De nieuwste techniek voor onderzeeboten en mijnenjagers


Door: Jaime Karremann
Bericht geplaatst: 13-04-2015


Van 3 t/m 5 juni zal één van de belangrijkste conferenties en tentoonstellingen over onderwateroorlogvoering plaatsvinden in Ahoy, Rotterdam. Deskundigen uit de hele wereld komen naar de Undersea Defence Technology (UDT) om te praten over voornamelijk onderzeeboten en mijnenbestrijding. Voorzitter Ton van Koersel, werkzaam bij TNO, gaf in het kader van de UDT zijn visie op de ontwikkelingen onder water.

UDT onderzeeboot
Een tentoongesteld model tijdens UDT 2014 in Liverpool. (Foto: Clarion Defence and Security)

TNO en UDT
Nu Nederland gastland is van de defensiebeurs, is er ook een Nederlandse voorzitter. Marineschepen.nl sprak voorzitter Ton van Koersel uitgebreid over de Undersea Defence Technology, maar vooral over de laatste ontwikkelingen in onderwateroorlogvoering.



Van Koersel is de aangewezen man om daar over te praten, want hij is bij TNO Senior Business Developer Under Water Warfare. Daarnaast is hij al jaren actief als bestuurslid van het Dutch Underwater Knowledge Centre (DUKC), een activiteit van Nederlandse bedrijven onder de rok van koepelorganisatie NIDV. Voor we dieper op de ontwikkelingen onder water ingaan, wil Van Koersel de link tussen TNO en UDT toelichten: "De UDT is een commerciële beurs en conferentie, georganiseerd door een Brits bedrijf. Zij vragen de industrie om hulp bij het samenstellen van het programma van de conferentie.
Al jaren zit ook iemand van TNO in het programmacomité, omdat TNO belang heeft bij de kwaliteit van die nicheconferentie. Dat doet TNO al heel lang en voor dit jaar werden we gevraagd om een voorzitter te leveren."

TNO is geen commercieel bedrijf, maar een onderzoeksinstituut dat op heel veel terreinen onderzoek doet om de kennis vanuit universiteiten geschikt te maken voor het bedrijfsleven.
Waarom heeft TNO dan belang bij de kwaliteit van de conferentie? Van Koersel: "Bij TNO doen we onder andere onderzoek voor de marine. Dat doen we op veel gebieden en één daarvan is sonar en akoestiek. En we willen af en toe publiceren over wat we doen."

vaardagen onderzeeboten
Gemiddeld zijn er 100 vaardagen per jaar per Nederlandse onderzeeboot. Daarmee scoort de Nederlandse Onderzeedienst erg hoog. De Canadese onderzeeboten liggen het vaakst in de haven. Canada en Nederland hebben 4 onderzeeboten, de andere landen in dit overzicht 5 of 6.

Nederlands voorbeeld
Sonar en akoestiek, dat klinkt als een klein onderzoeksgebied. Maar het tegendeel is waar. TNO doet op dat gebied onderzoek naar toepassingen voor o.a. onderzeeboten, mijnenbestrijding, onderzeebootbestrijding vanaf fregatten en helikopters, duikerdetectie en het effect van geluiden op zeezoogdieren. Dit werk wordt in nauwe samenwerking met Defensie uitgevoerd, op veel andere vlakken is sprake van de zogenaamde Gouden Driehoek. Behalve Defensie en onderzoeksinstituten als TNO, is dan ook de industrie betrokken.

Ook voor de UDT geldt hetzelfde diverse werkveld, maar wat er precies op het programma staat is nog niet openbaar. Toch wil de voorzitter alvast een belangrijk onderwerp van de conferentie noemen: "Dat is de manier waarop Nederland de onderzeeboten opereert en onderhoudt. Hierdoor vaart de Walrusklasse veel meer dagen en voor veel minder geld dan onderzeeboten van andere landen. Dat is geen toeval en andere marines kunnen hiervan leren. Daarom staat dit onderwerp op het programma." Wat doet de Onderzeedienst dan anders? Van Koersel: "De marine heeft zogenaamde wapensysteemmanagers. Drie wapensysteemmanagers zijn verspreid over DMO [borgt dat de boot aan de eisen voldoet, de normsteller dus, JK], DMI [het onderhoudsbedrijf, JK] en de Onderzeedienst zelf. In deze driehoek wordt gezorgd dat de onderzeeboten zo goed mogelijk inzetbaar zijn tegen zo min mogelijk kosten, voornamelijk door het slim plannen van het onderhouds- en modificatiewerk."

