BASIS_Nootdorp_Sonar

Tijdens de ontwikkeling van transducers in de begin jaren ’50 bleek de meetinrichting op het vlot in de Waalhaven niet meer aan de eisen te voldoen:

  • het water was ter plaatse niet diep genoeg,
  • het achtergrondlawaai was te hoog door de nabijheid van scheepsverkeer en havens, en
  • de afstand tussen het laboratorium in Den Haag en de haven in Rotterdam was onpraktisch groot.

In 1953 besloot TNO om een nieuwe meetfaciliteit voor onderwaterakoestiek (sonar) in te richten op de Roeleveense plas naast de A12 nabij Nootdorp en naast de Hofpleinlijn (nu Randstadrail lijn E). De plas is een zandafgraving geweest voorafgaande aan de Tweede Wereldoorlog. Het zand is gebruikt voor het maken van een ongelijkvloerse kruising met de A12 op de plaats waar nu het Prins Clausplein ligt. Toen had men al plannen voor een verbinding met de Rotterdamse weg. Het taluud daarvoor is echter nooit gebruikt.
De plas is een dubbel driehoekig zoetwatermeer met zijden van 300 en 400 meter (zie de Google map hieronder).
 

Gepantserde deuren die de Duitse Schnellboote-bunkers in de Waalhaven tijdens de Tweede Wereldoorlog moesten beschermen, zijn na de oorlog gelicht en gekanteld en vormen prima pontons voor de Koninklijke Marine. Twee pontons worden van Rotterdamse Waalhaven naar de Roeleveense Plas overgebracht voor de bouw van de nieuwe sonarfaciliteit. Hiervoor werd door de Genie een Bailey-brug gebouwd. De pontons werden met een M19 tanktransporter aangevoerd. 

Duitse E-boat (Schnellboot) bunkers
Duitse E-boat (Schnellboot) bunkers

 

Aanvoer van een ponton (Schnellbootbunkerdeur) via een Bailey-brug vanaf de oostelijke kant van de Roeleveenseweg
Aanvoer van een ponton (Schnellbootbunkerdeur) via een Bailey-brug vanaf de oostelijke kant van de Roeleveenseweg

 

Een grote plons bij de lancering.
Een grote plons bij de lancering

De gecompartimenteerde pontons waren gemaakt van half inch staalplaat en waren ieder ongeveer 4 x 3 x 2 meter (lbh) groot. In het ponton was er dus stahoogte. De beide pontons werden aan elkaar gekoppeld met een tussenruimte van 1 meter. Er werd een hijsinrichting aangebracht. Op ieder ponton stond een huisje: op de ene ponton een huisje voor het uitvoeren van metingen en op de andere een dieselmotor en dynamo voor de stroomvoorziening. Eerst lag het vlot midden tussen de A12 en het nauwste punt van de plas. Op 18 mei 1954 is het vlot verhaald naar het midden van de rechter driehoekige plas.

 

Transducent van de Anti-Duikboot Installatie met zendelementen van Seignettekristallen. De transducent was draaibaar in de dom.
Transducent van de Anti-Duikboot Installatie (ADI) met vier segmenten.

Voor metingen aan domes (een “dome” is een stroomlijnvormige omhulling van de transducent die dient om het stromingsgeruis te verminderen) in de jaren 50, werd de dome tussen beide vlotten met twee loopkattakels neergelaten. Vier meter lange pijpen gemonteerd aan de bovenzijde van de dome gaven een preciese maat over hoe diep de dome afgezonken was: 80 cm boven het wateroppervlakte betekende dat de bovenkant van de dome op 3.20 meter diep was. De hydrofoon werd vervolgens op de verste hoekpunt van het vlot op een zelfde wijze neergelaten. De transducer werd op dezelfde wijze neergelaten als de dome tot de pijp 70 cm boven het wateroppervlak uitstak; de 60 cm hoge transducer was dan 10 cm in de dome afgezonken. De transducer kon in de dome gedraaid worden zodat de peilafwijking bepaald kon worden.

