In 2016 wordt voor het eerst een nieuw wapensysteem op zee getest: de railgun. Dat maakte de Amerikaanse marine gisteren bekend. Prototypes worden al langer getest, maar de ontwikkeling van de railgun verloopt zo voorspoedig dat een wapen op het Amerikaanse schip USNS Millinocket zal worden geplaatst. De railgun vuurt relatief goedkope projectielen af, die zeer hoge snelheden kunnen behalen met een groot bereik. Marines staan aan de vooravond van een kanonrevolutie.
Artist impression van USNS Millinocket met op het helidek de railgun. (Bron: US Navy)
De Amerikaanse marine is al geruime tijd bezig met het ontwikkelen van een railkanon. De railgun is een elektromagnetisch wapen, waarbij een projectiel langs magnetische rails wordt geduwd met behulp van magnetisme. Er zijn helemaal geen explosieven of brandstoffen nodig, want het kanon werkt op elektriciteit en het projectiel bestaat volledig uit metaal. De projectielen kunnen met grote snelheid worden afgevuurd; snelheden van 21.000 km per uur moeten mogelijk zijn. Daarnaast is het mogelijk om met grotere precisie te vuren.
Het Naval Surface Warfare Center testte in 2006 een eerste prototype en vier jaar later werd een verder ontwikkelde railgun getest, dat veel meer lijkt op een uiteindelijk in te zetten wapen.
In 2016 zal het joint high speed vessel USNS Millinocket (Spearheadklasse) voorzien worden van een testversie van het nieuwe wapen. Dit schip is als testplatform gekozen omdat het voldoende ruimte biedt voor de testopstelling en de nodige voorzieningen voor het wapen. De Millinocket zelf is overigens ook splinternieuw, het snelle transportschip werd drie weken geleden in dienst gesteld. De Amerikaanse marine verwacht in 2018 een railkanon op een echt marineschip te kunnen plaatsen. Dat zou zomaar een schip van de Zumwaltklasse kunnen zijn.
Voor dichtbij
Het idee van een railkanon is al bijna 100 jaar oud. De Koninklijke Marine heeft tot eind jaren '90 ook onderzoek gedaan naar de railgun. In het toenmalige Prins Maurits Laboratorium werd een heuse testopstelling geplaatst. Marineschepen.nl sprak met één van de technici die nauw betrokken was bij dat onderzoek, KLTZE b.d. J.M.A. Pijls.
Huidige kanonsystemen zijn uitontwikkeld, er valt weinig meer aan te verbeteren. Alleen de munitie kan beter. Een railkanon biedt vele voordelen en vooral de hoge snelheid waarmee het projectiel de loop verlaat. Pijls: "Wat wij voor ogen hadden en wat men destijds in Amerika en Groot-Brittannië voor ogen had, was een rol als anti-tankkanon voor de landmacht en een rol als close-in weapon system (CIWS, een laatste redmiddel, zoals Goalkeeper, JK) aan boord van marineschepen. Juist voor de korte afstand heeft een elektromagnetisch kanon enorme voordelen. De hoge snelheid waarmee het metaal wordt afgevuurd, geeft het een enorm penetrerend vermogen. Ook kun je een railkanon hierdoor goed inzetten tegen zeer snelle hypersonische antischeepswapens op een relatief korte afstand van zo'n 2.000 meter."
General Atomics heeft een projectiel ontwikkeld dat minder last heeft van luchtweerstand dan eerdere projectielen.
Goedkoop
Toch is het juist de snelheid die het wapen op de middellange afstand parten speelt: "Als een stuk metaal met 2.000 m/s (7.200 km/ uur, JK) wegschiet ontstaat er een enorme hitte door de luchtweerstand. Na verloop van tijd zal er van het projectiel door die warme niet veel meer over zijn. Daar moet je dan iets op verzinnen. Waar de Amerikanen, gelet op de beelden, voor hebben gekozen is een niet al te hoge mondingssnelheid van Mach 6, net onder de 2.000 m/s. Daardoor kan min of meer conventionele munitie worden gebruikt, blijven de loopslijtage en het energieverbruik beperkt, wat belangrijk kan zijn indien meer schoten worden afgevuurd. Andere oplossingen zijn er ook, maar die zijn duurder."
Juist die betaalbaarheid is volgens het hoofd van Naval Research VADM Matthew Klunder interessant. De railkanonprojectielen zijn volgens hem veel goedkoper dan raketten. De verschillen: 25.000 dollar versus 500.000 tot 1,5 miljoen dollar voor een raket. De Amerikaanse marine wil het wapen daarom inzetten tegen asymmetrische doelen, zoals terroristen die met speedbootjes op een schip afkomen.
Dat roept wel vragen op, want er verschijnen steeds meer wapensystemen op de markt tegen asymmetrische dreigingen. Een klassiek kanon dat in een hoog tempo granaten met nabijheidsbuizen kan vuren op een speedboot is effectiever en goedkoper dan een railgun.