"Dat doet bijna geen ander land op die manier. Noorwegen schijnt dat ook zo te doen, maar Australië heeft onderhoud uitbesteed aan een bedrijf en zij hebben grote problemen met de inzetbaarheid van hun onderzeeboten. Als de partij die de boot onderhoudt en de onderzeedienst niet goed communiceren, gaan veel dingen mis. Met kosten en vertraging als gevolg. Bij onze marine zijn de drie wapensysteemmanagers verantwoordelijk voor het uitwisselen van informatie tussen onderhoud, normsteller en gebruiker."

De informatie die de wapensysteemmanagers uitwisselen heeft betrekking op bijvoorbeeld welke apparatuur onderhevig is aan slijtage en waar op tijd reserveonderdelen voor besteld moeten worden. "Als je dus op tijd die onderdelen inkoopt, kan je ze op tijd vervangen en dan kan je blijven varen. Doe je dat niet op tijd, dan ligt de boot tegen de kant. Want dan is er een bepaalde afsluiter kapot en mag je niet onderweg. Zo'n onderzeeboot zit namelijk zo complex in elkaar dat alles gereed moet zijn om weg te mogen, en kennis over hoe lang onderdelen meegaan is heel belangrijk om te zorgen dat die boot inzetbaar blijft."

De wapensysteemmanagers zijn ook verantwoordelijk voor de veiligheid van de boot. Daarom is de Zeewaardigheidscertificering ingesteld; eenheden mogen alleen varen als ze aan de veiligheidseisen voldoen.

Zr.Ms. Bruinvis
Sonaroperators in de commandocentrale van Zr.Ms. Bruinvis in wateren nabij Schotland. (Foto: Jaime Karremann/ Marineschepen.nl)

Meer ontwikkelingen op onderzeebootgebied
Er gebeurt uiteraard nog veel meer op gebied van onderzeeboten. Ook na de bouw van de Walrusklasse en voor bekend werd dat Nederland zou nadenken over nieuwe onderzeeboten, bleef TNO onderzoeken uitvoeren op dat vlak. Ton van Koersel is daardoor goed op de hoogte van de meest recente ontwikkelingen.

Eén van de belangrijkste onderwerpen blijft toch het uitgestraalde geluid van onderzeeboten. TNO heeft daar veel onderzoek naar verricht. Waar volgens Van Koersel ook veel naar wordt gekeken is sonarprocessing; het verwerken van de informatie die binnenkomt van sonars. Dankzij de steeds sneller wordende computers kun je veel meer informatie halen uit de signalen die via bestaande sonar binnenkomt.



Van Koersel: "Op de Walrusklasse is de sonarprocessing al verbeterd met behulp van TNO, en wordt er weer een grote stap gemaakt met het Instandhoudingsprogramma Walrusklasse. Nu zijn we bezig om ook voor nieuwe onderzeeboten een goede en betaalbare sonar aan boord te krijgen die we ook in de toekomst met nieuwe technieken kunnen verbeteren."

"De tijd is voorbij," vervolgt Van Koersel, "dat je een sonar koopt die 15 jaar lang precies dezelfde blijft. Straks krijg je een boot met sonarontvangers, AD converters [zetten het analoge signaal om naar digitaal, JK] en een processingserver. Die server kan je iedere 5 jaar vervangen door eentje die tien keer zo snel is. Dat betekent dat je dan weer ruimte hebt om meer uit je sensoren te halen. Ik denk dat je dan de marine op pad stuurt met het beste dat voor een redelijk bedrag kan. Als je dat doet door zo'n systeem open te houden en ruimte te geven voor verbetering, kun je heel kosteneffectief nieuwe technieken toepassen."

AIP of toch geen AIP
Buitenluchtonafhankelijke voorstuwing, of AIP, is natuurlijk de revolutie op gebied van onderzeeboten sinds de jaren '90. Door een onderzeeboot te kunnen voortstuwen zonder dat er batterijen of buitenlucht nodig is, kunnen onderzeeboten veel langer onder water blijven en zijn daarmee nog moeilijker te detecteren.

Ook voor de nieuwe Nederlandse onderzeeboten lijkt AIP een must. Toch is dat volgens Ton van Koersel niet zeker.

Want een andere interessante ontwikkeling is die van batterijen. Mede dankzij de opkomst van mobiele telefoons en elektrische auto's worden batterijen steeds beter.

Van Koersel: "AIP heeft als belangrijk nadeel dat je dat tijdens een operatie maar één keer kan gebruiken. Je kan wel lang onder water blijven als je langzaam vaart, maar daarna is het op. En voor AIP kun je niet zo makkelijk brandstof tanken. Je moet bij het ontwerpen heel goed nadenken of dat past bij de taken van je onderzeeboot."

