Student René de Dooij heeft onderzocht hoe artilleriegranaten zo ver mogelijk en toch precies kunnen inslaan. Hij won er de prof.ir.dr. Kooyprijs 2004 mee.
Delen
René de Dooij wist tijdens zijn afstuderen de maximaal haalbare afstand van een artilleriegranaat met 150 procent te verbeteren. De granaat waarvoor hij dit bepaalde was een ramjet aangedreven projectiel, ‘een bestuurbare, voortgestuwde granaat met vinnetjes’, verklaart De Dooij als hij onderweg is naar het Prins Maurits Laboratorium (PML) in Rijswijk. Hier deed hij zijn afstudeeronderzoek. Bij de onderzoeksgroepen wapeneffectiviteit en rakettechnologie rekende hij aan de ideale baan van de granaat met wiskundige optimalisatie en simulaties. Doel: ontdekken hoe ver de granaat maximaal kan worden weggeschoten.
Daarvoor verzamelde de voormalig luchtvaart- en ruimtevaarttechniekstudent eerst zoveel mogelijk informatie over het projectiel, zoals de aërodynamische eigenschappen, hoe snel of langzaam het projectiel kan vliegen of hoe laag en hoog het maximaal kan vliegen. Deze parameters stopte hij in een vereenvoudigd model van de granaat. “De optimale combinatie van alle parameters leverde het maximale bereik op van de granaat. Dat lag rond de 250 kilometer, terwijl mijn beginschatting nabij honderd kilometer ver was. Het verschil is dus erg groot”, aldus De Dooij.
Precieze getallen mag De Dooij overigens niet geven. “Die zijn vertrouwelijk”, laat zijn afstudeerbegeleider Leo van der Horst desgevraagd weten.
De resultaten van De Dooij werden vervolgens in een uitgebreid simulatieprogramma geverifieerd. Ondanks behoorlijk negatieve effecten van het uitgebreide weerstandsmodel, bleven de resultaten meer dan 150 procent beter dan de initiële schatting. Een granaat aangedreven door een ramjet kan dus inderdaad veel verder worden geschoten dan verondersteld. “Vergeleken met de huidige artillerieprojectielen een topresultaat”, meent De Dooij.
De Dooij was eerder klaar met zijn onderzoek dan de tien maanden die voor een afstudeeronderzoek staan. Daarom onderzocht hij ook een manier om tijdens de vlucht de positie van munitie te bepalen nadat ze door een Houwitser (kanon – IL) is verschoten. De Dooij combineerde twee positiebepalingssystemen, global positioning system (gps) en een traagheidsnavigatiesysteem (INS), zodat de kogel op basis van een gemeten positie naar het doel wordt gestuurd. Deze vorm van geleiding was nog niet eerder gebruikt voor projectielen uit een kanon. Uiteindelijk lukte het De Dooij het projectiel minder dan 25 meter van het doel te krijgen. “Dat scheelt toch een boel munitie “, reageert hij. Verder wordt daarmee de kans op collateral damage kleiner. “Je wilt immers niet het ziekenhuis raken dat naast de bunker staat.”
Rakettestlab
Het kan nog jaren duren voordat de granaat waaraan De Dooij werkte in gebruik komt. Voordat het zo ver is, worden dergelijke projectielen getest in het rakettestlaboratorium op het terrein van TNO in Rijswijk. Dit indoor raketlab heeft tweeënhalf meter dikke betonnen muren, bekleed met geluiddempend materiaal. Nu er geen tests worden gedaan, is het de stilste plek op aarde.
In dit laboratorium wordt een granaat vastgemaakt op een testbank, waarna er lucht met supersone snelheid langs wordt geleid alsof hij met hoge snelheid door de lucht vliegt. “Het op deze manier nabootsen van de vlucht is niet helemaal correct, maar wel een erg goede benadering”, zegt Hedzer Komduur van de afdeling rakettechnologie. “Dit is echter veel goedkoper dan munitie werkelijk afschieten.”
De defensietechnologieafdeling van het Kivi (het Koninklijk instituut voor ingenieurs) is zeer gecharmeerd van het onderzoek, vanwege de wiskundige trucs die De Dooij uithaalde om de vluchtbanen van de granaat te simuleren. Hij ontving daarom vorige maand de prof.ir.dr. Kooyprijs. Dat leverde hem een oorkonde op en duizend euro, waarmee hij straks zijn vriendin in Thailand gaat opzoeken.
