總體與結構
圖片“張保皋”級潛艇採用單殼體結構。艇體線型為鯨魚形。首部為長橢圓形，尾部為水滴型尖尾。中部和尾部橫剖面呈圓形。首部布置有可伸縮的水平舵，尾端有不對稱的十字形操縱面；中部布置有流線型指揮台圍殼。水平操縱面靠首部，垂直操縱面稍靠後，尾操縱面後面的尾軸上裝有一個大型5葉螺旋槳。
該級艇首尾兩端為非耐壓殼體，4個主壓載水艙首尾分別布置2個。艇體底部有一小型龍骨。耐壓艇體採用優質HY-80高強度鋼製成。耐壓艇體根據用途從首至尾依次劃分為5個艙：即魚雷艙、前蓄電池艙、指揮艙、後蓄電池艙和機電艙。除機電艙外，其餘各艙採用雙層布置，艇內未設定高強度耐壓隔壁。
魚雷艙位於首部，上層設有8具魚雷發射管，下層為魚雷補重水艙和縱傾平衡水艙。前蓄電池艙上層為居住區，下層是蓄電池組。中間是指揮艙，上層是作戰指揮中心，設有通氣管裝置、2根潛望鏡及升降裝置等；下層是輔機艙及調整水艙。緊挨指揮艙的後蓄電池艙，上層是機械控制中心，可直接操縱推進系統的所有機電設備以及輔機裝置。尾艙是機電艙，前部布置4台柴油發電機組，後部布置1台雙電樞主推進電機。
該級艇均採用電力推進系統，所不同的是各型艇的柴油發電機組使用的主機略有差別。通常情況下，動力推進系統由4台MTU公司的12V493AZ80型低磁柴油機、1台AEC公司的直流發電機和1台西門子公司的主推進電機組成。柴油機是4衝程預燃式水冷、非增壓V型12缸柴油機，單機功率441～551.3千瓦；發電機功率為405千瓦。主推進電機為雙電樞低速電動機，額定功率為3675千瓦。電機最高轉速為200轉/分鐘，通過彈性聯軸節驅動1個大直徑螺旋槳。
蓄電池組是水下航行的主要動力源。“張保皋”級潛艇共裝有4組管狀結構鉛酸電池，每組120塊，每塊重390公斤，每塊電池最大輸出功率時可輸出電流達12000安。蓄電池組總體積幾乎占艇內總容積的114。這種鉛酸電池具有較高的抗衝擊性以及快速充電能力，其充電次數可達1250次，使用壽命達5年以上。蓄電池組的充放電均採用遙測監視和自動控制管理。
“張保皋”級潛艇裝備的水聲設備主要有CSU-3和CSU-83聲吶，均由德國製造。CSU-3型綜合聲吶系統由艇首的被動聲吶、中部主動聲吶和PRS3～4被動測距聲吶組成。被動聲吶基陣直徑為3米。該聲吶系統既用於遠程被動警戒，又可用於主動搜尋定位，還用於被動測距、測向和定位。此外該系統具有計算目標航向和速度的功能，同時可跟蹤4個目標。CSU-83聲吶由CSU-3聲吶改進而成。這是一型很先進的聲吶。除原有的主、被動聲吶和測距聲吶外，還加裝丁舷側被動基陣和拖曳基陣聲吶。目前出口到各國的同型潛艇有的已裝上了該型聲吶，有的擬裝備它，還有部分艇則裝有法國生產的DUUX-2型被動測距聲吶。
該級艇裝有CSF-Ⅱ型I波段水面搜尋雷達、制導雷達(用於“魚叉”飛彈)、警戒雷達以及導艇設備、水下通信設備等電子設備。導航設備主要有電羅經、備用電羅經、計程儀以及“奧米加”及“勞蘭C”等導航系統。通信設備主要有2台單邊帶高頻發射機，2台寬頻帶高頻接收機和1台超高頻收發機等。另外，艇上還裝備有雷達偵察儀和電子對抗設備。
“張保皋”級潛艇的主要武器是8具533毫米魚雷發射管。該發射管可在大深度下發射包括線導魚雷在內的各型魚雷。該級艇通常攜載14枚魚雷，其中6枚為備用魚雷。艇上未設專用魚雷裝載艙口，通過水線以上的2具魚雷發射管可將魚雷裝填人艙，艙內的備用魚雷可通過裝卸裝置裝填人管。該級艇最初使用的是DM-2A1反艦魚雷和DM-1反潛魚雷。後來全部改用更先進的SST-4型和SUT型反艦/反潛兩用魚雷。某些國家的同型艇還使用了美國的NT-37C型反潛魚雷、義大利的A184型線導魚雷以及英國的MK24-1型(虎魚)線導魚雷。
