蒼龍級後續潛艦各項研究

根據2006年10月日本產經新聞的報導，日本計畫在2007年度展開「高科技潛艦」研發計畫，發展蒼龍級（16SS型）之後的下一代潛水艦計畫，新技術將在整個計畫中佔據超過30%的預算額度，預計在靜音能力、水下偵測能力與抗衝擊能力等方面再度取得大幅提昇。此種新潛艦的內部結構將採用一種震波隔斷構造，以緩衝材料構成阻隔區，盡可能降低外部衝擊波對艦內造成的損壞；裝備方面，此計畫包括發展將下一代聲納系統、新型搜索雷達與非穿透性光電桅杆、新一代潛射魚雷與反艦飛彈、低噪音的無軸承推進系統 、新一代呼吸管（能在颱風之類的惡劣海況下運作）、增加運用彈性的外部籌載設計等， 並開發燃料電池AIP來取代蒼龍級使用的史特靈發動機。根據這篇報導，首艘「高科技潛艦」可望在2010年展開，2016年開始服役 （日後實際上會在2019年以後），之後以每年一艘的速率 服役，取代剩餘的春潮級以及早期的親潮級潛艦，因此日本海自潛艦部隊可望在2025年實現全AIP化。 此外，為了因應中國潛艦力量的崛起，日本海自部分官員曾提出「研發核能攻擊潛艦」的建議，不過目前尚未被認真考慮。

依照日後資料，從平成17年到平成20年（2005~2008年），日本進行「次世代潜水艦系統研究」的研究試作，平成19到21年度（2007~2009年）進行所内試驗。在平成19年到23年（2007至2011年），防衛省進行「防止被探測、耐衝撃潜水艦構造研究」相關工作，涵蓋推進器降噪、聲噪吸收、降低震動衝擊（如輪機減震浮閥等）等方面，平成22至26年（2010至2014年）進行試驗。

依照2012年出版的平成23年度（2011年）政策評價書記載，日本在平成18（2006）至22年度（2010）研發了燃料電池AIP系統 （日本稱燃料電池為水素電池），並從2010年開始測試，研究總經費為54億日圓。測試結果顯示，相較於史特靈發動機，此種燃料電池體積更小且運作效率更高，單位體積/重量的發電量提高，使潛艦續航力增加，且產生單位電力所消耗的氧氣減少，使潛艦能在水下持續航行更久的時間。然而，此政策評價書也提到這種燃料電池的主要問題，就是貯存氫的固體合金儲氫技術太過昂貴，將大幅增加船艦的價格。 除了AIP之外，蒼龍級之後的下一代柴電潛艦也會以鋰電池取代鉛酸電池（第11、12艘蒼龍級就開始使用鋰電池）。防衛省從2010到2014年度進行了新型潛艦水下推進系統試作，在2014到2015年度進行試驗。

從平成24年度（2012年）開始，日本海自開始發展新一代的GR-X-6潛艦用533mm魚雷，作為89式魚雷的後繼型號。GR-X-6著重於強化在淺海環境嚴重雜波干擾之下的搜索能力以及應付魚雷反制技術的能力，總預算94億日圓（平成24年度編列35億日圓），在平成24年至平成27年（2015年）前半進行試製，平成26（2014年）與27年進行技術實驗，平成28到29年進行各項測試工作 ，在平成30年度（2018年）實用化，制式型號為18式，並在令和4年度（2022年）起列裝於海上自衛隊。18式魚雷採用電磁引信起爆，打算使用嶄新的成像式聲學尋標器，透過分析聲納信號回波的垂直向、水平向、距離向的空間分辨率形成聲學影像，可在海底反射的回波中辨識出坐底的敵潛艦輪廓，具有更好的的抗背景雜訊干擾與水聲干擾能力，能更有效地在回波干擾嚴重的淺水域使用，並對抗敵方反魚雷手段；此外，還打算使用光纖導線等新技術。動力方面，日本從平成16年度（2004年）開始發展新的魚雷推進系統，研究方向包括酸素（過氧化氫）和水素（酒精）為燃料的 素靜型高性能推進系統，在平成24年（2012年）完成開發，總共花費48億日圓；不過最後裝備於18式魚雷的推進系統仍然使用OTTO II燃料，是先前89式魚雷推進系統的進一步改進型號。

