Vijandelijke onderzeeboten worden minder ongrijpbaar | Maritiem Nederland
Techniek&Innovatie
Onderzeeboten, helikopters en fregatten van elf Navo-lidstaten oefenden in Italiaanse wateren tijdens Dynamic Manta 2020.

MUASS maakt het detectiebereik van sonar zo groot mogelijk


Vijandelijke onderzeeboten worden minder ongrijpbaar



Lennart Kik | dinsdag 26 mei 2020
Marine

Er gaat een grote dreiging uit van onderzeeboten, omdat ze zich ongezien kunnen verplaatsen. Eind dit jaar verwachten de Defensie Materieel Organisatie (DMO) en het Commando Zeestrijdkrachten een nieuw systeem in gebruik te nemen in de strijd tegen vijandelijke onderzeeboten. “De nieuwe Multi Use Accoustic Support Suite (MUASS) draagt eraan bij onderzeeboten iets meer grijpbaar te maken. Het gaat om beter inzicht in de onderwaterwereld waarin ze zich bevinden”, zegt luitenant-ter-zee 1 Tjarda Wilbrink, specialist meteorologie en oceanografie bij de Marine.

Voor het opsporen van onderzeeboten maakt de marine gebruik van sonarsystemen. Deze sensoren werken met onderwatergeluid en zenden geluidsgolven uit die door onderzeeboten of objecten onderwater worden gereflecteerd. De state-of-the-art sonarsystemen van tegenwoordig bestrijken een aanzienlijk groter gebied dan wat vroeger mogelijk was.

De Multipurpose fregatten ‘Zr.Ms. Van Amstel’ en ‘Zr.Ms. Van Speijk’ hebben sinds 2016 een Low Frequency Active Passive Sonar (LFAPS) aan boord, geleverd door de Canadese firma Ultra Electronics Maritime Systems. Dit is een zeer krachtige onderwatersensor die onderzeeboten op grote afstanden kan detecteren en classificeren. De sonar wordt met een kabel op de juiste diepte gebracht om objecten te kunnen signaleren. De software voor dit systeem werd geleverd door TNO. Bij de introductie sprak vice-admiraal Rob Kramer over “een quantum leap op het gebied van onderzeebootbestrijding”.

Ook de nieuwe NH90 helikopters van de marine beschikken over een ultramodern systeem, de Helicopter Long Range Active Sonar (HELRAS). Tijdens een recente Sea Acceptance Test van de Israëlische marine (dat het systeem ook gebruikt, LK) bleek dat deze dipping sonar “de operationele werktijd aanzienlijk verhoogt terwijl de detectiemogelijkheden en de effectiviteit van onderzeebootbestrijding belangrijk worden verbeterd”.

Met behulp van deze sonarsystemen nemen fregatten en helikopters waar wat zich onderwater afspeelt. De nieuwe systemen mogen ‘state of the art’ zijn en onvergelijkbaar veel beter dan wat er voorheen beschikbaar was, de gebruiker moet wel inzicht hebben in hoe de onderwateromgeving de prestatie van de sonar beïnvloedt. Hiervoor maakt het commandocentrum gebruik van verschillende bronnen van informatie: kaarten van de zeebodem, het verloop van zoutgehalte en temperatuur in de waterkolom en de invloed van wind en stroming op het wateroppervlak. Daarnaast moet men rekening houden met ‘akoestische verstoringen’ in de vorm van scheepswrakken op de zeebodem, scheepvaart, boorplatformen en offshore windparken.

Beter inzetadvies

Luitenant-ter-zee 1 Wilbrink volgde de Zeevaartschool op Terschelling. In 1998 begon zij bij de meteodienst van de Koninklijke Marine, waar ze zich opwerkte tot specialist meteorologie en oceanografie bij het Joint Informatievoorziening Commando (JIVC), het eigen IT-bureau van Defensie. Uiteindelijk kwam ze terecht bij de afdeling KIXS (Kennis, Innovatie, eXperimenten en Simulatie) waar innovatieve concepten ontwikkeld en gevalideerd worden “Omgevingsinformatie maakte aanvankelijk geen deel uit van ons Guardian Combat Management System (het zelf ontwikkelde combat managementsysteem van de Nederlandse marine, LK). Het programma voor onderzeebootbestrijding had daar een duidelijke behoefte voor liggen. In 2012 hebben we een project opgezet om de statische geografische data – onder meer van zeekaarten – te combineren met dynamische weerdata en oceanografische gegevens.”