Het eerste meetvlot; rechts het bakmechanisme 
Het meetvlot vanuit een andere gezichtshoek
Het meetvlot vanuit een andere gezichtshoek

Het pontonvlot lag met vier ankers vast boven het diepste punt, destijds -18.5 meter, van de plas (zie luchtfoto beneden). De gedetailleerde dieptekaarten en bodemstructuur van de Nootdorps Pijnackerse Hengelsport Vereniging (NPHV) geven een goede indruk van de huidige diepte van de plas; voor meer, zie hun webpagina.

Dieptekaart van de Roeleveense Plas (met dank aan de Nootdorps Pijnackerse Hengelsport Vereniging (NPHV))
Dieptekaart van de Roeleveense Plas (met dank aan de Nootdorps Pijnackerse Hengelsport Vereniging (NPHV))

 

Dieptekaart van de Roeleveense Plas (met dank aan de Nootdorps Pijnackerse Hengelsport Vereniging (NPHV))

Voor sonarmetingen moesten de medewerkers met een roeiboot vanaf een steiger aan de wal naar het vlot roeien. Dit was wat eenvoudiger als in de Waalhaven met de hoge kade van de voormalige Duitse Schnellboote-bunkers.
Het baksmechanisme op het vlot was oorspronkelijk afkomstig van de Hr.Ms. Paets Van Troostwijk en kon gekanteld worden zodat de onderkant boven water kwam voor het monteren van een hydrofoon of transducent. Het baksmechanisme is nog steeds in gebruik in het onderwaterakoestiekbasin van TNO op Waalsdorp.
De rustige omgeving en de grote diepte kwamen ten goede aan de kwaliteit van de metingen speciaal voor frequenties beneden de 500 Hz. Wel maakte de dieselmotor voor het genereren van elektriciteit lawaai en stoorde de metingen. Het was in de winter een hele toer om de koude motor aan de praat te krijgen: hij moest met de hand aangeslingerd worden. Reden om in 1955 walspanning aan te leggen.

Het ontwerp van het vlot zou metingen aan sonardome’s mogelijk moeten maken. Helaas bleek later dat de opstelling ongeschikt was om dom-metingen uit te voeren aan de dome’s van de Frieslandklasse onderzeebootjagers.

Een nieuw vlot voor sonarproeven vanaf 1961

Hoewel het meetstation voor sonarproeven aanvankelijk aan alle wènsen voldeed bleek in 1959 toch dat vervanging van het vlot nodig was. Ten eerste leidde de ontwikkeling van de sonartechniek van de zoeklichtsonar met één enkele te richten bundel naar ‘panoramische’ sonars met een combinatie van een aantal vaste bundels in een enkele transducent. Het tweede element in de ontwikkeling werd gevormd door het gebruik van lagere frequenties.
Beide factoren gecombineerd hadden tot gevolg dat transducenten en dome’s aanzienlijk omvangrijker en zwaarder werden. Het vervoer hiervan naar het vlot kon dus niet meer zoals voorheen per roeiboot geschieden. Daarom werd begin 1960 besloten voor een groter vlot in dezelfde plas. Eerst zouden bestaande pontons bij HOJA te Aalst worden opgeknapt voor fl. 55.000. Na het opensnijden van de sterk verroeste pontons bleken die zo slecht dat besloten werd nieuwe stalen pontons te maken met een plaatdikte van 6 mm. Het nieuwe vlot bestond uit vier pontons van 4 x 2 x 1 meter (lbh) en twee pontons van 6 x 2 x 1 meter (lbh). Inwendig bevatten de pontons ieder drie getectyleerde compartimenten. Op 1 november 1960 werden de pontons geleverd, te water gelaten en in de plas aan elkaar gekoppeld.

Vlotmodule klaar voor transport bij constructiebedrijf Jansen in Aalst
Vlotmodule klaar voor transport bij Constructiebedrijf Jansen (HOJA) in Aalst (1961)

 

Montage van het nieuwe vlot: twee pontons

 

Assemblage van het vlot; de versteviging tussen twee pontons is zichtbaar
Assemblage van het vlot; de versteviging tussen twee pontons is zichtbaar

 

De vier ankers worden aan boord van het vlot gehezen
De vier ploegankers worden aan boord van een ponton van het nieuwe vlot gehezen

Het rechthoekige vlot van 12 x 6 x 1 meter had daardoor een gat in het midden waar de te beproeven objecten door naar beneden gelaten konden worden. Deze opening bevatte dwarsbalken voor de opbouw. Het houten dek van het vlot was voorzien van een rolluik boven de opening. De rails van het smalspoor lorrie-systeem liepen door over dat luik.

