05/01/2023
Door Ad Spijkers
Een onbemand half-afzinkbaar vaartuig zou kunnen bewijzen dat de beste manier om onopgemerkt en efficiënt door water te reizen, half onder water is.
Autoriteiten hebben de afgelopen jaren ontdekt dat ruw gemaakte semi-onderzeeërs voor illegale doeleinden (zoals drugstransporten) worden gebruikt. Een project aan de Washington State University (WSU) in Pullman heeft tot doel aan te tonen hoe half-afgezonken schepen efficiënt militaire, commerciële en onderzoeksdoeleinden kunnen dienen. De semi-onderzeeër van WSU is met een lengte van 450 mm en een diameter van 100 mm relatief klein.
Het ongeveer 1,5 m lange semi-sub-prototype van WSU is opgebouwd uit kant-en-klare en 3D-geprinte onderdelen. Het prototype toonde zijn zeewaardigheid aan in testen op het water. Het bewoog snel en heeft een lage weerstand en een laag profiel.
Het scheepstype is niet nieuw. Er bestaan al afzinkbare schepen om aanzienlijke vrachten (zoals jachten en zelfs booreilanden) te vervoeren. Deze worden afgezonken om de lading te kunnen oppakken en afzetten, maar varen doen ze volledig boven water.
Eigenschappen
Een semi-afzinkbaar vaartuig is relatief goedkoop om te bouwen, moeilijk te detecteren en het kan oceanen oversteken. Het is niet zo gevoelig voor golven in vergelijking met oppervlakteschepen, aangezien het grootste deel van het lichaam onder water ligt. Er zijn ook enkele economische voordelen. Aangezien ze minder weerstand in het water ervaren, zouden ze minder brandstof verbruiken, wat zowel een milieu- als een economisch voordeel oplevert.
Omdat de semi-onderzeeër meestal op de waterlijn vaart, hoeft hij niet van zo sterke materialen te zijn gemaakt als een onderzeeër die bestand moet zijn tegen de druk van langdurig onder water zijn. De semi-onderzeeër heeft ook het voordeel dat hij een klein platform heeft dat in contact staat met de atmosfeer, waardoor het gemakkelijker wordt om gegevens te ontvangen en te verzenden.
Testen
Voor de studie bestuurden de onderzoekers de semi-sub in Snake River's Wawawai Bay in de staat Washington. Ze testten de stabiliteit en het manoeuvreervermogen. De semi-onderzeeër bereikte een maximale snelheid van 1,5 m/s (5,4 km/u). Bij hogere snelheden komt hij boven het water uit, waardoor er meer kielzog ontstaat en meer energie wordt verbruikt. Bij lagere snelheden is het vaartuig bijna volledig ondergedompeld en maakt het nauwelijks een rimpeling.
De onderzoekers rustten de semi-onderzeeër ook uit met sonar en brachten de bodem van een reservoir in de buurt van Pullman in kaart om het vermogen om gegevens te verzamelen en te verzenden te testen.
De semi-onderzeeër van WSU is nog niet volledig autonoom, maar kan al wel worden voorgeprogrammeerd om zich op bepaalde manieren te gedragen. Zo kan hij zelf een bepaalde route afleggen of reageren op bepaalde objecten door ze te achtervolgen of er van weg te varen.
Voorlopig werken de onderzoekers aan het verder optimaliseren van de vorm van semi-afzinkbare voertuigprototypes voor specifieke doeleinden. Ze werken momenteel samen met de U.S. Naval Academy in Annapolis (Maryland) om te werken aan de operationele mogelijkheden van de vaartuigen en om numerieke simulaties te vergelijken met resultaten van experimenten.
Foto: Washington State University