Dutch |English nl | en
Home>Over Iv > Kennis & Nieuws > Overzicht > Hoe ontwerp je een minidorp in een cilinder?
Hoe ontwerp je een minidorp in een cilinder? Techniek Onderzeeboten Ontwerpen

Alle ruimtes hangen samen

Als je meer wilt leren over de basisprincipes van het ontwerpen van onderzeeboten, kun je bij Nevesbu terecht voor een vierdaagse Masterclass Submarine Design. Specialisten Marijn Hage en Albert Jurgens over handgrepen, logische lijnen en de geur van 50 deo-loze pubers in een gymlokaal. “Binnen elke kubieke meter in een onderzeeboot vind je meer technologie dan in welk voertuig dan ook.”

“Zo’n handgreep bij dat luik,” zegt Marijn Hage, naval architect bij Nevesbu, als hij aan een ontwerp van een onderzeeboot denkt, ”het zit precies op de goede plek. Als ontwerper van een onderzeeboot moet je heel goed meedenken met de gebruikers. Stel dat een bemanningslid met een brandblusser heel snel door dat luik naar voren moet. Hij heeft zijn handen dan te vol, en dankzij die greep kan hij er makkelijker doorheen om de brand op tijd te blussen. Dat ontwerpbewustzijn, ik kan daar echt van genieten. Als bemanning moet je snel en correct kunnen handelen. Er is aan boord niet altijd ruimte voor een tweede kans.” 

Om in de dieselkamer te komen, moet je niet eerst door de commandocentrale gaan.
Albert Jurgens, manager of projects bij Nevesbu, kan vooral genieten als het ontwerp van een onderzeeboot logistiek klopt. “In een onderzeeboot hangen alle ruimtes met elkaar samen. Zij moet zijn opgebouwd uit logische lijnen. Om in de dieselkamer te komen, moet je niet eerst door de commandocentrale gaan. Je wilt geen doorgaande lijnen door een werkruimte. Submarine design is het ontwerpen van samenhang.”

Kennis behouden

Marijn Hage en Albert Jurgens zijn docenten van de Masterclass Submarine Design, zoals ze die bij Nevesbu intussen vier keer hebben gegeven. Afgelopen zomer was er voor het eerst een open inschrijving. 23 vakgenoten schoven aan. Engineers vooral, afkomstig van bedrijven die lid zijn van het Dutch Underwater Knowledge Centre (DUKC). Opmerkelijk zo’n cursus. In ons land worden immers geen onderzeeboten meer gemaakt. Toch zette Nederland zich met de Walrusklasse - waarvoor Nevesbu het ontwerp leverde, en later dat voor de levensduurverlenging - op de internationale onderzeebootkaart. Albert: “Om die onderzeeboten relevant te houden en misschien straks weer innovatieve nieuwe te bouwen, moet je als land wel je kennis behouden en doorontwikkelen, anders ben je straks 100% afhankelijk van het buitenland. En je wilt soms wat kunnen veranderen aan een onderzeeboot zonder dat iemand dat weet.” Hij weet: een Masterclass Submarine Design staat niet in elk land op het cursusmenu. Er zijn nauwelijks bedrijven die een open opleiding geven. “Vaak kom je ze tegen als onderdeel van een verkooptraject van nieuwe onderzeeboten”, zegt Albert. 

Duikboot of onderzeeboot?

Mogen Albert en Marijn eerst een misverstand wegwerken? Een duikboot is een boot die duikt. Hij vaart boven water en gaat pas kopje onder wanneer er gevaar dreigt of wanneer hij moet aanvallen. Een onderzeeboot is gebouwd om permanent onder water te varen. Hij voert een aanval op de vijand onderwater uit. “Sinds de Tweede Wereldoorlog zie je geen duikboten meer,” vertelt Albert, “omdat met de komst van moderne elektronica deze te makkelijk te detecteren zijn. Een onderzeeboot kan heel lang onzichtbaar onderweg zijn. Zie een onderzeeboot als een ruimtestation onder water. Je bent volledig op jezelf aangewezen en je probeert zo min mogelijk contact met de buitenwereld te hebben. Zo kan je in het geheim je missie uitvoeren.” 

Complex ontwerp

Albert omschrijft een onderzeeboot als een hoogtechnologische machine. “Binnen elke kubieke meter vind je meer technologie dan in welk voertuig dan ook.” Noem een onderzeeboot een minidorpje geperst in een stalen buis. De bouw van een onderzeeboot duurt van ontwerp tot doop zomaar tien jaar. “Je praat al snel over honderdduizenden onderdelen die je op de juiste plek en met elkaar moet koppelen om samen tot een systeem te vervloeien.” Dat allemaal in die cilinder waarmee je honderden meters diep kunt duiken. “Het ontwerpen is dus nogal een complex gedoe”, zegt Marijn met een glimlach. “We hebben niet voor niks vier dagen nodig om de deelnemers van de masterclass een beeld te geven van wat hierbij komt kijken.” 

