KOORD VOOR ANTI-DRONENETTEN breekt in twee stappen
Een testkoord van kevlar met een Dyneema SK78-mantel, speciaal ontwikkeld voor een opdrachtgever uit de defensie-industrie. De mantel blijft na de eerste breuk bijna even sterk als de kern.
Dit 5 mm koord breekt gemiddeld bij 8,21 kN (837 kg) — en daarna draagt de mantel nog apart door.
Een koord met een kevlarkern lijkt in één klap te breken. Bij dit koord gebeurt dat niet. Eerst breekt de kern. Daarna draagt de Dyneema-mantel in zijn eentje verder, tot een tweede breukpunt. Dat maakt dit testkoord een bijzonder geval: het is ontwikkeld als basis voor anti-dronenetten, voor een opdrachtgever uit de defensie-industrie.
Vijf metingen leverden waarden op tussen 7,64 kN en 8,72 kN, een spreiding van 1,08 kN (13%). Belangrijker is wat er na die eerste breuk gebeurt: in elke proef bleef het koord belast dragen via de mantel.
Kevlar kern met Dyneema SK78-mantel: waarom deze combinatie
De kern bestaat uit kevlar, ofwel aramide. Dat materiaal is gekozen om twee redenen: het is uitstekend bestand tegen hitte en het wordt al gebruikt in toepassingen waar snijweerstand telt. Een net dat een drone moet tegenhouden, moet ook tegen doorsnijden kunnen.
Aramide heeft een zwak punt: zonder beschermende mantel gaat het snel achteruit onder UV-licht. Daarom is om de kern een mantel van Dyneema SK78 (HMPE) aangebracht. HMPE is UV-bestendig en verliest geen sterkte als het nat wordt. Dat de mantel de kern tegen UV afschermt, is de bedoeling van het ontwerp; in deze test is dat niet gemeten.
Hoe we testen
De breeksterktetesten worden in-house uitgevoerd door Otto Tromm op een universele testmachine met een capaciteit van 50 kN. Voor deze machine zijn er 2 sets van speciaal ontwikkelde touwklemmen, die ingezet worden afhankelijk van de diameter en het materiaal van het touw. Dankzij deze beugels kan touw getest worden, zonder dat het eerst gesplitst hoeft te worden.
Alle testen worden uitgevoerd op basis van de richtlijnen van ISO 2307:2019. Dit houdt onder andere in dat er 5 keer getest wordt en we een testsnelheid van 20 mm per minuut gebruiken. Elk touw wordt op zo'n manier vastgezet dat het touw strak staat. Er wordt geen voorspanning gegeven, omdat we de rek niet testen in deze testen.
De trekproef zelf wordt gefilmd: van elke test worden 2 herhalingen opgenomen met een Sony camera op statief. Het verloop van de grafiek wordt niet meer apart gefilmd. De testmachine exporteert de meetreeks namelijk als databestand: 20 metingen per seconde, met de kracht in kN en de verplaatsing in mm. Die bestanden worden per meting bewaard. De grafiek in dit rapport is daar rechtstreeks uit getekend en is dus de gemeten reeks zelf, niet een reconstructie of een uitsnede van beeld. Voor deze proef zijn dat 11.318 meetpunten over 566 seconden.
Bij elk van de 5 testen worden de observaties schriftelijk vastgelegd door de tester, zodat zaken als de mate van rek, de manier waarop het touw breekt en de hardheid van de knal bij het knappen van het touw worden vastgelegd.
Resultaten: twee breukpunten per test
Elke proef brak in twee stappen. Eerst breekt de kevlarkern, dat zijn de waarden van gemiddeld 8,21 kN hierboven. Daarna draagt de Dyneema-mantel alleen verder, tot een tweede breuk.
Per proef verschilt de verhouding tussen kern en mantel. In proef 2 brak de kern bij 7,64 kN, maar de mantel hield daarna 8,47 kN — meer dan de kern zelf. Gemiddeld over vijf proeven draagt de mantel 7,95 kN (810 kg), ofwel 97% van wat de kern droeg.
Van de koorden die Prorope eerder testte met een vergelijkbare tweede breuk, liggen de waarden van kern en mantel bij dit koord het dichtst bij elkaar. Een 2,5 mm SK78-koord met polyester mantel haalde 67%, een 1,5 mm variant 72%. Bij die koorden ging het om een polyester mantel; waarom de verhouding hier dichter bij elkaar ligt, is met deze metingen niet vast te stellen.