 

3D-layout van de meetinrichting

Het vlot werd met een drijvende brugverbinding van vijf pontons van 6 x 2 meter met de oever van het andere driehoekige gedeelte van de plas verbonden. De locatie van dit nieuwe vlot is goed zichtbaar op het Google maps plaatje hierboven.
De nieuwe faciliteit maakte het mogelijk om objecten met maximale afmetingen van 3 x 1.80 x 1.70 meter (lbh) en een gewicht van 5 ton te kunnen beproeven. Daartoe werd een smalspoor op de brugverbinding en de oever tot aan een hijsinrichting aan de Roeleveenseweg aangebracht boven een nieuw geconstrueerde betonnen brug. Vier ploegankers op de wal en stalen meerkabels hielden het vlot en de brug op hun plaats, 50 meter van de wal en 60 meter vanuit de zijkant van de plas. Onder het vlot was daar 17.5 meter waterdiepte.

Een luchtfoto uit ~1961 van de plas met beide meetvlotten

 

Both rafts (1961)
Beide vlotten (1961)

Omdat het meetvlot voorzien was van opbouw zoals staalconstructies voor de hijsmasten en een getimmerde meet- en werkhut lag deze dieper in het water dan de laatste ponton van de brugverbinding. Om een gelijke overgang te krijgen tussen de brugpontons en het meetvlot is in alle de brugpontons ballast aangebracht om een geleidelijke overgang naar het meetvlot te krijgen.

Hijsinrichting aan de Roeleveenseweg
Hijsinrichting aan de Roeleveenseweg

Boven het gat in het vlot bevindt zich aan de walzijde een 13 meter hoge vakwerkhijskolom waarmee objecten met een hoogte van 1.70 of 1.80 meter (afhankelijk van de lorriehoogte) van de lorrie kunnen worden getild. De flens van de hijsinrichting kon tot 6 meter onder het wateroppervlakte worden gebracht. Via een elektrische lier waren twee hijskabels verbonden aan een evenaar onder aan de mast. Dat zorgde voor een gelijke belasting van de staaldraden. Een maximumbelasting van 5 ton kon gehezen worden. Ook heeft deze mast twee draaibare kolommen die onafhankelijk van elkaar 360 graden konden draaien. Dat kon zowel met de hand als met een elektromotor via het bedieningspaneel in het meethuisje.
Een tweede hijsmast is hart-op-hart op exact 5.62 meter afstand geplaatst, overeenkomende met de 15 dB demping van de geluidsgolven in water. Hierdoor was het eenvoudig om meetresultaten te verwerken. Die mast was van vierkantig profielijzer en werd met een handlier bediend. Hieraan kon een transducent van maximaal 150 kg gehangen worden. Ook deze mast kon zakken tot 5.5 meter onder het wateroppervlakte (6 meter onder de vloer). Onderaan deze mast werd de meethydrofoon gekoppeld.

Het meetvlot was voorzien van een driefasen stroomaansluiting met voldoende vermogen voor de hijsmotor, een lasapparaat en de 12 kW zender voor 216TP5R transducent en overige (meet)apparatuur. Ook was het meetvlot met een kunststofleiding van zo’n 150 meter over de bodem van de plas aangesloten op het waterleidingnetaansluiting aan de wal. Overigens liep na verloop van tijd de kwaliteit van het drinkwater achteruit.