Lengte

Het doel van een onderzeeboot is onzichtbaar zijn missie uitvoeren, zoals kust- en vaarroutes in de gaten houden, verbindingen afluisteren en kikvorsmannen aan land zetten. Daar moet je het ontwerp op afstemmen. Belangrijk hierin zijn lengte en geluid. Hoe groter een onderzeeboot, hoe beter het leefcomfort binnen, maar hoe makkelijker je die kunt detecteren. Leefcomfort staat dus min of meer haaks op veiligheid. Daarnaast kan een te grote onderzeeboot op diepte vervormen of zelfs imploderen. Albert: “Een onderzeeboot ‘krimpt’ naarmate die dieper gaat. Dat komt door de toenemende waterdruk. Je begrijpt hoe belangrijk het is dat alle pijpen dan kunnen meebuigen.” 

Geluid

Geluid vergroot het gevaar op ontdekking. Stil is een onderzeeboot niet. Hij geeft een zacht geruis door de pompen en diesels als je de batterijen oplaadt. Ook de schroef en het water dat langs de romp stroomt, maken geluid. Net zoals het openen van de deksels van de torpedobuizen. En een onderzeeboot moet, nadat die een tijd onder water is geweest, af en toe letterlijk even met een soort snorkel boven water naar adem happen. Hij heeft zuurstof nodig om de dieselmotoren weer te laten draaien, en frisse lucht voor de bemanning om op te snuiven. Marijn: “Je wilt liever dat een onderzeeboot zo lang mogelijk onder water kan blijven. Om te voorkomen dat die ineens tijdens een geheime missie met veel herrie zijn kop boven water moet uitsteken. Vandaar dat de batterijen steeds groter worden, in combinatie met een grote diesel om die batterijen op te laden.” En ja, hoe langer onder water, hoe slechter de luchtkwaliteit. Aan boord heb je zogenoemde scrubbers die kooldioxide uit de lucht halen, zodat deze zo zuiver mogelijk blijft. Bovendien kun je in noodgevallen zogeheten zuurstofkaarsen aansteken. Bussen die op basis van een chemische reactie zuurstof produceren. 

50 deo-loze jongeren

Het verblijf aan boord is niet bepaald romantisch. Albert: “Denk aan de muffe lucht van 50 deo-loze jongens in het kleedlokaal van de middelbare school.” En dat zomaar een paar maanden lang. Je slaapt met vijf man in een kooi, een soort muurkast. Alle bedjes zijn er zo dicht op elkaar gestapeld dat je nauwelijks je knieën kunt optrekken. Privacy heb je niet. Irritaties kunnen snel oplopen. Teambuilding is dus enorm belangrijk, want tijdens een missie moet je als een geoliede machine met elkaar samenwerken. Iedereen vormt een onderdeel van het geheel. Albert: “Elk bemanningslid moet bovenmatig stabiel en sociaal zijn, kunnen leven in een compacte ruimte en kunnen omgaan met stressvolle situaties.” De kok speelt hierin een essentiële rol. “Goed eten is een van de allerbelangrijkste dingen om de bemanning blij te houden.”

Modulaire bouwdoos

De vierdaagse masterclass bestaat uit onderdelen als energy, auxiliary & combat systems en hydrostatics & hydrodynamics. Natuurlijk ontwerpen de masterclass-cursisten ook zelf een onderzeeboot, met behulp van de ‘Volume Estimation Tool’ (VET) waarmee Marijn als naval architect een paar jaar geleden bij Nevesbu afstudeerde. “Bij het ontwerpen van een onderzeeboot draait het vooral om het bereiken van neutraal drijfvermogen. Daarbij moet je een goede inschatting maken van het gewicht en volume van je ontwerp”, vertelt Marijn. De VET-methode is als een bouwdoos opgebouwd. Elke module stelt een onderdeel van een onderzeeboot voor: slapen, leven, brandstof, werken, energie opwekken enzovoorts. “Een meer gemixte bemanning betekent dat je anders over privacy moet gaan denken. Ook de bestemming is bepalend voor je ontwerp, want elk water kent een andere dichtheid. Rond de evenaar heeft zeewater een andere dichtheid dan in een Noors fjord. We voeren aldus het eisenpakket steeds meer op, om daarmee begrip voor alle puzzelstukjes te krijgen. Hoe dan ook, het gewichtszwaartepunt moet altijd op zijn plek liggen, om te voorkomen dat de onderzeeboot verticaal draait. De boot moet zweven in het water.” 

60 centimeter

Marijn wijst op de bovenkant van een onderzeeboot, naar een gat van 60 centimeter breed. “Daar moet alles doorheen”, zegt hij. “Dat betekent dat elk onderdeel demontabel moet zijn. Een nieuwe dieselmotor gaat in honderden stukjes naar binnen. Dat maakt het ontwerpen van een onderzeeboot ook zo fascinerend. Alles wat je op de tekentafel bedenkt, moet wel door dat gat van 60 centimeter passen.” 

Wil je meer weten over de mogelijkheden voor jouw vraagstuk? Albert denkt graag met je mee over jouw technische vraagstukken. Neem contact op via 088 943 3400 of stuur een mail.
Wij zijn altijd op zoek naar nieuw talent. Hoe kan jij ons versterken? Werken bij Iv betekent elke dag werken aan uitdagende en afwisselende projecten. Op kantoor of op locatie. Bekijk snel of er in jouw specialisme een uitdaging te vinden is!