(19)
(11)EP 3 306 260 A1

(12)EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43)Veröffentlichungstag:
11.04.2018  Patentblatt  2018/15

(21)Anmeldenummer: 17189574.1

(22)Anmeldetag:  06.09.2017
(51)Int. Kl.: 
F41H 11/02  (2006.01)
F41H 5/007  (2006.01)
F41H 13/00  (2006.01)
(84)Benannte Vertragsstaaten:
AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR
Benannte Erstreckungsstaaten:
BA ME
Benannte Validierungsstaaten:
MA MD

(30)Priorität: 07.10.2016 DE 102016219457

(71)Anmelder: MBDA Deutschland GmbH
86529 Schrobenhausen (DE)

(72)Erfinder:
  • Weberstetter, Christoph
    83435 Bad Reichenhall (DE)
  • Surauer, Christian
    83339 Chieming (DE)
  • Surauer, Michael Alois
    83339 Chieming (DE)

(74)Vertreter: Isarpatent 
Patent- und Rechtsanwälte Behnisch Barth Charles Hassa Peckmann & Partner mbB Friedrichstrasse 31
80801 München
80801 München (DE)

  


(54)VERFAHREN UND SYSTEM ZUR ABWEHR VON BEDROHUNGSFLUGKÖRPERN IN FORM STEUERBARER UNBEMANNTER KLEINLUFTFAHRZEUGE


(57) Die vorliegende Erfindung beschreibt ein Verfahren (M) zur Abwehr von Bedrohungsflugkörpern (10) in Form steuerbarer unbemannter Kleinluftahrzeuge bei dem anhand eines festlegten Bedrohungslevels, welches das von dem Bedrohungsflugkörper (10) ausgehende wahrscheinliche Bedrohungsrisiko für einen zu schützenden Bereich (1) beschreibt, und anhand eines festgelegten Gefährdungslevels, welches angibt, ob ein unkontrollierter Absturz des Bedrohungsflugkörpers (10) innerhalb eines Abwehrbereichs (2), hingenommen werden kann oder nicht, eine Sequenz von Bekämpfungsmaßnahmen mit zunehmender Bekämpfungshärte ausgewählt und gegen den Bedrohungsflugkörper (10) durchgeführt wird. Ferner ist ein System zur Abwehr von Bedrohungsflugkörpern (10) in Form steuerbarer unbemannter Kleinluftahrzeuge beschrieben.




Beschreibung


[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Abwehr von Bedrohungsflugkörpern in Form steuerbarer unbemannter Kleinluftfahrzeuge.

[0002] Unbemannte Kleinluftahrzeuge, auch Klein-UAVs genannt, beispielsweise in Form sogenannter Kleindrohnen, sind mittlerweile weit verbreitet. "UAV" steht hierbei als Abkürzung für den englischen Begriff "Unmanned Aerial Vehicle". Klein-UAVs werden zumeist mit Kameras ausgestattet und für Film- oder Fotoaufnahmen genutzt. Klein-UAVs stellen jedoch zunehmend ein Sicherheitsrisiko dar, beispielsweise im Einflugbereich von Flughäfen, im Bereich sensibler infrastruktureller Anlagen, wie z.B. Kraftwerken, oder für öffentliche Veranstaltungen.

[0003] Aus der DE 10 2014 014 117 A1 ist ein System zur Abwehr von UAVs mit einer Abwehrvorrichtung bekannt, welche eine Kommunikationseinrichtung zum Empfangen von Sensordaten, eine Abstrahleinrichtung zur Erzeugung elektromagnetischer Abwehrstrahlung und eine Steuereinrichtung zum Steuern der Abstrahleinrichtung aufweist. Eine Abwehr von UAVs erfolgt hierbei mittels elektromagnetischer Abwehrstrahlung, insbesondere in Form starker elektromagnetischer Pulse, durch welche eine Fehlfunktion innerhalb des UAV ausgelöst werden soll.

