大鲸级常规潜艇作为日本集半个世纪常规潜艇研发经验推出的新产品，在多个技术领域达到了世界第一梯队水平，但也受限于自身限制存在明显的先天缺陷：
第一，动力系统放弃AIP路线，选择全锂电池方案，优缺点同样突出。不同于苍龙级采用AIP不依赖空气推进的路线，大鲸级转而采用柴油发电机加大容量锂离子电池的柴电组合，其搭载的日本产锂电池能量密度达到传统铅酸电池的23倍，充电时间缩短一半，水下续航能力提升40%以上，可以3节静音航速连续潜航16天不上浮，航程超过1200海里，静音续航能力已经超过苍龙级的AIP系统。从第四艘“雷鲸”号开始，大鲸级换装了川崎重工研制的12V 25/31新型柴油机，搭配升级后的通气管系统，发电效率和充电速度进一步提升，水下高速续航能力进入常规潜艇第一梯队。
但这条技术路线存在明显的安全隐患，锂电池热失控风险始终没有得到完全解决，美国海军至今仅将锂电池用于无人潜航器，未敢应用在载人潜艇上，相比之下，我国039C型潜艇采用AIP加锂电池的复合动力方案，兼顾了续航能力和安全性，技术路线更为成熟合理。
第二，静音隐身性能达到世界先进水平，但设计理念仍落后一代。大鲸级非常重视静音能力，采用了雪茄型流线艇体加X型尾舵的设计，X型尾舵在浅海区域机动灵活，不容易触底，非常适合第一岛链、东海、台海等水深有限的海域；全艇敷设新型消声瓦，内部所有机械设备全部采用全方位浮筏减震设计，搭配泵喷推进器，大幅降低了机械噪音和空泡噪音，公开信息显示其水下噪音已经降到95分贝左右，接近海洋背景噪音，静音水平堪比早期核潜艇。
但大鲸级的隐身仍然属于“被动降低噪音”的范畴，我国039C型潜艇采用的优化型“蘑菇头”指挥围壳设计，从流体力学和声学角度实现了主动降低敌方声呐回波，将隐身设计从被动静音升级为主动反探测，设计理念领先大鲸级一代。此外，日本发展大吨位常规潜艇本质是受限于不能发展核潜艇的约束，属于“先天不足后天补”，过大的吨位反而会增加水下阻力，反而可能对隐蔽性造成负面影响，我国039C的吨位设计更为均衡，更好适配近海复杂海域的作战需求，在隐身、续航、武器搭载等领域实现了更好的平衡。
第三，态势感知与武器系统全面升级，进攻属性不断强化。大鲸级搭载了日本全新研发的ZQQ8型综合声呐系统，采用光纤阵列技术，搭配艇艏主被动声呐基阵、舷侧侧扫阵列、艇尾拖曳声呐阵列，构建了全方位的水下探测体系，同时配套了新型作战信息指挥系统，目标搜索跟踪能力和作战效能较苍龙级大幅提升；武器方面，大鲸级配备6具533毫米鱼雷发射管，备弹30枚，搭载最新研发的18式重型鱼雷，浅水目标识别能力突出，性能对标美国MK48 Mod7型鱼雷，同时可发射UGM84L“鱼叉”Block II反舰导弹，具备超视距反舰打击能力。
更值得警惕的是，日本已经明确计划为大鲸级加装远程潜射巡航导弹，一方面推进国产12式改进型潜射导弹的研发，另一方面计划引进美国射程1500公里的“战斧”巡航导弹，一旦完成改装，大鲸级将具备远程对陆打击能力，彻底从传统的近海反潜潜艇转变为进攻型远程打击平台，进攻属性彻底暴露。
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