平成25至27年度（2013~2015年），防衛省技術研究本部進行新一代潛艦耐壓殼結構設計的研究，稱為「潜水艦用構造様式研究」，希望能盡可能擴大潛艦內部耐壓船體的可用體，並研究如何最有效率地利用潛艦內部空間來布置各種設備；這些實驗的目的是盡可能增加潛艦內部空間運用效率，以抑制設計階段整體體積與排水量的成長，達成比較理想的成本控制。此一研究項目在平成25年度概算中粗估需要11億日圓，在平成25至27年度（2015年）第三季製造製造一台測試原型，平成26年第四季至平成27年度在研究所內進行相關測試。 下一代潛艦會啟用新型HS 120耐壓鋼板來製造結構，能進一步提高潛航深度。針對潛艦減振降噪性能，防衛省技術研究本部進行「被探知防止. 耐衝撃潜水艦構造研究」項目，從平成19年度到23年度（2007~2011）進行試作，平成22年度到平成26年度（2010~2014）進行實際測試。

此外，下一代潛艦也將應用各種新的聲納技術，例如以艦首適型（conformal）主/被動陣列聲納來替代過去海自潛艦的傳統圓柱型陣列聲納，能充分利用艦首空間，有效孔徑比圓柱型陣列聲納大幅增加（估計可達三倍），操作頻率也可降低。此外，下一代潛艦也配備新型拖曳陣列聲納，以及孔徑比蒼龍級更大的側舷低頻被動陣列聲納。 下一代潛艦也具備更精良的網基作戰能力，與次世代P-1反潛機、反潛直昇機、水面反潛艦艇、固定式聲納監聽設施等各種反潛單位保持緊密的戰術資料傳輸與協同作業。日本防衛省「次世代潜水艦用聲納研究」包含艦首適型陣列聲納，使用吸音材一體面受波器技術、光纖傳導且含指向性補償處理的拖曳陣列聲納，以及包含後端戰鬥指揮系統、聲納信號處理以及自動化信息融合、多種聲納間的探測資料自動整合成單一態勢圖像、目標運動解析的相關技術開發諮詢等等，從平成18年（2007年）著手進行，平成20年與21年度（2009~2010）進行所內試驗，平成21年度到25年度（2010到2015年度）進行原型試作，平成23年度、24年度（2013~2014）進行試驗。

29SS型（大鯨級）

原本日本打算在平成28年編列這種新一級潛艦的首艦預算（28SS），然而在平成26年（2014年）中期防衛力整備計畫中，將首艘新一代潛艦延後至平成29年 編列，即29SS；而平成28年度則編列第2艘改進型蒼龍級（即SS-512）。據說新潛艦延後一個年度編列，是因為燃料電池等新技術的實用化還有一些問題（主要應該是價格）。29SS型潛艦隨後正式稱為「3000噸型」潛艦，意味基準排水量3000噸，比蒼龍級（2900噸型）增加100噸。

據信29SS型潛艦是以最後兩艘改進型蒼龍級為基礎，納入更多改進的靜音技術，包括降低噪音的推進系統、進一步優化效能的消聲瓦以及反射器、最新的減震浮筏（floating floor）基座來降低輪機裝備的震動等，並沿用改進型蒼龍級的鋰離子電池。在2018到2021年（平成30年到令和3年），防衛省進行「潛水艦用肅靜驅動系統研究」的研究試作，2021至2022年度進行試驗。

在2015年5月13日，美國國防安全合作局（DSCA）宣布一項對日本可能軍售，包括48具UGM-84L潛射魚叉反艦飛彈以及相關零組件、訓練、服務等，總值約1.99億美元（230億日圓）；這批魚叉反艦飛彈可能用於後期的蒼龍級或29SS型上。

在2017年（平成29年度），日本防衛省編列第一艘3000噸型潛艦（29SS），建造預算728億日圓（預算總額800億），由三菱重工神戶廠建造，2017年12月30日開工，2020年10月14日下水，命名為大鯨號（SS-513）。二號艦（30SS）在平成30年度（2018年）編列，由川崎重工神戶廠建造，預算約697億日圓（合6.4億美元），預定2021年下水。在令和四年（2022年）預算中，海上自衛隊編列第六艘大鯨型潛水艦，預算723億日圓（之後增為736億）。由於通貨膨脹、物價高漲等因素，隨後編列的大鯨級預算都顯著上升， 令和5年度（2023年）編列的7號艦（SS-519）預算達808億日圓，令和6年度（2024年） 編列的8號艦（SS-520)預算951億日圓，而令和7年度（2025年）編列的9號艦（SS-521）上升到1161億日圓。 

