探测系统，因此中华帝国海军认为未来的深海作战中，潜艇需要精确的探测到敌人的声纳探测，因此从唐级潜艇开始安装的被动声纳阵列，到了宋级潜艇时已经获得了极大的升级。被动声纳阵列同样位于潜艇的脊背和两侧，可侦听来自水面和水中的声纳探测信号，并可以反过来判断对方位置。
世界其他国家出现了声纳系统后，王辰浩对于中华帝国海军的宋级潜艇提出了新的要求，那就是降噪，降低声纳反射面或者折射声纳波，要求宋级潜艇应该具有极强的静音和隐身能力。
为此，霍兰、莱克等人大费脑筋，除了将轮机室内的柴电机组降低噪声外，再就是对螺旋桨尾流进行处理，使其尽可能的减少噪声。而在其他测试结果当中，似乎根本无法避开声纳系统的直接扫描。
不过，很快王辰浩给出了解决办法。王辰浩指出潜艇外壳上要安装消音瓦，以此来屏蔽潜艇发出的噪声，降低噪音。同时，在潜艇最外层上涂装厚厚的一层镍镉漆，用来折射声纳波。
当然，王辰浩能够给出的指导也就仅限于此了，更高级的消音瓦和折射涂料不是当前的科技所能够研制出来的，例如更高级的聚能高分子化合物，那些都需要超高的科技，不是现在就可以研制出来的。
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