‘Het sonarmodel is verrijkt met algoritmes die het ook mogelijk maken een ‘inzetadvies’ te geven’

Het duurde nog tot 2017 voordat het project Multi Use Accoustic Support Suite (MUASS) van start kon gaan. “Toen hadden we budget gekregen en konden we mensen inhuren”, zegt Wilbrink. “Met name software ontwikkelaars, want we hebben niet alle expertise in huis bij de Marine. TNO is leverancier van het sonarmodel dat we gebruiken. Daar zijn we mee aan de slag gegaan. We hebben er een aantal algoritmes omheen gebouwd, die het nu ook mogelijk maken om een ‘inzetadvies’ te geven. Met het model van TNO kon je de prestatie van de sonar onderwater al heel mooi in kaart brengen. Onze toevoegingen laten zien hoe je de sonar het beste kan inzetten om je detectiebereik zo groot mogelijk te maken. We hebben het model verrijkt met data én met algoritmes zodat het inzetadvies er beter uitkomt.”

De beste feedback

De nieuwe software bestaat uit een aantal delen, vertelt Wilbrink. “Het eerste deel is een GIS (geografisch informatiesysteem, LK) waarbij je allerlei omgevingsdata kan visualiseren. Het tweede deel betreft informatie van de schepen en hun sensorsystemen. In de database zitten eigenschappen van radar en sonar, maar het gaat ook om data over de eigen eenheid: hoe snel ga je en hoe snel kan een tegenstander varen, hoe diep gaat hij en hoe hoog kan een vijandelijke helikopter vliegen? Een derde deel betreft alle sensormodellen. Bij elkaar vormt dit het programma ENVITE (dit staat voor environmental information and technical exploitation, LK) waar we nog hard aan werken. Het programma wordt getest aan boord van de M-fregatten en ook de onderzeeboten varen ermee. Deze operationele validatie is voor ons heel belangrijk. De bemanning komt iedere keer terug met feedback: kan dit anders en kan dat sneller en nog beter?”

Tjarda Wilbrink aan boord van fregat Zr.Ms. Van Speijk: ‘Als je meevaart, sta je er bovenop en krijg je de beste feedback’ (foto: Mediacentrum defensie). Tekst gaat verder onder de foto.

Hoewel MUASS inmiddels al op de meeste fregatten en onderzeeboten wordt gebruikt is het nog steeds ‘work in progress’. “Naast de sonarmodule zijn we nu ook een radarmodule aan het installeren. Dat maakt het gebruik nog weer breder. Verder willen we het systeem uitbreiden met een communicatiemodule. Daarmee kan je bijvoorbeeld zowel voor schepen als voor waleenheden kijken hoe ver je uit elkaar mag zijn om toch nog goed te kunnen communiceren.”

Voor zover dat mogelijk is probeert Wilbrink twee of drie keer per jaar zelf mee te varen. “Dan sta je er bovenop en ben je er zo bij betrokken, dat werkt toch het best. In mei zat meevaren er niet in door de covid 19-maatregelen. Deze keer valt het helaas in het water. Misschien kan het in het najaar nog.”

Tactisch spel

Het ontwijken en opsporen van vijandelijke ‘onderzeeboten is ook een tactisch spel op hoog niveau. Heeft een commandant van een onderzeeboot met MUASS een slimmer middel om zijn tegenstander te detecteren? “Niet zozeer detecteren, want de sensor blijft hetzelfde”, zegt Wilbrink. “Het gaat meer om het interpreteren van alle data die beschikbaar is maar tot nu toe verspreid aanwezig was. Dat maakt het verschil. Je inzicht is beter. Daardoor kan je als commandant niet alleen sneller een beslissing nemen, het levert ook betere argumenten op om iets wel of juist niet te doen. Om alle informatie bij elkaar te brengen heb je tegenwoordig snelle computers nodig.”

