Of ze echt worden besteld is nog niet zeker, maar de eerste contouren van de nieuwe fregatten voor omstreeks 2025 werden afgelopen woensdag zichtbaar. Tijdens de Themadag Nederland Radarland werd uitgebreid stilgestaan bij de huidige stand van zaken rond de vervanging van de Walrusklasse onderzeeboten, de Alkmaarklasse mijnenjagers en vooral die van de M-fregatten.
De contouren van de vervanger van het M-fregat worden langzaam zichtbaar. (Bron: Defensie)
De eerste contouren van de vervangers van de M-fregatten laten al een aantal interessante ontwikkelingen zien. Zo lijkt Thales met een revolutionaire radar te komen voor de nieuwe fregatten.
De huidige twee M-fregatten zijn nu zo'n 20 jaar oud en moeten over niet al te lange tijd vervangen worden. Het eerste officiële document met de behoeftestelling zal naar verwachting dit jaar naar de Tweede Kamer worden verzonden. Maar Defensie, de industrie en kennisinstituten zijn al begonnen met voorlopige studies.
Tijdens het symposium op het Marine Etablissement Amsterdam werd afgelopen woensdag uitgebreid stil gestaan bij deze voorlopige ideeën rond de vervanger van de M-fregatten.
Hoofd Maritieme Systemen van Defensie Materieel Organisatie (DMO) KTZ (TD) Eugene Pel lichtte de stand van zaken van alle vervangingstrajecten toe en de achtergrond van het vervanger M-fregattentraject.
Het symposium werd georganiseerd om het 12,5 jarig bestaan van het Platform Nederland Radarland te vieren en dus was ook Thales Nederland van de partij. Willem Hol, Technical Director Sensors van Thales presenteerde hun concepten.
Tamboer... roffel! Voor het eerst aan het publiek getoond: artist impression van de Vervanger van het M-fregat. Er zal nog het nodige aan kunnen veranderen, maar dit is het model van dit moment. (Bron: Defensie)
Weer multipurpose, maar nadruk op onderzeebootbestrijding
De vervanger van de Multipurpose-fregatten zal eveneens multifuntioneel zijn en de nadruk zal opnieuw op onderzeebootbestrijding liggen.
Toch zal een kopie van de huidige M-fregatten niet zomaar volstaan. KTZ Eugene Pel schetste in zijn presentatie de uitdagingen waar de fregatten en hun bemanningen in de toekomst voor komen te staan. Die zullen volgens Pel variëren van complexere elektronische oorlogsvoering tot stealth zeemijnen. Andere toekomstige dreigingen zijn UAV's (drones) met zeer lage snelheden, raketten met juist heel hoge snelheden (Mach 6) en de grote wendbaarheid van nieuwe raketten.
Daarnaast is het duidelijk dat de grote vlootverbanden met gespecialiseerde eenheden verleden tijd zijn. De marine stuurt vaak schepen alleen op pad en zij moeten zichzelf kunnen verdedigen.
Tegelijkertijd is het voor de marine lastig om technici te werven en vast te houden.
Door het kleine aantal Nederlandse marineschepen, richt de marine zich nog meer op kwaliteit. De nieuwe schepen moeten operationeel duurzamer zijn, multifunctioneel inzetbaar zijn en het aantal operationele risico's moet worden verminderd door te focussen op kwaliteit.
In het evenementencentrum van het Marine Etablissement Amsterdam (MEA) zaten zo'n 200 technici van de marine, verschillende bedrijven en universiteiten. (Foto: Jaime Karremann/ Marineschepen.nl)
Eisen voor radar
Van belang voor het ontwerpen van de radars voor de nieuwe fregatten, noemde Pel een aantal ontwikkelingen. De eerste is een kleinere bemanning. Al decennia neemt het aantal bemanningen bij ieder nieuw Nederlands marineschip af. "Kleinere bemanningen, is inmiddels een internationale trend. Vroeger liepen we daarin voorop als Nederland: op de centjes letten en 10% per klasse minder bemanningsleden. Maar nu zie je om ons heen dezelfde trend. Ook in Duitsland, al hebben zij wel hun eigen ideeën," aldus Pel.
Daarnaast moeten opleidingen korter en wil men meer aan boord opleiden. Dat heeft gevolgen voor de systemen, en dus ook voor de radars: er moet meer automatisch en ze moeten minder onderhoud vergen.