Dankzij De Dooij worden precisiebombardementen straks nog preciezer. (Foto: Federation of American Scientists)
René de Dooij wist tijdens zijn afstuderen de maximaal haalbare afstand van een artilleriegranaat met 150 procent te verbeteren. De granaat waarvoor hij dit bepaalde was een ramjet aangedreven projectiel, ‘een bestuurbare, voortgestuwde granaat met vinnetjes’, verklaart De Dooij als hij onderweg is naar het Prins Maurits Laboratorium (PML) in Rijswijk. Hier deed hij zijn afstudeeronderzoek. Bij de onderzoeksgroepen wapeneffectiviteit en rakettechnologie rekende hij aan de ideale baan van de granaat met wiskundige optimalisatie en simulaties. Doel: ontdekken hoe ver de granaat maximaal kan worden weggeschoten.
Daarvoor verzamelde de voormalig luchtvaart- en ruimtevaarttechniekstudent eerst zoveel mogelijk informatie over het projectiel, zoals de aërodynamische eigenschappen, hoe snel of langzaam het projectiel kan vliegen of hoe laag en hoog het maximaal kan vliegen. Deze parameters stopte hij in een vereenvoudigd model van de granaat. “De optimale combinatie van alle parameters leverde het maximale bereik op van de granaat. Dat lag rond de 250 kilometer, terwijl mijn beginschatting nabij honderd kilometer ver was. Het verschil is dus erg groot”, aldus De Dooij.
Precieze getallen mag De Dooij overigens niet geven. “Die zijn vertrouwelijk”, laat zijn afstudeerbegeleider Leo van der Horst desgevraagd weten.
De resultaten van De Dooij werden vervolgens in een uitgebreid simulatieprogramma geverifieerd. Ondanks behoorlijk negatieve effecten van het uitgebreide weerstandsmodel, bleven de resultaten meer dan 150 procent beter dan de initiële schatting. Een granaat aangedreven door een ramjet kan dus inderdaad veel verder worden geschoten dan verondersteld. “Vergeleken met de huidige artillerieprojectielen een topresultaat”, meent De Dooij.
De Dooij was eerder klaar met zijn onderzoek dan de tien maanden die voor een afstudeeronderzoek staan. Daarom onderzocht hij ook een manier om tijdens de vlucht de positie van munitie te bepalen nadat ze door een Houwitser (kanon – IL) is verschoten. De Dooij combineerde twee positiebepalingssystemen, global positioning system (gps) en een traagheidsnavigatiesysteem (INS), zodat de kogel op basis van een gemeten positie naar het doel wordt gestuurd. Deze vorm van geleiding was nog niet eerder gebruikt voor projectielen uit een kanon. Uiteindelijk lukte het De Dooij het projectiel minder dan 25 meter van het doel te krijgen. “Dat scheelt toch een boel munitie “, reageert hij. Verder wordt daarmee de kans op collateral damage kleiner. “Je wilt immers niet het ziekenhuis raken dat naast de bunker staat.”
Rakettestlab
Het kan nog jaren duren voordat de granaat waaraan De Dooij werkte in gebruik komt. Voordat het zo ver is, worden dergelijke projectielen getest in het rakettestlaboratorium op het terrein van TNO in Rijswijk. Dit indoor raketlab heeft tweeënhalf meter dikke betonnen muren, bekleed met geluiddempend materiaal. Nu er geen tests worden gedaan, is het de stilste plek op aarde.
In dit laboratorium wordt een granaat vastgemaakt op een testbank, waarna er lucht met supersone snelheid langs wordt geleid alsof hij met hoge snelheid door de lucht vliegt. “Het op deze manier nabootsen van de vlucht is niet helemaal correct, maar wel een erg goede benadering”, zegt Hedzer Komduur van de afdeling rakettechnologie. “Dit is echter veel goedkoper dan munitie werkelijk afschieten.”
De defensietechnologieafdeling van het Kivi (het Koninklijk instituut voor ingenieurs) is zeer gecharmeerd van het onderzoek, vanwege de wiskundige trucs die De Dooij uithaalde om de vluchtbanen van de granaat te simuleren. Hij ontving daarom vorige maand de prof.ir.dr. Kooyprijs. Dat leverde hem een oorkonde op en duizend euro, waarmee hij straks zijn vriendin in Thailand gaat opzoeken.
Dankzij De Dooij worden precisiebombardementen straks nog preciezer. (Foto: Federation of American Scientists)
Comments are closed.