29SS建造工作啟動之後，防衛省技術研究本部從平成30年度（2018年）又啟動「潜水艦用靜肅型駆動系統研究」項目，研究更新型、噪音更低的的推進驅動裝置，從平成30年度到令和3年（2018~2021）進行研究試作，令和3年到4年（2021~2022）進行實際測試，相關成果應會追加在29SS型後續艦上。

三菱重工在在2019年6月18日公布的新一代29SS潛艦概念圖，具有流線型帆罩、泵噴推進器等嶄新特徵。

在2019年6月18日，三菱重工公布了29SS潛艦的概念圖，採用類似俄羅斯潛艦的低矮流線型帆罩、X型尾舵、噴泵推進器等。29SS將引進類似同時其研發中的30FFM多機能護衛艦的整合式控制中心技術，所有的信息以及操作機能都匯集到單一的指揮控制中心，以最大幅度地精簡人力。

不過，當首艘29SS的照片（隨後命名為大鯨號）在2020年10月初曝光時，主要構型與蒼龍級相比並無顯著變化，包括葉捲型艦體、帆罩外型、前水平舵位於帆罩前部、X尾舵等。大鯨型的全長、舷寬與型深都與蒼龍級相同，耐壓殼直徑也相同；細部外觀上，大鯨型的非水密上層建築頂部形狀比蒼龍級更扁平一些，上層頂部甲板的平坦區域較寬，此外大鯨型的帆罩也比蒼龍級更粗大一些。

先前蒼龍級潛艦使用史特靈絕氣推進系統（AIP）；最後兩艘改進型蒼龍級（SS-511、512）取消AIP並改用鋰電池，操作經驗顯示雖然電池容量大增，但艦上原有的柴油發電機組充電的速率因而顯得相對不足。而大鯨級的推進系統是針對全鋰電池架構（無AIP）重新設計，換裝功率更大的柴油機與發電機組，以增加在通氣管航行時的充電速率；配合功率更大的新柴油機，通氣管系統也重新設計，增加進排氣量。大鯨級新通氣管是源於防衛省技術研究本部的「通氣管發電系統」項目，平成22到26年度（2010~2014年）試作，平成26與27年度（2014~2015年）進行測試。為了提高充電速率，日本海自設計大鯨級時計畫使用功率更大的柴油發電機組；然而，負責開發新柴油機的川崎重工進度趕不上，因此前三艘大鯨級（SS-513~515）仍沿用蒼龍級的川崎重工12V25SB柴油主機，四號艦（SS-516）起才換裝功率更大的川崎12V31柴油機。此外，最後兩艘改進型蒼龍級使用的改進型七葉片螺旋槳，也被大鯨級沿用。

偵測系統方面，大鯨級使用新的ZQQ-8整合聲納系統，包括前述防衛省「次世代潜水艦用聲納研究」項目開發的艦首適形陣列聲納，取代原本蒼龍級的傳統圓柱型艦首聲納陣列，不僅增加了艦內容積並簡化結構（省略了容納艦首聲納所需的非耐壓區），而且聲納陣列的面積比原本更大、水聲換能器數量增加，工作距離與聲納涵蓋面都增加，並使用光纖線路。

大鯨級換裝新的OYX-1整合式戰鬥管理與信息系統（源於30FFM護衛艦的技術），提高信息整合融合程度並增加自動化程度，此外也配備28式重型魚雷（即GR-X-6）。基於防衛省先前進行的「被探知防止. 耐衝撃潜水艦構造研究」，大鯨級採用新型軸承，輪機設備都設置在減振浮筏上，並且引進國外先進潛艦的浮動甲板（Float Deck）技術，可提高減振性能以及抗衝擊能力。

大鯨級的二號艦白鯨號（SS-514）在2021年10月14日在川崎重工神戶廠下水的畫面。

相較於蒼龍級，大鯨級的上層非水密結構的外觀比較扁平，頂部較寬。

先前蒼龍級是以更前一代的親潮級潛艦為基礎，加裝史特靈絕氣推進系統（AIP）；為了控制排水量與尺寸，使得蒼龍級的艦內起居空間遭到壓縮，比先前親潮級的水平倒退。蒼龍級最後兩艘（SS-511與SS-512）取消AIP並換裝鋰電池，不過艦體結構設計仍與先前蒼龍級相同。而大鯨級一開始就是基於無AIP的全鋰電池推進系統，得以對艦內空間重新設計配置，徹底解決蒼龍級艦內起居條件的問題；此外，由於海上自衛隊開始讓女性人員上潛艦服役，因此大鯨級成為日本海自首種原始設計就考慮到容納女性人員（包含艙間、衛浴設施、生活動線等）的潛艦。