De schepen en radars moeten multi-missie zijn, gereed voor de toekomst. Een ontzettend belangrijk aspect in de ontwikkeling van radar de afgelopen jaren is de flexibiliteit van radars, preciezer nog: de reconfigureerbaarheid. De dreiging van nu en van de toekomst is moeilijk te voorspellen en de tijd van het bouwen van een systeem dat straks misschien voor nieuwe oorlogen niet meer te gebruiken is, is voorbij. De radar, en alles wat er omheen zit, moet aanpasbaar zijn en ook te bouwen zijn in grotere of kleinere eenheden.
Nieuw: ESSM Block 2 en RAM
De nieuwe fregatten zullen ook wapensystemen van de toekomst hebben. Vooralsnog kennen de eerste ontwerpen geen spectaculaire wapens als laser- of railguns. Welke wapens er op de schepen moeten komen, moet in een vroeg stadium afgestemd worden met de ontwikkelaars van sensoren. Wapens en sensoren moeten immers gekoppeld worden.
Een belangrijke rol boven water is weggelegd voor de opvolger van de ESSM, genaamd ESSM Block 2. Dit systeem wordt op dit moment, mede door Nederland ontwikkeld en zal in de toekomst voor de luchtverdediging moeten zorgen op middellange afstand. De eerste ESSM Block 2 wordt in Amerika in 2020 verwacht.
De integratie van de ESSM Block 2 in de vervanger van de M-fregatten is niet zomaar iets. O.a. DMO en Thales buigen zich over deze kwestie.
Een wapen dat volledig ontbrak in de concepten die woensdag werden getoond is Goalkeeper. Dat is opvallend omdat dit wapensysteem juist op dit moment wordt gemoderniseerd. Maar volgens KTZ Eugene Pel is Goalkeeper aan het uitfaseren en dat wapen "zien we op de volgende generatie schepen waarschijnlijk niet meer terug."
"Eén van de alternatieven is een 76mm kanon met aangepaste munitie en aangepaste sensoren," aldus de KTZ. Dit kanon heeft stuurbare munitie en een sensor als de nieuwe Thales Pharos. Deze radar werkt in de Ka-band, een heel hoge frequentie, en is speciaal ontworpen om zeer snelle doelen te volgen. Met de stuurbare 76mm munitie kunnen inkomende raketten op grotere afstanden worden uitgeschakeld.
Mogelijk dat een dergelijk wapensysteem gecombineerd wordt met Rolling Airframe Missile (RAM), een bekend Amerikaans/ Duits raketsysteem voor de zeer korte afstand tegen inkomende missiles. Dit wapensysteem is op de computeranimaties van DMO in ieder geval al te zien: vlak achter de schoorsteen.
Andere nieuwe wapensystemen lijken geen deel uit te maken van de huidige studies. Het ziet er naar uit dat de Harpoon ook weer zijn plekje zal krijgen. Of het de huidige, verouderde versie, zal zijn is niet bekend. De gevolgen van een dergelijk wapensysteem op de sensoren en systemen in de commandocentrale zijn over het algemeen kleiner dan bij bijvoorbeeld ESSM. Een eventuele nieuwe versie van Harpoon of ander missile zou ook later kunnen worden ingepast.
Willem Hol, Technical Director Sensors, presenteerde de visie van Thales op de sensoren van de nieuwe fregatten. (Foto: Jaime Karremann/ Marineschepen.nl)
Nederland Radarland
Willem Hol presenteerde namens Thales de visie op de sensoren van de nieuwe fregatten. Waarschijnlijk zal een nieuwe klasse Nederlandse marineschepen weer de beschikking krijgen over innovatieve radars.
Dat is toepasselijk, want het platform Nederland Radarland werd 12,5 jaar geleden juist opgericht om de leidende positie van Nederland op gebied van radar te behouden. O.a. defensie, TNO, Thales en de Technische Universiteit Delft werken sindsdien nauw(er) samen op gebied van onderzoek en ontwikkeling van radar en sensorsystemen.