Waar de Amerikanen nog geen antwoord op hebben is het bereiken van een hoge vuursnelheid. Want ook voor een railkanon dat tegen speedboten en raketten wordt ingezet, geldt dat het meerdere schoten snel achter elkaar moet vuren. En tot op heden hebben de twee railkanonbouwers BAe Systems en General Atomics alleen 'single shot' wapens kunnen bouwen. Die hogere vuursnelheid is wel belangrijk legt Pijls uit: "Om een inkomend antischip projectiel uit te schakelen is één treffer afdoende, maar om op 1.000 m één treffer te halen, moeten tussen de 1.500 m en de 1.000 m toch tenminste zes schoten worden afgevuurd, dus dan is een vuurtempo van 12 schoten per seconde vereist."
Revolutie op zee
Bij een wapen tegen speedboten en inkomende raketten zal het niet blijven. De Amerikanen zien in een verdere toekomst het railkanon ook ingezet worden tegen marineschepen. De afgevuurde projectielen zullen uiteindelijk ook geleide projectielen worden, die dus gericht naar een doel kunnen vliegen. Dat zou een revolutie op zee betekenen. Want hoe verdedig je je schip tegen tientallen projectielen die met vele duizenden kilometers per uur op je afvliegen? De projectielen zijn van massief metaal, dus zonder explosieven. Juist die explosieven in hedendaagse raketten kunnen vroegtijdig tot ontploffing worden gebracht door er een raket- of granaatscherf doorheen te jagen. Dat lukt straks niet meer. De verdediging moet terug naar de tekentafel.
Dat de Amerikanen verwachten dat hun railkanon in de toekomst een bereik van meer dan 200 kilometer zal hebben, verbaast Pijls niet: "Als je een groot kaliber railkanon hebt, kun je een grotere dracht halen. Je schiet het projectiel onder een hoek van zo'n 55 tot 60 graden heel snel de atmosfeer uit, de ruimte in. Dan legt hij een heel lange afstand af in het luchtledige net als een ballistische raket en dan valt hij met hoge snelheid weer terug naar de aarde. Het lastige is dat het projectiel in dat laatste stukje in de atmosfeer behoorlijk kan vervormen. En ook in die eindfase heb je dan geleiding naar het doel nodig."
De testopstelling van General Atomics in 2012. (Foto: US Navy)
Wanneer?
Het railkanon kent een lange aanloop. In 1918 testte een Franse uitvinder een vroege versie van een railkanon. "Nieuwe wapensystemen zijn er nooit van de ene op de andere dag," stelt Pijls. "Toen wij in de jaren '90 onderzoek deden naar het railkanon ging dat stapje voor stapje, samen met andere landen. Ook wij hebben ons steentje bijgedragen. Ik heb toen voorspeld dat het railkanon rond 2020 op schepen in gebruik zouden zijn, maar dat wordt 2030."
Zodra er een werkend railkanon is, moet het nog geïnstalleerd worden op een schip. Bij de bouw van de Zumwaltklasse is daar al rekening meegehouden. Een railkanon vraagt namelijk om andere voorzieningen dan een klassiek kanon. Het eenvoudig vervangen van een oud door een nieuw systeem is er dus niet bij. Pijls: "Als je een railkanon voor een op tank wilt gebruiken, zul je ook een heel nieuwe tank moeten ontwerpen. Marineschepen hebben meestal genoeg ruimte. Omdat het kanon veel elektriciteit nodig heeft voor een schot, wordt dat uit grote condensatorbanken gehaald. Er is aan boord vaak wel voldoende elektriciteit om die condensatoren op te laden, maar ze nemen veel plaats in beslag. Aan de andere kant kan een grote munitiebergplaats vervallen."
Dát de railgun de toekomst heeft op marineschepen, lijkt een zekerheid. Of er ook een elektromagnetische Goalkeeper zal komen, is nog de vraag. De huidige Goalkeeper is vergeleken met zijn collega's als de Phalanx weliswaar nog steeds 'top of the bill'. Het Hengelose wapen heeft echter ook geen antwoord meer op de snelste antischeepswapens die bij steeds meer (niet-NAVO) landen in gebruik zijn. Het wordt op dit moment gemoderniseerd, maar het oude kruitkanon met 'langzame' granaten blijft. Er is niets bekend over ontwikkeling van een elektromagnetische Goalkeeper nadat het onderzoek eind jaren '90 in verband met bezuinigingen werd stopgezet. Maar ook de Gatlinggun, die een onmisbaar onderdeel is van de Goalkeeper is een Amerikaans product. En wie weet kan de Amerikaanse railgun ooit toegevoegd worden de opvolger van de Goalkeeper. Tot die tijd is het afwachten hoe Nederland met de kanonrevolutie zal omgaan.