[0004] Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und ein System zur Abwehr von Bedrohungsflugkörpern in Form von Klein-UAVs bereitzustellen, mit dem eine zuverlässige, sichere Abwehr des Klein-UAVs ermöglicht wird und das für eine große Breite von Anwendungsfällen einsetzbar ist.

[0005] Diese Aufgabe wird jeweils durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst.

[0006] Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zur Abwehr von Bedrohungsflugkörpern in Form steuerbarer unbemannter Kleinluftahrzeuge vorgesehen. In einem ersten Verfahrensschritt erfolgt ein Festlegen eines Bedrohungslevels, welches das von dem Bedrohungsflugkörper ausgehende wahrscheinliche Bedrohungsrisiko für einen zu schützenden Bereich beschreibt. Weiterhin wird ein Gefährdungslevel festgelegt, welches angibt, ob ein unkontrollierter Absturz des Bedrohungsflugkörpers innerhalb eines Abwehrbereichs, welcher den zu schützenden Bereich umfasst, hingenommen werden kann oder nicht. In einem weiteren Verfahrensschritt erfolgt ein Auswählen einer Sequenz von Bekämpfungsmaßnahmen mit zunehmender Bekämpfungshärte zum Bekämpfen des Bedrohungsflugkörpers, wobei die maximale Bekämpfungshärte der Sequenz von Bekämpfungsmaßnahmen abhängig von dem Bedrohungslevel ausgewählt wird und mit zunehmendem Bedrohungslevel zunimmt. Innerhalb eines Überwachungsbereichs, welcher den Abwehrbereich umfasst, wird ein steuerbares unbemanntes Kleinluftfahrzeug als Bedrohungsflugkörper detektiert.

[0007] Anschließend erfolgt ein Vergleich des Gefährdungslevels mit einem vorbestimmten Grenzgefährdungslevel. Falls das Gefährdungslevel das Grenzgefährdungslevel erreicht wird eine Sicherungsmaßnahme zur Verhinderung eines unkontrollierten Einschlags des Bedrohungsflugkörpers in den Abwehrbereich infolge einer Bekämpfung durchgeführt.

[0008] Weiterhin erfolgt ein Durchführen der einzelnen Bekämpfungsmaßnahmen der Sequenz von Bekämpfungsmaßnahmen, wobei nach jeder Bekämpfungsmaßnahme deren Bekämpfungserfolg überprüft wird, wobei die Sequenz bei Bekämpfungserfolg abgebrochen und andernfalls die nächste Bekämpfungsmaßnahme der Sequenz durchgeführt wird.

[0009] Demnach werden demnach zunächst Parameter in Form eines Bedrohungslevels und eines Gefährdungslevels festgelegt. Diese beschreiben gemeinsam ein Abwehr- oder Einsatzszenario. Auf Grundlage dieser Parameter erfolgt eine Auswahl der zu ergreifenden Abwehrmaßnahmen. Das Bedrohungslevel berücksichtigt die aktuelle Sicherheitslage im Einsatzgebiet und kann insbesondere durch einen Bediener vorgegeben werden oder als empirischer Parameter, z.B. anhand der Häufigkeit von mittels Überwachungssensoren beobachteter Flugaktivität von UAVs, bestimmt werden. Das Gefährdungslevel berücksichtigt die Gefährdung, insbesondere für Personen, welche durch einen unkontrollierten Absturz eines UAVs infolge von Abwehrmaßnahmen gegen dieses ausgeht. Das Gefährdungslevel kann beispielsweise durch Ermittlung der Anzahl von Personen, welche sich innerhalb einer bestimmten Fläche aufhalten, bestimmt werden, wobei das Gefährdungslevel mit zunehmender Personenzahl je Fläche steigt. Ab einem Grenzgefährdungslevel kann ein unkontrollierter Absturz des abzuwehrenden UAVs nicht mehr hingenommen werden. Das Grenzgefährdungslevel bildet folglich einen binären Entscheidungsparameter für die Durchführung einer Sicherungsmaßnahme, die einen unkontrollierten Absturz des Bedrohungsflugkörpers verhindert oder den Impuls der herabfallende Teile des Bedrohungsflugkörpers auf ein unschädliches Maß reduziert. Bei einem Gefährdungslevel kleiner dem Grenzgefährdungslevel kann ein unkontrollierter Absturz des abzuwehrenden UAVs hingenommen werden und es ist keine Sicherungsmaßnahme notwendig. Bei einem Gefährdungslevel größer oder gleich dem Grenzgefährdungslevel kann ein unkontrollierter Absturz des abzuwehrenden UAVs nicht hingenommen werden und es ist daher die Durchführung einer Sicherungsmaßnahme notwendig.

