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◆ 研发计划
作为一个通过两次海战的胜利奠定其崛起基础的日本来说，一直重视海军新兵器的发展，潜艇也毫不例外。其早在1905年就着手从美国购买了5艘潜艇，组成了第一潜艇队。购买这些潜艇除了壮大军力的因素之外，更多的是一种技术引进的手段，以此来达到学习和自行建造潜艇的目的。很快，在1906年4月，位于日本神户的川崎重工即为海军建造了6号和7号潜艇。之后日本先后引进和自建了多批多型号的潜艇。到了1922年，世界各海军强国在美国缔结《华盛顿条约》，条约规定日本的战列舰吨位仅为美英的60％，日本在战列舰上便处于劣势地位。因此，日本提出了能遂行远洋作战，水面高航速，可消耗英美军战列舰数量的大型潜艇。这就是后来的一系列的海大型潜艇。然而，海大型潜艇续航力无法****需要，因为在日美之间爆发战争的构想中，该潜艇无法拦截从夏威夷绕道南洋群岛进攻的美国舰队，所以日本海军又提出了巡洋潜艇的方案。该方案潜艇的排水量从海大型的1300吨提高到了接近2000吨，后续甚至突破了2200吨。但是该型潜艇在大幅度提高续航力的同时，水面航速却有所下降。 20世纪30年代中期，日本海军已经不****于这两种潜艇分类体系，他们提出了新的方案，要求将两者的优点结合起来，发展出一种相对全面的混合型潜艇，作为主力作战的潜艇。对日本有利的是，在1930年的《伦敦海军条约》中，日本争取到了52700吨的潜艇份额，该份额与美英一致。但是不利的是，该条约规定不能建造标准排水量2000吨以上，主炮口径超过127毫米的潜艇。由于当时美国有3艘V级潜艇不但标准排水量超过2000吨，并且装备了潜艇上口径最大的152毫米火炮，因此单纯看数字的日本人如梗在喉。为了避免违反条约，过早引起英美的强烈反应，日本海军将混合型潜艇的计划推迟，直到1937年。因为当年的12月31日，该条约到期，日本抓住这个机会，提出了甲、乙、丙三种不同的混合型潜艇设计方案，于当年开工建造（条约过期仅如此之短的时间内，潜艇即开工建造，可见日本海军的早有预谋）。1940年3月第一艘注重鱼雷攻击任务的丙I型潜水艇伊16号完成，其标准排水量达到了2184吨。随后，为了加强侦察能力而设计的乙型潜艇于次年开工。
1940年9月30日，第一艘乙型潜艇伊15正式完工，其标准排水量略超过丙I型，达到2198吨。接着第二年有6艘乙型潜艇完工，42年有10艘完工，43年有3艘完工。前后合计20艘。其后，还曾经在乙型的基础上又发展出乙改I型和乙改II型，前者建造6艘，后者建造3艘。总计在日本海军中乙型潜艇一共建造了29艘。
◆ 艇体基本设计
这里主要介绍乙型潜艇的设计。乙型潜艇全长108。7米，水线长106。9米，垂线间长102。4米，艇宽9。3米，吃水5。14米，水面排水2589吨，水下排水3654吨。
乙型潜艇为了达到水面高速，采取超过10：1长宽比的细长型艇体，艇首形状也是适合水面高速航行的设计。艇尾有大型排气孔。其整体外观与甲型潜艇非常接近，但是由于没有甲型潜艇的那些旗舰设备而司令塔相对较小。艇体则采用双壳体设计，人员和主要设备都集中于艇体中部一个直径约5。6米的耐压壳体中。前部往后依次是鱼雷发射室、水兵和士官室、指挥所、动力舱、后部水兵舱（具体请参看本页下方潜艇结构图）。电池组集中在水兵和士官室的下方。在两层壳体之间除了压载水舱之外，左右两边还各有4个辅助平衡水舱。负责调节艇体在水中的姿势。该艇安全潜深约100米。
艇体****内部的指挥所是整艘潜艇的核心，里面容纳了各种通信设备、指挥设备和操舵设备等，有一层甲板将其与下部辅助机械设备分开。而潜望镜的通道从司令塔穿过耐压壳体和这层甲板直到耐压壳体的下半部分。平时潜望镜的主体部分就存放于甲板下部的潜望镜容纳筒中，一旦需要则通过液压设备将其提升到合适位置，以便艇长通过它观察海面情况（具体参看后页艇体****剖面图）。