Die samenwerking heeft al wat opgeleverd. Het pakket aan sensoren, de sensorsuite genoemd, van de nieuwe fregatten zijn opvolgers van de Geïntegreerde Mast die op de OPV's en Karel Doorman staat. Die Geïntegreerde Mast is het eerste tastbare voorbeeld. De eerste succesverhalen -dat een OPV onlangs tijdens een oefening een veel beter luchtbeeld kon opbouwen dan een Type 45 destroyer gespecialiseerd in luchtverdediging- zijn al op de vloot te horen. Maar er is achter de schermen nog veel meer bereikt. Onderzoekers werken aan vele complexe oplossingen en verbeteringen op gebied van radar voor martieme doeleinden, maar ook voor op land en civiele toepassingen.
Zr.Ms. Holland. De Geïntegreerde Mast van de OPV's is een voorloper van de sensorsuite van de nieuwe fregatten. (Foto: Jaime Karremann/ Marineschepen.nl)
Geïntegreerde Sensorsuite voor vervanger M-fregatten
De eerste Geïntegreerde Mast werd in 2011 geplaatst op Zr.Ms. Holland, maar in 2010 was men al begonnen met het volgende traject, de opvolger van die Geïntegreerde Mast.
Dit werd de Geïntegreerde Sensorsuite: een pakket aan sensoren bestaande uit vier vlakken van een S-band radar, vier van een X-band radar, IFF, elektro-optische en infrarood sensoren en communicatiemiddelen.
Het belangrijkste verschil met de Geïntegreerde Mast op de OPV's is dat deze sensorsuite voor de bemanning slechts één radar heeft, maar met twee frequenties (X en S). Er zijn weliswaar acht "radarplaten", maar de achterkant is één: een gemeenschappelijke processing, gemeenschappelijke radarmanagement, gemeenschappelijke supervisie, etc. Alles werkt en is ingericht als ware het 1 radar.
Thales noemt dit Dual band, One radar system.
S-band en X-band
De keuze viel op een radar met twee frequenties, omdat deze frequenties duidelijke eigenschappen hebben en elkaar goed aanvullen. S-band is geschikt voor de medium afstand 3D volume search en is betaalbaar (L-band heeft groter bereik, maar is duur). Nadeel van S-band is dat de radar de horizon niet goed kan afdekken: de onderste radarstralen van de S-band radar buigen vaak omhoog waardoor laagvliegende doelen niet worden gezien.
X-band is daarentegen juist heel goed in de lage hoogtes en kan laagvliegende doelen goed detecteren, ook uitstekend voor doelsclassificatie en kill assessment, maar minder geschikt voor uitgebreide volume search.
De eigenschappen van deze twee radars worden helemaal gecombineerd als een doel aangevallen moet worden. Willem Hol legde uit: "Traditioneel doe je tracking [volgen van het doel, JK] en vuurleiding met een X-band radar. Maar als je daar toch nog wat beter naar kijkt en ook de kosten in de gaten houdt, ligt het veel meer voor de hand om dat met een fusie te doen van systemen die elk op hun eigen gebied het beste zijn. Dus komen we op een fusie van S en X uit."
De radars binnen de Geïntegreerde Sensorsuite hebben daarom deels gescheiden hoofdtaken, zoals 3D volume search (S-band, maar X-band als back-up), horizon search en surface surveillance (X-band, maar S-band als back-up) en gecombineerde hoofdtaken, zoals gefuseerde targettracking, vuurleidingstracking en communicatie met het eigen missile.
Eén van de twee resterende Nederlandse M-fregatten, Zr.Ms. Van Speijk. (Foto: Jaime Karremann/ Marineschepen.nl)
Revolutie met X-band radar
De S-band radar zal zijn afgeleid van de SMILE, die nu in de Geïntegreerde Mast is verwerkt. "Een versie met een groter afstandsbereik. En technologisch zal hij ook in detail afwijken, maar wel een systeem met dezelfde gedachtegang. Dit leidt tot een betaalbare oplossing," aldus Willem Hol.
De SMILE radar ontvangt tegelijkertijd meerdere radarbundels boven elkaar, maar kan de radarstralen ook naar links en rechts sturen. Dit is voor S-band radars echter geen nieuws.
Revolutionair is dat Thales dit principe ook gaat toepassen op de X-band radar. "We baseren ons op de SEASTAR [zeebeeldradar in de Geïntegreerde Mast, JK]. Maar dan moet er ook nog wel wat aan gebeuren," lichtte Hol toe.