Omdat de Nederlandse onderzeeboten ver van huis worden ingezet, worden er andere eisen aan gesteld dan bijvoorbeeld Duitse onderzeeboten.

"Je moet dus slim gebruik maken van civiele technologie," gaat Van Koersel verder: "Ik werkte 20 jaar geleden bij TNO aan onbemande grondsensoren voor de landmacht. Dit waren sensoren met een microfoon, infrarood camera en magneetsensor om tanks te ontdekken. Eén van de problemen was batterijgebruik, het hele apparaat werd zo groot als een schoenendoos. Ik heb op een bepaald moment gezegd tegen Defensie dat ze voor camera's en batterijen geen ontwikkeling hoefden te doen; dat zou de telefoonindustrie voor ze oplossen."

"En die voorspelling klopte, want met een moderne batterij zou zo'n grondsensor nu 3 maanden in de grond kunnen blijven liggen. Je stopt niet 1.000 smartphonebatterijen in een onderzeeboot, want die zijn niet zomaar voor militair gebruik geschikt. Maar als je slim de nieuwe ontwikkelingen toepast, is er veel mogelijk."

PAP mini-onderzeeboot
Sinds de jaren '80 tot een jaar of vijf terug werd op mijnen gejaagd met de PAP, een gele mini-onderzeeboot. Deze werd bestuurd vanuit de mijnenjachtcentrale op een mijnenjager. (Foto: Jaime Karremann/ Marineschepen.nl)

Zelf denken
Tijdens de UDT zal het niet alleen over onderzeeboten gaan. Volgens de voorzitter is er veel aandacht voor autonome of op afstand bediende systemen voor mijnenbestrijding.

De marine gebruikte in de jaren '80 al de PAP, een gele mini-onderzeeboot die vanaf een mijnenjager werd bestuurd. Nu gebruiken de mijnenjagers de veel modernere Seafox en de geavanceerde Remus. Wat is er nieuw?
Van Koersel: "De Remus vaart een geprogrammeerde track. Hij is niet autonoom; de Remus neemt geen beslissingen.
Stel dat je een Remus programmeert om een haven af te zoeken. Als je dat niet goed doet vaart hij tegen een kademuur. Het zou beter zijn als de Remus zelf al vooruitkijkt en denkt: 'het staat niet in m'n programma, maar ik zie nu toch een muur, dus ik moet even een ommetje maken.' Zo'n systeem is er nog niet en daar wordt aan gewerkt door verschillende onderzoeksinstituten, bedrijven en universiteiten."

"Op gebied van autonomie is dit een van de belangrijkste ontwikkelingen. Er zijn goede sensoren en er is genoeg goede processing beschikbaar als je maar genoeg geld wilt uitgeven. Maar het besturen en bedenken van wat is mijn beste route en dat ook zelf doen, dat is de volgende stap."

Hugo Ammerlaan
Groepsoudste Onderzeedienst KTZ Hugo Ammerlaan sprak tijdens deze presentatie op de UDT 2014 voor het eerst in het openbaar over de nieuwe Nederlandse onderzeeboten. Naar aanleiding hiervan sprak hij over de nieuwe onderzeeboten tegenover Marineschepen.nl, lees het interview hier. (Foto: Clarion Defence and Security)

Mijnen jagen of vegen? Of allebei?
Wat ook tijdens de UDT aan bod komt is de vraag wat de mogelijkheden zijn van die toekomstige onbemande systemen.

Sinds jaar en dag is er een duidelijke scheiding tussen het mijnen jagen en het vegen. In het begin werden mijnen alleen geveegd door de kettingen van de mijnen door te snijden met kabels die achter de mijnenveger aan werden gesleept.
Halverwege de jaren '60 werd voor het eerst het concept van jagen geïntroduceerd: het zoeken naar een mijn en die onschadelijk maken.

Sinds de jaren '80 werd echter steeds meer gesproken over het vegen van mijnen op afstand, zonder dat de mijnenveger eerst over de mijn moest varen.

Dit stand-off mijnenvegen werd jarenlang gezien als het mijnenbestrijden van de toekomst, maar in de praktijk is daar nog weinig van terug te zien.

Dat komt volgens Ton van Koersel doordat het lastiger is dan men dacht: "Het is namelijk nog steeds ontzettend moeilijk om met kleine systemen een heel groot koopvaardijschip na te bootsen. Want dat is toch wat je wil. Mijnenbestrijding doe je in eerste instantie niet voor oorlogsschepen, maar om te voorkomen dat koopvaardijroutes geblokkeerd worden."

