Delftse studenten raceten vorige week met hun zelfgemaakte onderzeeërtje Wasub III in een kilometer lange sleeptank van de Amerikaanse marine. Ze deden mee aan de International Submarine Race.
Een ‘reuzenmanta’ glijdt majestueus door het water, zijn vleugels aangedreven door een kikvorsman die zich de longen uit het lijf fietst. Een ‘tonijn’ met een grote mechanische staart doet intussen verwoede pogingen om met zijn kop van de bodem af te komen. En links en rechts flitsen fietsers in sigaarvormige coconnetjes voorbij, een lang spoor van luchtbelletjes achterlatend.
Normaal gesproken test de Amerikaanse marine patrouilleschepen en ander oorlogstuig in haar kilometer lange overdekte bassin in Maryland (Verenigde Staten), het David Taylor Model Bassin. Maar tijdens de tweejaarlijkse International Submarine Race (van 24 tot 28 juni) is het lange bad het speeldomein van een twintigtal teams van scholieren en studenten, voornamelijk afkomstig uit Noord-Amerika. Met hun zelfgemaakte mensaangedreven onderzeeërs trekken ze sprintjes van honderd meter. Sinds 1995 wordt de race hier gevaren. Voor die tijd fietsten de deelnemers onder water voor de kust van Florida. Een stuk spectaculairder maar ook lastiger te organiseren.
Het wereldsnelheidsrecord staat op 7,2 knopen: 13,3 kilometer per uur. “Dat record moeten we kunnen verbreken”, zegt Gijs Bloemen telefonisch vanuit de VS wanneer de race halverwege is. “Onze onderzeeër, de Wasub III, is ontworpen om 7,3 knopen te varen.”
Knalrode sigaar
Voor het eerst na het fiasco van de Wasub II durft een groep Delftse studenten het weer aan om onder water te fietsen. Wasub II voer in 2006 te pletter tegen de kant tijdens een onderwaterrace vlakbij Los Angeles. Gijs Bloemen is leider van dit nieuwe Delftse Wasub III-team.
Het team bestaat voornamelijk uit derdejaars studenten werktuigbouw en scheepsbouw. Een jaar lang hebben ze in de Dream Hall op de campus – waar ook de zonneboot, de Nuna zonnewagen en tal van andere snelle of zuinige wagentjes worden gebouwd – gesleuteld aan hun onderzeeër. Het is een knalrode ellipsvormige sigaar geworden die de stroming langs de romp zo lang mogelijk laminair houdt.
De Delftse onderwaterfiets ziet er snel uit, en het team doet dan ook mee aan de klasse voor snelheidsduivels; de schroefcategorie. Coureurs mogen bij deze klasse absoluut niet claustrofobisch zijn. De deelnemers hebben hier geen roggen of andere gekke vissen nagebootst; ze hebben cocons gemaakt waarin hun coureurs nog net plat op hun buik kunnen liggen – gezicht naar voren. Middels een trapbeweging drijven ze een schroef aan.
Of, in het geval van de Delftenaren, twee schroeven. Wasub III heeft twee contra-roterende schroeven achter elkaar; een linksdraaiende en een rechtsdraaiende. Deze geven de boot veel meer stabiliteit. Behalve voortstuwende kracht levert iedere schroef namelijk ook een kracht die de onderzeeër om zijn eigen as wil doen laten draaien. De contra-rotende schroeven leveren tegenovergestelde krachten op die elkaar opheffen.
Zelfvertrouwen
Dit aandrijfsysteem is een van de redenen waarom teamleider Bloemen denkt dat zijn team een goede kans op de overwinning maakt. “Toegegeven”, zegt hij, “enkele andere teams hebben ook contra-roterende schroeven. “Maar die zijn lang niet zo goed als die van ons. Bij het ontwerp hebben we hulp kregen van Marin-onderzoeker Jan Holtrop, een van de grondleggers van de Holtrop-Mennen vermogenspredictie voor schepen en een grootheid in de maritieme techniek.”
Het feit dat de Wasub I het in 2005 ook al heel goed deed, sterkt Bloemen in zijn zelfvertrouwen. De Wasub I eindigde destijds als eerste bij de categorie eenpersoons schroefonderzeeërs. Met twaalf kilometer per uur zat de onderzeeër toen al dicht tegen het huidige wereldrecord aan.