Niet één mast, maar een sensorsuite
Waarom gesproken wordt van een Geïntegreerde Sensorsuite en niet van Geïntegreerde Mast 2.0? Omdat, als het aan Thales ligt, de sensoren niet allemaal in één mast worden geplaatst.
De voorste mast zal een hoge constructie zijn met ESM [passieve elektronische oorlogvoering, JK], IFF, X-band radar, AIS, EO/ IR camera's en S-band. Bovenop zullen communicatie onderdelen staan.
In de kleinere, tweede opbouw, bevindt zich ook een deel van de S-band radar en EO/ IR camera's. Net als in de eerste mast, zijn ook hier processingsystemen geplaatst.
De splitsing heeft te maken met enerzijds een back-up, maar vooral met zichtlijnen. Willem Hol: "We hebben te maken met een groter schip en je krijgt dode hoeken als je echt een maststructuur zou neerzetten. Dus het ligt voor de hand om het enigszins te spreiden, maar vanuit kostenoogpunt wil je niet twee grote masten hebben."
Nieuwe fregatten met Duitsland
De computeranimatie ziet er fraai uit en de sensoren van Thales zijn weer slim uitgedacht. Bestellen maar, zou je kunnen zeggen.
Zo makkelijk gaat dat niet. Er moet nog veel werk verzet worden. Niet alleen in Nederland, maar ook met een internationale partner.
Van de acht M-fregatten zijn er immers zes verkocht. Die zes worden niet meer vervangen en de vervanging richt zich dus op twee schepen. Dat is weinig en het bouwen van grotere series is relatief goedkoper. De Nederlandse politiek hamert op een internationale samenwerking.
De eerste is al snel gevonden: België en Nederland hebben eigenlijk al één marine. België heeft uiteraard ook twee M-fregatten en is ook geïnteresseerd in vervanging. Maar de toekomst van de Belgische defensie is onduidelijk na de huidige grote bezuinigingsronde bij onze Zuiderburen.
Duitsland is een andere mogelijke samenwerkingspartner. KTZ Eugene Pel, ging in zijn presentatie dieper in op die mogelijkheid, want Duitsland is in ongeveer dezelfde periode ook op zoek naar een vervanger. Zij willen hun Brandenburgklasse fregatten vervangen, maar hun Mehrzweckkampfschiff 180 is stukken groter dan de Nederlandse ontwerpen. Het MKS 180 zit nu tussen de 6.000 en 9.000 ton waterverplaatsing, de huidige M-fregatten op dik 3.000 ton.
Pel: "Ook al zit er licht tussen hun plannen en onze plannen, er zijn mogelijkheden om naar elkaar toe te komen. De Duitse en Nederlandse ministers zijn bij elkaar geweest en hebben in de zijlijn gesproken over of we tot één gemeenschappelijk ontwerp zouden kunnen komen. Daar zal door beide kanten wat water bij de wijn moeten worden gedaan."
Maar een samenwerking betekent niet perse dat Nederland en Duitsland eenzelfde schip zouden laten bouwen. Het zou ook beperkt kunnen worden tot sensor- en wapensystemen. Dat is met de Nederlandse LCF'en en de Duitse F124 ook gedaan en dat was succesvol.
Internationale samenwerking levert echter ook risico's op. Nederlandse marineprojecten leunen zwaar op de zogenaamde Gouden Driehoek: Defensie, industrie en kennisinstituten. Dat is bij een internationale samenwerking lastig, want Duitsland hecht veel waarde aan een Europese aanbesteding. Als de Nederlandse industrie (o.a. Damen en Thales) al in het voortraject betrokken is bij de ontwikkeling van de vervanging van de M-fregatten, mogen ze niet meer meedoen zodra de Europese aanbesteding een feit is.
Volgens Eugene Pel hoeft een internationale samenwerking de Gouden Driehoek echter niet te hinderen: "Als je met je internationale partner een ontwikkeltraject aangaat, dan geeft dat reden om je te beperken tot die industrie en die partners die betrokken zijn bij het ontwikkeltraject. Dat wil zeggen dat je niet gedwongen bent tot een Europese aanbesteding. Alleen moeten we onze buitenlandse partners er wel van zien te overtuigen dat die mogelijkheden er zijn en dat er sprake is van een ontwikkeltraject."