Moderne mijnen zijn vaak zogenaamde invloedsmijnen. Aan de hand van diverse sensoren bepaalt de mijn wat voor schip passeert. Als het passerende schip voldoet aan de ingestelde specificaties, ontploft de mijn. Het idee van mijnenvegen 2.0 is dat een klein onbemand vaartuig de sensoren van de mijn fopt. Maar de sensor die het magnetisch veld meet om de tuin leiden, blijkt haast onmogelijk.

"Dus in die zin is standoff mijnenvegen een heel groot probleem. Er is waarschijnlijk niet echt een technische oplossing voor om grote koopvaardijschepen na te bootsen. Er zijn wel kleine drones die een magnetisch veld en geluid maken. Zij kunnen stukjes van een signatuur nabootsen. Maar echt een 300 meter lang containerschip nabootsen met een klein schip, dat is fysisch onmogelijk."

Toch hoeven de mijnenveegdrones niet helemaal afgeschreven worden, want de verwachting is dat mijnen niet alleen afgesteld worden op grote koopvaardijschepen.

Van Koersel: "Een mijn wordt over het algemeen gelegd om de koopvaardij stil te leggen of de toegang tot een bepaald gebied te ontzeggen. Als die maar op één bepaald schip afgaan, moet precies dat schip door je mijnenveld gaan wil iemand er iets van merken. Dat betekent in de praktijk dat mijnen toch een vrij grote marge moeten hebben waarbinnen zij reageren."

"Maar het is niet of vegen of jagen. Een mijnenbestrijdingsvaartuig zal in de toekomst vegen én jagen. Daarom wordt veel onderzoek gedaan naar het detecteren van mijnen met kleine onderwatervaartuigjes."

Mijnenbestrijdingsvaartuigen zullen een toolbox krijgen met meerdere onderwatervaartuigjes. Een deel kan vegen en een ander deel is speciaal voor jagen.

TNO bassin
Voor tests onder water heeft TNO in het laboratorium over een gigantisch bassin. (Foto: TNO)

Nieuwe technieken
Mijnenjagen is dus niet afgeschreven. Maar dan wel verbeterd en met zelfdenkende onderwatervaartuigjes. Vaartuigen met heel goede sensoren. Want één van de redenen waarom mijnen jagen niet altijd werkt, is dat er steeds meer stealth mijnen zijn. Die zijn zeker op rotsbodems of onder het zand met de traditionele mijnenjachtsonar haast niet te vinden.

"Dat klopt," zegt Ton van Koersel: "Het sonarsignaal weerkaatst enorm op een rotsbodem. Daar is mijnenjagen heel moeilijk. Maar er wordt wel geprobeerd om de verwerking van de sonarinformatie te verbeteren zodat uit die rotsblokken een door de mens gemaakt object herkend kan worden. Daar zijn organisaties nu mee bezig."

"Waar TNO veel mee doet is begraven mijnen. Een mijn onder slib en zand kun je met traditionele mijnenjacht sonar niet vinden, maar we hebben in opdracht van Defensie een laagfrequente side scan sonar ontwikkeld die dat wel moet kunnen."

TNO voerde onlangs de tests uit met die nieuwe sonar in het bassin en daarna in het Haringvliet.



Duikers
Een ander zeer actueel onderwerp is duikerdetectie in havens. Van Koersel: "Heel veel marines hebben behoefte aan systemen om een aanslag door een duiker te voorkomen. Dat is iets van de laatste jaren. Tegenwoordig is de dreiging veel diverser geworden."

TNO heeft onderzoek gedaan naar een actieve sonar die met hoge frequenties zoekt naar de relatief kleine doelen. "We hebben ook onderzoek gedaan naar passieve technieken om duikers te detecteren. Met een klein aantal ontvangers kun je op honderden meters afstand het geluid van een duiker horen. Dat geluid kan je zelfs onderscheiden van andere geluiden in een haven."

Dat is knap. Ton van Koersel lacht: "Ja… dat is wel één van de dingen waarom het leuk is om hier te werken. Er is ruimte om goede ideeën te bedenken, vervolgens te testen dat op gesimuleerde data en heel vaak krijgen we medewerking van de marine om experimenten te doen. Je kunt daardoor hele slimme nieuwe toepassingen ontwikkelen."

De Undersea Defence Technology (UDT) heeft van 3 t/m 5 juni 2015 plaats in Ahoy, Rotterdam.

comments powered by Disqus





Marineschepen.nl
Contact
Over deze site
Privacy
Adverteren
Blijf op de hoogte via:
Twitter
Facebook
Flickr
Copyright
Alle rechten voorbehouden.

Sinds 13 augustus 2001



Gerelateerde artikelen
Nieuwe onderzeeboten