Detectie voorkomen cruciaal

Hoe de Noise Range al 30 jaar marineschepen zo stil mogelijk maakt

Deze maand viert de Noise Range in Noorwegen zijn 30-jarig jubileum. Deze bijzondere meetfaciliteit speelt een cruciale rol in het minimaliseren van de detecteerbaarheid van marineschepen. Ingenieur Hans Heiligenberg van de Directie Materiële Instandhouding (DMI) heeft in de afgelopen jaren voor bijna alle Nederlandse marineschepen het geluidsprofiel gemeten en geoptimaliseerd. Met hem nemen we een kijkje achter de schermen van deze akoestische meetbaan, waarvan er in de wereld slechts een tiental te vinden is.

Wie niet beter weet, ziet bij Heggernes een gewoon Noors fjord, maar onder het oppervlak ligt een van de meest geavanceerde akoestische meetfaciliteiten ter wereld verscholen: de Noise Range. In deze ‘akoestische meetbaan’ worden onze marineschepen getest op hun geluidsprofielen en wordt onderzocht hoe deze kunnen worden verbeterd. "Het is cruciaal dat onze schepen zo stil mogelijk zijn om detectie door vijanden te voorkomen", legt Heiligenberg uit. "We meten in deze meetbaan de geluiden die schepen maken om er zeker van te zijn dat ze onder het detectieniveau blijven. Vervolgens kijken we op welke manieren we schepen zo kunnen aanpassen dat we ze nog stiller kunnen maken".

Perfecte locatie

In de vroege jaren 90 sloegen de marines van Duitsland, Noorwegen en Nederland de handen ineen om een onderwater akoestisch meetstation te realiseren voor schepen en onderzeeboten. "We hebben toen verschillende locaties overwogen, maar Heggernes bleek ideaal door de diepte en breedte van het fjord", aldus Heiligenberg. "Het unieke van deze locatie is dat het fjord ongeveer 400 meter diep en 1.200 meter breed is. Deze diepte en breedte zorgen ervoor dat we geen last van reflecties van geluid hebben en dat we toch wat zijn afgeschermd van externe invloeden." In 1994 werden de eerste eenvoudige metingen uitgevoerd, en nu, 30 jaar later, is het een van de meest geavanceerde meetbanen ter wereld.

Uitvoeren van metingen

De Noise Range test een breed scala aan eenheden, van fregatten tot onderzeeboten. "We voeren zowel statische als dynamische metingen uit”, legt Heiligenberg uit. Voor statische testen wordt het schip tussen 3 boeien gemanoeuvreerd en blijft het stil liggen, terwijl verschillende systemen aan boord, zoals pompen, blowers en generators, één voor één worden ingeschakeld. Speciale onderwatermicrofoons (hydrofoons) registreren hoe elk apparaat bijdraagt aan het totale geluidsprofiel.

Dynamische testen daarentegen worden uitgevoerd terwijl het schip in beweging is. Het schip volgt een vooraf bepaalde koers en passeert een reeks hydrofoons die op verschillende diepten in het water hangen. Deze testen simuleren beter de werkelijke operationele omstandigheden, waarbij alle systemen aan boord tegelijkertijd in werking zijn. Deze 2 testmethoden samen geven een volledig beeld van het geluidsprofiel van het schip.

Elk schip een eigen ‘vingerafdruk’

Aan de hand van deze metingen kunnen Heiligenberg en zijn collega’s goed zien of het schip voldoet aan de normen en waar eventueel winst te behalen valt. Een meting levert een uniek geluidsprofiel op waaraan je het specifieke schip ook kunt herkennen. "Het is bij deze metingen fascinerend om te zien hoe elk schip een eigen 'vingerafdruk' heeft", zegt Heiligenberg. "Dieselmotoren, pompen en andere machines produceren elk hun eigen geluid en samen met de manier van voortbewegen vormen ze dat unieke geluidsprofiel van het schip."

Blijven innoveren

"Maar technieken om schepen te detecteren verbeteren ook constant, dus wij moeten ons blijven aanpassen en innoveren", benadrukt Heiligenberg. Een nadeel van unieke geluidsprofielen is bijvoorbeeld dat een mogelijke vijand kan ‘horen’ welke schepen in de buurt zijn. "We werken dan ook aan technieken zoals antigeluid of tegenfasen om het geluid van schepen nog verder te dempen. Daarnaast gebruiken we real-time sensoren om voortdurend de geluidsprofielen van schepen te monitoren. Deze sensoren kunnen direct feedback geven als er iets in het geluidsprofiel verandert en als we actie moeten ondernemen om onder het detectieniveau te blijven."

Samenwerking en expertise

Heiligenberg roemt graag de samenwerking van DMI met het Commando Materieel en IT bij de instandhouding en het gebruik van deze faciliteit. Daarnaast wordt vruchtbaar samengewerkt met onderzoekers van de kennisinstituten TNO en MARIN. Behalve een voordeel voor de marine, levert dit ook veel inzichten op voor de civiele scheepvaart. "De kennis die we hier opdoen, kun je ook toepassen op vrachtschepen, die steeds stiller moeten zijn vanwege nieuwe geluidsnormen", legt Heiligenberg uit. Tot slot benadrukt hij het belang van samenwerking met de bemanningen van de schepen zelf. "We betrekken hen bij het proces, wat niet alleen de resultaten verbetert, maar ook hun bewustzijn vergroot van de geluidseffecten van hun eigen schip en gedrag. Zij kennen hun schip veel beter dan wij, wat ons weer helpt om gerichter aanpassingen te kunnen maken die invloed hebben op het geluid".

Onmisbare sensor

"Hoewel technologie een cruciale rol speelt in onze metingen, blijft het menselijk gehoor een onmisbaar instrument", zegt Heiligenberg. Hij herinnert zich een bijzonder moment van jaren geleden waarin niet de elektronische sensoren, maar het menselijk gehoor doorslaggevend was in de keuze om het schip droog te leggen voor inspectie. Heiligenberg: "Hoewel de metingen geen bijzondere afwijkingen lieten zien, hoorde mijn collega toch iets vreemds. Hij dacht aan een loszittend ringetje. Toen hij zich nog beter concentreerde, concludeerde hij tevens dat er ergens in het schip een moertje los zou kunnen zitten. We besloten het schip droog te leggen en inderdaad, er bleek zowel een ringetje als een moertje los te zitten. Dit laat zien hoe belangrijk het blijft om menselijke zintuigen te combineren met technologische middelen".