这种潜艇的缺陷是:机库如此沉重,使得潜艇有翻船的危险。因此,设计师采用横向双筒结构。艇尾的乘员舱室恢复为单筒,艇首还有两个鱼雷舱,潜艇上可以容纳140名船员和飞行员。这种航母潜艇长293英尺,水上排水量3500吨,水下6500吨,是二战期间最大的潜艇,只有1959年的本杰明富兰克林级核潜艇再次达到类似规模。
航母潜艇项目受到日军高度重视。1942年1月13日,山本决定上这个怪物项目。同年4月18日,它已经成为日本海军的优先项目,也是在这一天,美国空军越过浩瀚的太平洋直接轰炸了东京。次年1月,日军正式开工建造航母潜艇。
日本制订的第一个作战计划是,利用航母潜艇和轰炸对美国西海岸城市进行生化攻击。考虑到使用生化武器的恶劣影响,日本后来将计划改为轰炸旧金山、华盛顿或纽约等城市。随着美国的优势越来越明显,日本又改变计划,把目标指向巴拿马运河,以便让美国海军数月内无法通过该运河输送兵力。日军还向当年参与设计巴拿马运河的一位日本工程师取经,并在吴港专门制成加通水闸的模型,用以演练攻击套路。
不过由于吴港频繁遭到美机轰炸,日军计划受到干扰。而在去巴拿马的海路上,美军也布下重兵。美国还先发制人,调集3000多艘舰船,准备对日本本土发动攻击。鉴于日军极度缺乏柴油,后来日本军部下令,取消轰炸巴拿马运河的行动,改为攻击美军在西太平洋上的前进基地乌利西环礁。其实,1945年才服役的4艘航母潜艇已经无力扭转局势,只能绝望地看着美国人不断前进,并把核弹扔到广岛和长崎。而且,当年6月美军已占领冲绳,并有14 艘航母聚在乌利西环礁,准备与日军大战。
日本无条件投降一周后,日本航母潜艇收到最后命令:毁掉潜艇编队的所有武器和重要文件。于是,伊-401号销毁了所有图表、代码组、日志以及重要文件,并射空全部鱼雷。伊-400号也做了类似处理。伊-401随后被美军带到夏威夷。在那里,美国海军专家进行了检查,他们对日军技术的先进感到惊讶。为防止苏联等共产主义国家获得这些机密,1946年5月,美军将这些航母潜艇毁掉,沉入海底。
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