在2021年4月底，消息傳出日本海自潛水艦隊決定，大鯨號（SS-513）在2022年3月服役時，會專門作為實驗潛艦，驗證鋰離子電池的各項特性；這項決定來自於先前制訂的防衛省「平成31年度（即令和元年，2019年）以後防衛計画大綱」。以往日本海自潛水艦隊的技術測試工作，是輪流由不同的戰備潛艦擔任；為了不影響排定的戰備勤務，每項測試的期程都不能太長，造成許多不便。因此，海自打算利用最新的大鯨號專心擔負各項測試工作。 大鯨號在2022年3月9日交付日本海自，2024年3月8日正式變更為實驗潛水艦（仍編制於橫須賀的第11潛水隊），舷號也從原本SS-513改成SSE-6201。

在2022年10月29日，日本讀賣新聞報導，在2022年底修訂的防衛計畫大綱將會明文納入反擊能力，以自衛為目的摧毀敵方飛彈基地，而這個構想是使用美製戰斧飛彈以及國產的陸基 改進型12式反艦飛彈作為反擊武力。反擊能力選項包括機載、艦載或部署在陸地發射車的巡航飛彈；而為了增強威懾力，也打算在潛艦上部署。目前防衛省規劃在令和6年度（2024年）開始設計搭載陸攻巡航飛彈的實驗潛艦，並在隨後數年開始建造，考慮的方案包括從魚雷管水平發射或者另外安裝專用的垂直發射器；根據這艘實驗艦的驗證結果，可能在10年內正式部署配備對地巡航飛彈的實戰型潛艦。

在2023年4月11日，日本防衛省與三菱重工（MHI）簽署四項攻擊性武器的合約，包括陸射版Type 12改進型反艦飛彈量產合約1734億日圓（約12億9500萬美元）、繼續發展改進型Type 12M（含陸射、空射、艦射）反艦飛彈共269億日圓（約2億美元）、生產高超音速滑翔體（Hyper Velocity Gliding Projectile，HVGP）共1194億日圓（約8億9180萬美元），以及發展潛射攻擊性飛彈共584億日圓（約4億3600萬美元）。潛射型攻擊飛彈的研發工作預計從2023年度進行到2027年度。

在令和7年度（2025年）日本防衛預算中，為潛水艦用的水中發射型垂直發射裝置編列300億日圓研發預算；此外，為潛射誘導彈開發工作編列22億日圓，取得編列30億日圓。

日本未來潛艦技術發展

在2023年12月中旬，川崎重工公布該集團2030年願景的報告書，其中提到目前正進行防衛省的先進潛艦技術研究項目，這些技術可能應用於大鯨型之後的新型潛艦。其中，一大重點就是 納入遠程打擊能力，在潛艦上加裝垂直發射系統來安裝陸攻飛彈。依照川崎重工展出的概念，垂直發射系統似乎會安裝在艦體前部（帆罩前方）， 使得艦首加長，帆罩位置從以往偏向艦首改成在艦體中部；此外，以往海自潛艦前部水平舵都安裝在帆罩上，而新概念則打算前 移到艦首上方（平時收縮）。此外，川崎重工指出了發展中的四項潛艦關鍵技術，包括改進匿蹤技術、提高探測能力、改善水下機動性、二氧化碳移除技術等。

以上改變可能透露了未來日本潛艦運用方式的可能轉變；在過往，海上自衛隊潛艦都部署在北從鄂霍次克海（Okhotsk）、南至南中國海的島鏈之間、敵對國家（俄羅斯、中國等）船艦穿越島鏈時必經要點（chokepoints），平時蒐集情報，戰時就封鎖這些要點，擊沉通過的敵艦。然而，當北朝鮮也開始裝備彈道飛彈潛艦之後（例如北朝鮮第一艘裝備多枚彈道飛彈的「金君玉英雄號」（841）潛艦在2023年9月下水），使日本壓力大增；因此，未來日本海上自衛隊潛艦可能必須更前沿部署，主動推進到北朝鮮沿海地區，對北朝鮮彈道飛彈潛艦保持追蹤；如此，就需要更長的水下續航力、更好的機動性、更高的感測能力等。雖然如此，日本此時新研究的潛艦項目還是柴電推進，並非核子動力。