Gewichtsbesparing op fregatten door gebruik van vezelversterkte kunststoffen

Gepubliceerd op 14 maart 2026 | Auteur: Jade Abdi | Categorie: Materiaalkunde

Het gewicht van een marineschip is een cruciale factor voor zijn snelheid, wendbaarheid en brandstofefficiëntie. Traditionele constructies van staal en aluminium zijn robuust maar zwaar. Vezelversterkte kunststoffen (VK), zoals glasvezel- en koolstofvezelcomposieten, bieden een revolutionair alternatief. Deze materialen combineren een hoge sterkte met een extreem laag gewicht. Op moderne fregatten worden VK's steeds vaker toegepast in bovenbouwconstructies, masten, radarkoepels (radomes) en zelfs in bepaalde romponderdelen. Deze gewichtsbesparing, die kan oplopen tot 30-40% ten opzichte van metaal, vertaalt zich direct in een groter actieradius, hogere topsnelheid en lagere operationele kosten. Daarnaast zijn deze composieten inherent corrosiebestendig, wat het onderhoud in de zoute zeelucht aanzienlijk vermindert. De integratie vereist gespecialiseerde kennis van verbindingstechnieken en ontwerp, maar de operationele voordelen zijn substantieel voor de vloot van de toekomst.

Delaminatie is een kritiek falen in vezelversterkte composieten waarbij de verschillende lagen (laminae) van het materiaal van elkaar loslaten. Dit wordt vaak veroorzaakt door impactschade, productiefouten of extreme omgevingsbelasting zoals thermische cycli en vochtopname. In maritieme toepassingen, zoals radarkoepels, kan delaminatie de structurele integriteit en de transmissie-eigenschappen voor radiosignalen ernstig aantasten, wat leidt tot prestatieverlies en vereist kostbaar onderhoud.
Een Phased Array Radar gebruikt een rooster van vele kleine antenneelementen. Door de fase (timing) van het uitgezonden signaal per element elektronisch te verschuiven, kan de radarbundel extreem snel en zonder bewegende delen worden gestuurd. Dit maakt snelle doelvolging van meerdere objecten mogelijk en verhoogt de robuustheid. Voor maritieme defensie zijn deze radars cruciaal vanwege hun lage detecteerbaarheid (stealth) en weerstand tegen zware omstandigheden op zee.
Keramische Matrix Composieten (CMC's) zijn hittebestendig omdat de keramische matrix (bv. siliciumcarbide) en de vezels (bv. koolstof) extreem hoge smelttemperaturen hebben en een uitstekende thermische stabiliteit behouden. In tegenstelling tot metalen verzwakken ze niet bij hoge temperaturen. Deze eigenschap is essentieel voor radarkoepels nabij hete uitlaatsystemen op schepen of voor toepassingen met hoge wrijvingswarmte, waar ze hun structurele rol en radiosignaaldoorlaatbaarheid garanderen.