Maar Wasub III heeft halverwege de wedstrijd slechts 5,15 knopen gevaren, omgerekend 9,5 kilometer per uur. Nog lang niet snel genoeg dus. En dat terwijl de grote rivaal, het Canadese team Omer, van de École de technologie supérieure de Montréal, al sprintjes trekt met een snelheid van bijna zeven knopen.
Oefening baart kunst. Omer, dat het wereldsnelheidsrecord op zijn naam heeft staan, doet al meer dan twintig jaar mee. Veel andere teams racen ook al vijftien à twintig jaar. Op Internet zijn talloze filmpjes te zien van deelnemers die hun boten testen in open water. Het team van de Florida Atlantic University vaart bijvoorbeeld al maanden vrolijk rondjes in de Atlantische Oceaan met zijn nieuwste boot. En op YouTube is te zien hoe studenten van Washington University allerlei metingen doen aan hun onderwaterfiets in een groot meer.
Automatische piloot
Behalve het feit dat de studenten dit soort fine tuning noodgedwongen in de VS moeten doen, zijn er ook wat technische zaken die maken dat de Delftenaren geduchte tegenstanders hebben.
Zo haalt Omer een ander kunstje uit dan Wasub. Het heeft een soort versnellingssysteem ingebouwd. Het kan de hoek van de schroefbladen tijdens de race dusdanig aanpassen dat de voortstuwing toeneemt en daarmee ook de trapweerstand. De fietser kan daardoor beter versnellen. En dat is geen overbodige luxe als je maar honderd meter hebt om je te bewijzen.
En dan zijn er de teams die hun boot hebben uitgerust met versnellingsmeters en automatische piloten. Hierdoor hoeven de fietsers niet zelf continu bij te sturen en kunnen ze zich beter op de krachtinspanning concentreren. “Wij hebben ook geprobeerd om een automatische piloot te maken”, zegt Bloemen, “maar we hadden er te weinig tijd voor.”
Ondanks dit alles denkt Bloemen dat zijn team kan winnen. “Onze wielrenner is nog niet voluit gegaan. De komende dagen gaan we dat nog zien. Hij begint vertrouwen en goed stuurgevoel te krijgen.”
Als eenmaal de juiste balans is gevonden, hebben de Delftenaren een groot voordeel ten opzichte van de andere teams, legt Bloemen uit. “Wij hebben onze luchtafvoer beter geregeld. De meeste onderzeeërs hebben gaten aan de bovenkant zitten waar de lucht uit ontsnapt die de fietser uitademt. De plek waar de lucht precies naar buiten komt, wisselt telkens. Dat maakt die boten onstabiel. Wij voeren de lucht daarentegen via een buis af naar de achterkant.”
Hightech is dit laatste niet, integendeel. De studenten kregen van de Nederlandse marine een stokoude duikautomaat met slechts één ronde uitgang voor de uitademing. Daarop konden ze de slang aansluiten die naar de achterkant van de boot leidt. “Duikautomaten hebben normaal gesproken twee ovale uitgangen aan de zijkanten. Daarop kun je moeilijker een buis aansluiten. En een duikautomaat is iets waar je niet mee wilt klooien. Die moet veilig zijn. De marine had deze oude automaat nog ergens als back-up in de kast liggen.”
Een inventief schroefsysteem en een automaat uit de tijd van Cousteau; hopelijk helpen die Wasub in het klassement vooruit.
Update, 1 juli 2013
Op de derde dag van de race knalde Wasub III tegen de kant aan en raakte flink beschadigd. Door de botsing sloeg er een groot gat in de voorkant.
De botsing gebeurde nadat een stuk van de romp (een klep) losliet en één van de vinnen beschadigde. De onderzeeër kreeg daardoor een sterke afwijking naar links. Met een stuk plexiglas en doorzichtige tape hebben de studenten het gat gedicht. Ondanks deze tegenvaller behaalden ze de dag erna toch een snelheid van 6,7 knopen.
De race werd uiteindelijk gewonnen door het Candese team Omer met 7,3 knopen; een nieuw wereldrecord.
Heb je een vraag of opmerking over dit artikel?
delta@tudelft.nl
Comments are closed.