SST4型魚雷全長6.08米，直徑533毫米，重量1414公斤，戰鬥部重量為260公斤，推進動力為銀鋅電池，制導方式為線導加主、被動聲自導。35節航速時，射程達13公里；23節航速時，射程為28公里，最大發射深度為100米。SUT型魚雷性能與SST-4魚雷相近。
除了魚雷武器之外，某些同型潛艇(如1100及1400型)上還裝有美國的“魚叉”反艦飛彈。這種飛彈由魚雷發射管發射。該飛彈裝在浮力運載器內，出管後運載器展開摺疊的尾翼，並在浮力與舵的作用下，在水中沿45°傾斜航線爬升至水面。出水時，運載器脫落，助推器點火，飛彈在空中沿彈道飛向目標。飛彈在空中採用主動雷達制導，射程達130公里，速度為0.9馬赫，彈頭重258公斤，可有效攻擊遠距離的目標。某些國家購買的209級艇還裝有英國的“斯拉姆”對空飛彈系統，發射近程“吹管”型對空飛彈，用來抗擊敵方反潛飛機。該飛彈的作用距離為3公里。
該級潛艇設有作戰情報處理中心，裝備的TIOS型指控系統可同時給出8個以上目標的運動要素及方位時間軌跡圖像。另外，裝有M8/14型魚雷火控系統。
技術特點
結構緊湊，布置合理，居住性良好
209級潛艇雖然型號眾多，排水量與艇體長寬比各不相同，排水量最大的達1850噸(如1500型)，最小的只有1000噸(如1100型)，但是它們具有一個共同的特點是結構緊湊、艇體短粗，艇內布置合理。尤其是艇員的居住條件較為舒適。該級艇的集中控制與自動化水平不斷提高，潛艇本身可靠性高、維修工作量小，因而艇員編制相對減小，只有其他國家常規潛艇人員編制的2/3。這樣可保證每個艇員有一個床位。艇上備有足夠的食品與飲用水，可保證在自持時間內，每人每天35升用水和3公斤食品的需求。艇內還裝有空調設備，對改善居住條件有很大幫助。
航速快，潛深大，自持力強
209級潛艇的設計比較注重水下航速的提高。因為該級艇的船舷較低，儲備浮力和壓載水櫃較小，所以水下航速最大可達23節，水上航速則達15節。設計人員對船體耐壓殼體強度進行過精心設計計算，並選擇HY-80優質高強度鋼為艇體用鋼，屈服極限達560兆帕，最大下潛深度預計可達500-600米。短粗形艇體在減輕重量的同時，增大了耐壓殼體內的容量，如該級艇裝載的蓄電池組數量多、性能高，延長了潛航時間，從而使自持力達到50晝夜。
噪聲低，武器威力大，救生設備先進
為了降低本艇的噪聲，209級潛艇採取了行之有效的措施：一是採用最大轉速為200轉/分鐘的大型5葉低噪聲螺旋槳，單軸推進；二是柴油發電機組採用雙層彈性減振基座；三是機艙採取全封閉。這些措施降噪效果明顯，為各國海軍潛艇所普遍採用。主要武器SST-4型魚雷的戰鬥部的爆炸威力相當於500公斤TNT炸藥，而且這種魚雷航速快、航程遠，發射深度大。更為絕妙的是，在敵目標高速運動時，該魚雷誘導／控制裝置可從母艇接收信號，自動修正攻擊方向；如敵目標運動速度較慢，它們則通過自動尋的或被動尋的導引頭對目標實施攻擊，在攻擊失敗後，還具有再攻擊能力。
09級潛艇的救生設備性能先進，使用可靠。艇內裝有包括聯氨氣體發生器組成的應急吹除系統。該系統在高壓氮氣作用下，聯氨可自行分解成氫氣、氮氣和氨氣，產生高壓氣流沖入主壓載水艙，使潛艇快速上浮。艇員的脫險主要採用“自由上浮法”，上浮到水面後，由2個事先用高壓空氣推出艇外的救生筏搭救。出口到印度的209級1500型潛艇則採用了更為先進的救生裝置。該裝置由直徑為2.6米的耐壓救生球和嵌在潛艇上部的一個浮力箱組成。在逃生時，浮力箱托起裝載脫險艇員的耐壓球浮出水面。耐壓球的上浮速度為1.5米/秒，艇內40名艇員可一次性脫臉。