该型艇动力设备为2台日本自行设计生产的舰本式甲10D型柴油机，单机功率7000马力，实际单机输出功率6200马力（每分钟350转），双轴推进。如此大的动力加上良好的水面船型，使得乙型潜艇水面航速高达23。6节。水下则使用2台主电动机，单台最大输出功率1000马力，每分钟163转，最高航速达到8节。另外，艇上还有2台850马力的发电机组，为艇上提供机械和照明所需的电力。
潜艇底舱储备淡水和燃油，该艇总共能携带774吨重油和22吨滑油，使得水上续航力可达14000海里/16节。从横滨穿越太平洋到洛杉矶往返（往返距离大约10000海里）还绰绰有余。此外，底舱的电池组为2号5型，总共由360个铅酸电池组成。如果以3节航速航行，可使用32小时，续航距离为96海里。在二战中，潜艇一般水下续航距离在60海里，由此可见乙型潜艇大型化的好处。
艇上食品主要存放在水兵室的后方，储备量按全体艇员3个月的需要量为标准。因此，在太平洋海战中，以潜艇为主要作战兵力的第6舰队，通常对自港口出发3个月后失去联络的潜艇上的艇员，都按照战死判定。此外，由于艇内温度和湿度高，实际新鲜蔬菜和肉保鲜时期在一周之内，因此通常艇员在前5天对食物比较满意，而5天后连续食用干燥野菜、粉末酱油和腌制品时，他们就对食物表示不满，并出现食欲减退现象。
◆ 特色侦察设计
乙型潜艇本来就是作为航空侦察的加强型而提出的，因此其最有特色的就是在指挥塔前部有一圆型的半埋式水上飞机机库，可以容纳1架九六式或零式水上侦察机。水上侦察机在机库内采取拆解的方式储运，一旦需要时，重新装配之后使用。发射时，使用弹射器。回收时，飞机降落在海面，由潜艇甲板上的吊车负责回收。
潜艇搭载水上侦察机的两大难题分别是机库的防水和弹射器。英国发展的E22号潜艇就是因为机库进水而导致的沉没事故，而日本一直致力于发展可携带侦察机的潜艇，从巡洋潜艇到甲、乙型，看起来日本海军已经妥善地解决了这个问题。至于弹射器的设置，一开始日本海军也回避这个问题，采取水侦自行从海面起飞的模式。后来自行开发了吴1号3型弹射器，专门用于潜艇弹射，装备巡洋潜艇。到乙型潜艇计划开始时，日本海军又研制开发出吴1号4型弹射器，新成果很快被应用到该型潜艇上。该弹射器长约19米，要比巡洋舰上使用的吴2号5型弹射器短0。4米，弹射能力约1。6吨。它采用压缩空气弹射方式，而不是吴2号5型弹射器的火药弹射方式，这是适合潜艇水面弹射实际情况的。根据日本海军的测试，超过3G的加速度对人体是有害的，因此吴1号4型弹射器的平均弹射加速度为2。5G（低于吴2号5型的平均2。7G）。此外，由于巡洋舰干舷高，因此吴2号5型是平行弹射，而吴1号4型采取的是一定角度向上弹射。
由于存放空间的原因，侦察机是要求尽量小型化的。在零式小水侦研制工程完成前，九六式只是纸面计划的替代品，当1940年零式小水侦服役后，实际装备乙型潜艇的就是这种飞机。乙型潜艇首艘伊15号成为第一艘装备该飞机的潜艇。但是由于生产和实际使用需求的关系，并非每艘乙型潜艇都装备了该飞机。例如开战之初，虽然有7艘乙型潜艇完工，但是实际装备小水侦的才2艘。
◆ 武备与观测通讯设备
潜艇首要的武器就是鱼雷。乙型潜艇的鱼雷发射管与甲、丙型一致，均集中于前部，不过在数量上有所削减，仅6具53厘米口径发射管，艇首下方左右两侧各3具。不过，与前两型潜艇一样可发射九五式氧气鱼雷。该鱼雷为著名的61厘米九三式“长矛”鱼雷的缩小版，同样使用氧气作为推进动力，航迹不明显。雷体直径53厘米，长7。15米，重1665公斤，携带压缩氧气383升，燃料50升，雷头装药405公斤。航速设定为49节时，射程9000米；航速设定为45节时射程12000米。由于威力巨大，一般1枚就能击沉一艘驱逐舰。而在该艇上一共可携带17条该种鱼雷。
此外，还在潜艇后甲板装备1门40倍口径的大正11年式140毫米中型火炮，用于水面作战、对岸轰击和射击不值得使用鱼雷攻击的目标。该炮全重3。84吨，炮长5。9米，身管长5。6米，射速5发/分，炮弹初速705米/秒，射程16000米