Nieuw aan MUASS is het gebruik van oceanografische modellen. “In oceanen zorgen temperatuur en zoutgehalte ervoor of geluid naar boven dan wel naar beneden wordt afgebogen. Als je onder water werkt met geluid om onderzeeboten op te sporen, is de toestand van de oceaan heel belangrijk. Nu maken we voor het eerst gebruik van forecasts, verwachtingen over de toestand in de oceaan. Wanneer je kan voorspellen naar welke kant geluid wordt afgebogen, weet je of het detectiebereik groter of juist minder groot is.”

“We hebben hard gewerkt om het model van TNO te koppelen aan een oceaanmodel. Daar hebben we goede resultaten mee behaald, maar het bleek wel een probleem om deze data aan boord te krijgen. Het model zelf draait aan de wal en het gaat om vrij grote datapakketten. Met een nieuwe compressiemethode hebben we de pakketjes kleiner gemaakt, zodat je ze makkelijker naar het schip toe kan sturen of kan downloaden om ze in het systeem aan boord te gebruiken. We zijn er best trots op dat ook dat is gelukt.”

Hieronder een screenshot van de sonardekking over grote afstand in diepe wateren (beeld: Mediacentrum Defensie). Tekst gaat verder onder de foto.

Een ander aandachtspunt was het verloop van ruis in het water. “Samen met de hoeveelheid wind en de scheepvaartdichtheid zorgt de toestand in de oceaan voor ruis. Maar ruis heb je niet overal evenveel. Als je van tevoren iets kan zeggen over het verloop, kan dat weer helpen bij het berekenen van het sonarbereik onder water. Ook dit biedt weer hulp bij inzetadvies.”

Niet alleen het verloop van ruis, ook het voorspellen van golven is tegenwoordig mogelijk. “Op basis hiervan zou je een routeadvies kunnen geven. Als je weet dat de stroming een bepaalde richting uitgaat, hoe kan dat helpen als je een route wil varen van A naar B? Misschien moet je dan een beetje omvaren, maar ben je daarmee toch sneller op je bestemming”, zegt Wilbrink.

NAVO-oefeningen

Bijna ieder jaar zijn er in NAVO-verband oefeningen – afwisselend in Noord- en Zuid-Europa ­– waar helikopters, onderzeeboten en schepen van verschillende landen aan meedoen. “Het zou heel mooi als we daar bij aan kunnen sluiten. Hetzij door zelf mee te gaan, hetzij als er schepen aan meedoen met onze systemen aan boord”, zegt Wilbrink “Dan gaan we zeker mee. Maar eigenlijk zijn we inmiddels zo ver dat onze schepen al bijna niet meer zonder kunnen.”

‘Het programma is nog niet voldoende af om het nu al met buitenlandse marines te delen’

Sowieso is er al veel interesse voor MUASS van buitenlandse marines. “Ja, er is zeker belangstelling, maar daar zijn we nog wat terughoudend in. Voorlopig hebben we nog genoeg werk om onze Nederlandse eenheden te voorzien van een goed programma. Het programma is nog niet voldoende af om het met anderen te delen.”

“We zijn nu bezig met een human machine interface. Dat mag er best gelikt uitzien. Daarnaast hebben we nog een paar maanden nodig om het robuust en stabiel te krijgen, zodat er geen bugs mee in zitten en alles naar wens werkt. Daar zijn we met het hele MUASS team de rest van het jaar nog wel zoet mee.”

Aanmelden nieuwsbrief

Meld je nu aan voor de nieuwsbrief en blijf op de hoogte van het laatste nieuws van Maritiem Nederland.

Abonneer je nu!

Bestel nu GRATIS 2 proefnummers

Bent u nog niet bekend met Maritiem Nederland? Vraag dan hier uw proefabonnement aan!

Bestel nu GRATIS 2 proefnummers

Word ook abonnee!

Neem nu een abonnement en ontvang elke maand hèt vakblad voor de maritieme sector op de deurmat.

Sluit nu een abonnement af

Partners Maritiem Nederland