De Gouden Driehoek is voor de marine van belang. Pel: "Ons voornemen is ook om die weg te continueren, maar het wordt wel steeds uitdagender om hier goed vorm aan te geven. En de winst hebben we allemaal voor ogen. Want in de praktijk is gebleken dat Nederlandse projecten 30% goedkoper waren dan in landen die een compleet uitbestedingstraject deden en geen inbreng hadden in de ontwikkeling van het platform."
Zr.Ms. Makkum wordt dit jaar 30 en het vervangingstraject moet nog beginnen. (Foto: Jaime Karremann/ Marineschepen.nl)
Meer dan alleen M-fregatten
Tijdens het symposium werd echter niet alleen vooruitgekeken naar de vervanging van M-fregatten, maar ook naar die van andere platformen. En die vooruitblik is op z'n minst interessant te noemen.
KTZ (TD) Eugene Pel beschreef het aankomende decennium als een 'donkerblauw decennium'. Pel lichtte toe dat in het vorige decennium vooral landsystemen werden aangeschaft, in het huidige decennium is het vooral de luchtmacht met de JSF die een grote impact heeft op het budget. In het volgende decennium zijn de maritieme systemen die vervangen moeten worden.
Die vervangingen worden gekenmerkt door twee grote uitdagingen: de eerste is de haast die geboden is en de tweede het aantal benodigde vervangingen.
De eerste uitdaging is terug te zien in de bekendste vervangingsprojecten. Alle drie hebben zij te maken met schepen die behoorlijk op leeftijd raken. De oudste van de twee M-fregatten is in 2020 27 jaar, de onderzeeboten zijn in 2025 35 jaar en de mijnenjagers in 2020 op een leeftijd van 35 jaar.
"Commercieel wordt met een levensduur van 20 tot 25 jaar gerekend, wij hanteren vaak rond de 25 jaar als maximum en met uitloop naar 30 jaar. Maar nu zie je dat 30 jaar steeds minder een uitzondering wordt en we daar zelfs overheen gaan," aldus KTZ Pel.
Voor wat betreft de laatste drie denkt men bij DMO nu al na over een oplossing. Pel: "Er loopt nu een studie naar die drie te vervangen door één multifunctioneel platform. In plaats van allerlei exoten, krijg je dan één klasse met body."
Geen rekening mee gehouden en het is al laat
Het probleem bij deze vervangingen is echter dat die voor de komende decennia niet zijn opgenomen in de begroting. Er is alleen rekening gehouden met de vervanging van de M-fregatten, onderzeeboten en mijnenjagers.
Uitstel van de eerste drie projecten kan bovendien tot gevolg hebben dat latere projecten worden opgeschoven, terwijl er al zo weinig tijd is.
Eugene Pel lichtte aan de hand van een verhelderende tijdsbalk toe dat Defensie al laat is. Voor een gewoon traject worden de volgende doorlooptijden gehanteerd:
Voorlopig ontwerp: 3 jaar
Aanbesteding: 3 jaar
Contractfase: 1 jaar
Gedetailleerd ontwerp: 2 jaar
Bouw: 4 jaar
Hard- en software integratie: 1 jaar.
Samen is dat 14 jaar. Pel legde uit dat Defensie voor de drie meest urgente vervangingstrajecten nog in de voorbereidingsfase (pre-DMP-A) zit. En dan zijn de jaren 2020 voor de M-fregatten en mijnenbestrijdingsvaartuigen al moeilijk te halen.
Een periode van 2027-2029 lijkt dan, op basis van deze cijfers van DMO, realistischer.
Het lastige is bovendien dat verwerving van nieuwe schepen niet is ondergebracht bij het Commando Zeestrijdkrachten, maar bij DMO, een organisatie van land-, luchtmacht, marine en marechaussee. Er is nu dus een opeenhoping van maritieme vervangingen en toekomstige maritieme projecten. In een paarse organisatie als DMO, waarin land- en luchtmacht nauwelijks zelf systemen ontwikkelen maar die (vaak in het buitenland) van de plank kopen, is het een uitdaging om deze toekomstige trajecten te kunnen accommoderen.
Tijdens het symposium werd ook het eerste exemplaar van het boek "TNO 25 years MMICs for phased arrays" uitgereikt. Een boek over de geschiedenis van 25 jaar MMIC's en phased array radars. (Foto: Jaime Karremann/ Marineschepen.nl)
