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212A型潜艇作战能力的源泉来源于其指挥与武器控制系统。在最初的第一批四艘潜艇中，装备了挪威康斯博格公司研制的MSI-90U武器控制系统。该系统可与阿特拉斯电子公司研制的DBQS-40声呐以及其他传感器，尤其是两具潜望镜配合使用。
212A型潜艇“U-31”号正在进行海试的画面。围壳上的前水平舵用于降低噪音对声呐作业的影响
MSI-90U系统是德国和挪威在20世纪80年代合作研制的潜用武器控制系统，最先安装在挪威的德制“乌拉”级（210型）潜艇上。该系统使用的数据网络与机械监控系统相同，用于搜集和处理潜艇传感器和通信系统获取的信息。生成的态势信息显示在指挥中心的四个双屏多功能控制台上。这些控制台与潜艇的武器系统（主要是鱼雷）相联，能够对发现的敌方目标进行攻击。MSI-90U系统可连续对多个目标快速发起攻击：据公开资料显示，可跟踪25个目标，最多同时控制8件武器。
康斯博格公司研制的MSI-90U武器控制系统控制台的细节画面
DBQS-40声呐是一种整合式声呐系统，包括：艇首下部的一个柱状被动阵列声呐；鱼雷发射管上方的一个避雷声呐；左右舷艇侧阵列声呐、被动测距声呐；围壳后部的一个柱状截击阵列声呐；一个拖曳式阵列声呐，通过位于潜艇尾部、耐压壳外面的绞盘布放；三个操作员控制台。
还有一些用于分析潜艇自噪声的传感器，包括安装在艇体外部的水听器以及内部的结构噪声传感器。这些不同的阵列声呐与三个控制台相连，探测结果将会显示在控制台的彩色显示屏上，这些控制台还可对目标的声音信号进行分析。虽然在其他相关技术领域取得了进步，但对声呐操作员进行训练，使其能够将疑似敌方潜艇和其他船只的声音信号区别开来仍然十分重要。
212A型潜艇——“U-31”号艇
第一批212A型潜艇还配备了两具常规潜望镜，由欧洲宇航防务集团下属的卡西迪安光电公司（Cassidian Optronics）生产。其中一个为SERO15攻击潜望镜，带有光学和激光测距仪；另一个为SERO14搜索潜望镜，带有一个光学测距仪，热成像传感器、组合式电子支援系统和GPS天线。电子支援系统是德国海军“U”版的FL1800型制式电子支援系统。围壳内还装有一部导航雷达以及一个供水面航行时使用的可升降式无线电通信桅杆。
212A型潜艇装备有六具鱼雷发射管以及相配套的操作和储存设施。自动装填系统位于下层甲板，通过旋转器实现鱼雷的自动装填，备射鱼雷储存在六个单独的弹膛内，每个弹膛均与相应发射管的内门相通，通过内门将鱼雷推送至鱼雷发射管内。鱼雷通过霍瓦兹造船厂设计的水压弹射系统进行发射，该系统利用两个水罐及罐内的活塞实现水雷的无声发射。每个水罐控制三具鱼雷发射管，通过武器控制系统的控制台或鱼雷装填系统的中央操纵台进行鱼雷的发射。为了腾出水罐的安装空间，鱼雷发射管的位置并不位于艇体中央，而是稍偏向左舷。
潜艇上可装载多达12枚阿特拉斯电子公司研制的533 毫米DM2 A4型“海鳕”（Sea Hake）重型鱼雷。该型鱼雷采用光纤制导和主动/被动导引头，内部装有模块式电池系统。鱼雷射程越远、航速越快，所需要的电池模块的数量也相应增多。据公开资料显示，在携带约250千克战斗部的条件下，射程可达50千米，航速可超过50节。 212A型潜艇还可用于布雷行动，另外还对迪尔BGT防务公司研制的IDAS导弹（Interactive Defence and Attack System for Submarines，IDAS，潜射交互式防御与攻击系统）进行了试射。该型导弹为火箭助飞自导导弹，装有一个红外导引头，可攻击水面和空中目标。IDAS导弹被储 存在贮运发射箱内，一个发射箱装填四枚，可通过其中一具鱼雷发射管进行发射。被动防御系统为TAU-2000鱼雷对抗系统，共有四个独立的发射器，可向来袭鱼雷发射干扰弹和饵弹。
鱼雷发射系统是212A型潜艇上装备的其中一种较为复杂的机械装备
与第一批212A型潜艇相比，德国订购的第二批212A型潜艇对作战系统进行了多项改进，其中最显著的是安装了完全由德国研制的传感器和武器综合控制系统，替代了各自独立的MSI-90U武器控制系统和DBQS-40声呐系统； 还安装了阿特拉斯电子公司研制的ISUS 90-40作战系统。 ISUS 90-40作战系统是一种模块化、开放式架构的系统，已安装在德国多个出口型潜艇上，该系统多功能控制台的数量增至八个。此外，对声呐硬件的升级包括增强了舷侧阵列声呐，在围壳前部安装了一个主动声呐。ISUS 90-40作战系统还集成了电子海图信息显示系统。不幸地是，由于资金存在问题，将不会为最后两艘212A型潜艇采购新的拖曳阵列声呐。在实际使用中，这就意味着已购得的拖曳阵列声呐需在所有的212A型潜艇中共用。
第二批212A型潜艇的其他改进还包括换装了SERO 400攻击/搜索两用潜望镜，另一具潜望镜则由OMS 100光电桅杆取代。前者的放大倍数包括1.5倍、6倍和12倍，装有高分辨率静物视频摄像头，该潜望镜既可用于战斗，又可用于导航。光电桅杆可通过作战系统的其中一个多功能控制台进行远程操纵，可进行预设和自动搜索，还可用于瞭望。与传统的潜望镜不同，光电桅杆无需穿过耐压壳。
“U-34”号艇围壳的近景，摄于该艇穿过基尔运河期间
潜艇的通信系统也进行了重大升级，尤其是加装了北约标准的Link 11/16战术数据链，用于与盟军部队进行信息交换。另一项重大改进是安装了“卡利斯托”通信系统，该系统通过一个可升降式桅杆和连接在通信线缆上的浮标，使潜艇在深潜状态下仍能继续保持通信。潜艇上安装了综合性的火警探测和灭火系统，包括在机舱内安装的氮气灭火系统。潜艇内部还设有多个供氧点，在发生烟尘污染或进水时，供艇员生存使用。
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