Het nieuwe meetvlot werd in 1961 in gebruik genomen. Het oude pontonvlot werd tegelijkertijd overgedaan aan het Marine Elektronisch en Optisch Bedrijf (MEOB) dat het vlot nog enige jaren aan de zijkant van de plas met een brug als vaste oeververbinding gebruikt heeft. Later zijn de Duitse Schnellboote-bunkerdeuren naar de ‘kolenhoop’ (vliegasstort) aan de andere kant van de plas gegaan waar ze tot eind 2019 dienst deden als fundering van een opstal. Begin 2020 is het oude vlot verankerd op zijn oorspronkelijke ligplaats en doet dienst als verenigingsonderkomen van de Nootdorps Pijnackerse Hengelsportvereniging (NPHV).
TNO heeft de ‘nieuwe’ meetvlotfaciliteiten uit 1961 tot midden jaren ’90 voor experimenten gebruikt. Ook dit vlot en de walfaciliteiten zijn daarna door TNO aan de Koninklijke Marine overgedragen.  

Op een aparte pagina staat hoe de metingen aan de boegdomes van de S- of te wel Kortenear-klasse fregatten plaatvonden op deze plas. 

 

Dubbele draai-inrichting boven lorry
Dubbele draai-/til-inrichting boven lorry

 

Draai-inrichting boven geopend luik
Dubbele draai-/til-inrichting boven geopend luik

 

Detail van de dubbele draai-inrichting
Detail van de dubbele draai-/til-inrichting (in bovenste positie)

 

Bedieningspaneel hef- en draaiinrichting
Bedieningspaneel til- en draai-inrichting

 

Een dome met transducenten wordt binnengebracht
Een dome van een onderzeebootjager met transducenten wordt binnengebracht in de meethut op het vlot

 

De dom ingehangen in de uitgespaarde rechthoek; het draaimechanisme is zichtbaar
De dome van een onderzeebootjager ingehangen in de uitgespaarde rechthoek van het vlot; het dubbele draaimechanisme en de hefinrichting zijn zichtbaar

 

Dome klaar voor onderwater (weggeschoven luik). De rails voor de lorry en last zijn goed zichtbaar

 

De vlotbrug
De pontonbrug met lorry

 

Een te testen transducent op weg naar het meetvlot over de pontonbrug
Een te testen transducent op een lorry is op weg naar het meetvlot over de rails op de pontonbrug

 

Een te testen transducent is op weg naar het meetvlot over de rails op de pontonbrug

 

Het gereedmaken van de panoramische transducent 216TP5R voor beproevingen

 

Meetstation Nootdorp (Roeleveense plas) met hijstoren en pontonbrug

 

Rechts zijn twee drijvers zichtbaar. Deze zijn onderwater gekoppeld met een frame waaraan een te beproeven dome gehangen kan worden (vanaf 80-er jaren)
Rechts zijn twee drijvers zichtbaar. Deze zijn onderwater gekoppeld met een frame waaraan een te beproeven dome gehangen kan worden (vanaf 80-er jaren). Foto: W. Mol

 

Boegdome S-fregat (~1978) hangend in de drijvers
Boegdome S-fregat/Kortenaerklasse fregat (~1978) hangend in de drijvers (foto: W. Mol) 

 

Luchtfoto van meetvlot, hijsinrichting en smalspoorbaan. Witte opening in meethut voor eventuele ontvangst van te onderzoeken akoestische zeemijnen (~ 1983).

In de 70’er jaren bleek de faciliteit ook nodig om metingen te kunnen uitvoeren aan transducenten die niet geschikt zijn om met korte geluidstoten te bedrijven. De in- en uitschakelverschijnselen kunnen namelijk domineren over de responsie voor langdurige signalen. Ook kan de inslingertijd van de transducent langer zijn dan twee milliseconden. Het in-huis basin op de Waalsdorpervlakte is niet geschikt voor dergelijke metingen, de meetfaciliteit Roeleveense plas wel.

Seizoensinvloeden

De meetfaciliteit kent slechts een probleem, vooral aan het eind van de zomer. Er heeft zich dan een sterke temperatuurgradiënt opgebouwd op een diepte tussen de drie en zes meter. Aan de oppervlakte kan de temperatuur oplopen tot 20 0C. Dicht bij de bodem is de temperatuur dan zo’n 8 0C. Dit temperatuurverloop kan de nauwkeurigheid van de sonarmetingen nadelig beïnvloeden. In het vroege voorjaar is de temperatuur van de gehele plas echter heel homogeen, zo’n 4 0C. Dat is een temperatuur die bij uitstek geschikt is voor het ijken van meethydrofoons.