De grafieken van proef 4 laten dit gedrag zien in twee delen. Deel 1 loopt op tot de kernbreuk bij 8,27 kN en wordt geleidelijk steiler. Deel 2 begint vanaf 0,86 kN en loopt bijna in een rechte lijn op tot de mantelbreuk bij 7,88 kN. De horizontale as heeft geen schaal, dus de vorm zegt niets over hoeveel het koord rekt.
Vergelijking met andere koorden met mantel
De balken zetten dit koord naast drie andere touwen van 5 mm die Prorope heeft getest: een HMPE-touw met polyester mantel, een nylon touw en een polyester touw.
Een HMPE-koord met polyester mantel haalde 10,17 kN, 19% meer dan dit koord. Een ander HMPE-koord met mantel haalde 5,58 kN; dit koord haalt 47% meer. Beide vergelijkingen gaan over koorden mét mantel: er is bij deze diameter geen meting van de kevlarkern zonder mantel, dus die vergelijking ontbreekt.
Prorope ziet in de praktijk dat voor dronenetten tot nu toe vooral nylon wordt gebruikt. Een gemeten 5 mm nylon koord droog haalde 4,94 kN. Dit koord haalt daarmee 66% meer kracht dan dat nylon koord droog. Nat verliest nylon volgens de referentiewaarden 10 tot 15% van zijn sterkte. Daarmee zou 5 mm nylon nat berekend op 4,20 tot 4,45 kN uitkomen, let wel: dit is een berekening, geen meting. Dit koord zou daar dan 85 tot 95% boven zitten. HMPE verliest geen sterkte als het nat wordt.
Ook bij UV-licht is er verschil. Volgens de referentie gaat nylon onder langdurige UV-belasting sneller achteruit dan polyester. HMPE is UV-bestendig. Bij dit koord zit de UV-bestendige HMPE aan de buitenkant.
Wanneer dit koord past: anti-dronenetten
Dit koord is geen voorraadproduct. Het is een testkoord, ontwikkeld voor een opdrachtgever uit de defensie-industrie als basis voor anti-dronenetten. De enige toepassing die hier past, is dus een net dat een drone moet tegenhouden.
✓ Wél geschikt
- Snijweerstand — de kevlarkern wordt gebruikt in snijbestendige toepassingen, nuttig als het net bestand moet zijn tegen doorsnijden
- Hittebestendigheid — kevlar is uitstekend bestand tegen hitte, terwijl HMPE boven 60°C kruipt onder langdurige belasting
- Gedrag bij nat weer — HMPE verliest geen sterkte als het nat wordt, in tegenstelling tot nylon dat 10 tot 15% verliest
- UV-bescherming — de HMPE-mantel is UV-bestendig en is bedoeld om de UV-gevoelige kevlarkern af te schermen
- Reserve na de kernbreuk — na de eerste breuk van de kern draagt de mantel gemiddeld nog 97% van die kracht verder
✕ Niet geschikt
- Herhaaldelijk buigen — kevlar verliest duidelijk sterkte bij herhaald buigen, een net mag de kern dus niet steeds laten knikken
- Rek bij impact — HMPE rekt minder dan 4% en kevlar rekt weinig, de energie van een botsende drone moet dus door het net zelf worden opgevangen, niet door het koord
- Langdurige statische belasting bij hitte — HMPE kan kruipen boven 60°C, dat geldt voor de mantel, niet voor de kevlarkern
Conclusie: geschikt als basis voor anti-dronenetten
Dit koord is ontwikkeld voor één doel: de basis vormen van een anti-dronenet. Op gemeten breeksterkte scoort dit koord hoger dan het geteste nylon koord, en volgens de referentie heeft HMPE geen sterkteverlies bij nat worden terwijl nylon 10 tot 15% verliest; daarnaast is aramide uitstekend hittebestendig en wordt het gebruikt in snijbestendige toepassingen. Op breeksterkte, gedrag bij nat weer, UV, hitte en snijden is dit koord daarmee de betere keuze voor een anti-dronenet. Nylon heeft wel één voordeel dat dit koord mist: een rek van 20 tot 35% bij breuk, tegenover minder dan 4% bij HMPE en een lage rek bij kevlar. Die schokdemping moet bij dit koord dus uit het net zelf komen, uit de maaswijdte, het frame of de bevestiging, niet uit rek van het koord zelf. Dit is geen voorraadproduct. Een vergelijkbaar koord aanvragen kan via de contactpagina.
Otto Tromm testte dit koord twee keer zo lang als gepland, puur omdat hij de tweede breuk niet kon laten liggen. Hij noemt het inmiddels liefkozend "het koord dat niet wil opgeven".