[0010] Erfindungsgemäß wird eine Sequenz von Bekämpfungs- oder Abwehrmaßnahmen ausgewählt, welche nacheinander ausgeführt werden und deren Bekämpfungshärte oder -intensität innerhalb der Sequenz von Maßnahme zu Maßnahme zunimmt. Die Auswahl des Bekämpfungsmittels mit maximaler Bekämpfungshärte wird durch das Bedrohungslevel festgelegt. Bei einem niedrigen Bedrohungslevel werden lediglich Bekämpfungsmaßnahmen mit geringer Bekämpfungshärte durchgeführt während bei hohem Bedrohungslevel Bekämpfungsmaßnahmen mit großer Bekämpfungshärte durchgeführt werden. Dies bietet den Vorteil, dass einerseits ein wirtschaftlicher Einsatz von Kampfmitteln erfolgt. Weiterhin wird bei niedrigem Bedrohungslevel eine möglicherweise ungerechtfertigte vollständige Zerstörung des Bedrohungsflugkörpers verhindert. Bei der Durchführung der Sequenz von Bekämpfungsmaßnahmen wird nach jeder einzelnen Bekämpfungsmaßnahme überprüft, ob die Bedrohung durch das UAV noch besteht. Falls dies der Fall ist, wird die nächste Bekämpfungsmaßnahme der Sequenz durchgeführt, andernfalls die Sequenz abgebrochen. Gegebenenfalls wird die Sequenz bis zu deren Ende durchgeführt. Dieser sequenzielle Ablauf mit hierarchischer Abfolge der Bekämpfungsmaßnahmen gewährleistet zuverlässig, dass das die Abwehr des UAV mit dem mildesten möglichen Mittel erfolgt. Dies bietet den Vorteil, dass mit geringem technischen und finanziellen Aufwand eine Abwehr des Bedrohungsflugkörpers erfolgt. Weiterhin wird auf diese Weise sichergestellt, dass eine Bekämpfung in unauffälliger Weise erfolgt.

[0011] Erfindungsgemäß ist außerdem ein System zur Abwehr von Bedrohungsflugkörpern in Form steuerbarer unbemannter Kleinluftahrzeuge vorgesehen. Das System weist zumindest eine Aufklärungsvorrichtung mit einer Sensoreinrichtung zur Detektion eines Kleinluftahrzeugs innerhalb eines Überwachungsbereichs und einer ersten Abwehreinrichtung zur Durchführung einer Bekämpfungsmaßnahme gegen den Bedrohungsflugkörper. Weiterhin weist das System ein unbemanntes Abwehr-Kleinluftfahrzeug, kurz Abwehr-Klein-UAV oder Abwehr-UAV, an welchem eine zweite Abwehreinrichtung zur Durchführung einer Bekämpfungsmaßnahme gegen den Bedrohungsflugkörper angeordnet ist auf. Weiterhin ist eine Steuerungsvorrichtung vorgesehen, welche funktional mit der Aufklärungsvorrichtung und dem Abwehr-Kleinluftfahrzeug verbunden ist. Die Steuerungsvorrichtung ist dazu ausgelegt, Sensorsignale von der Sensoreinrichtung der zumindest einen Aufklärungsvorrichtung zu empfangen, aufgrund der empfangenen Sensorsignale, aufgrund eines vorbestimmten Bedrohungslevels, welches das von dem Bedrohungsflugkörper ausgehende wahrscheinliche Bedrohungsrisiko für einen zu schützenden Bereich beschreibt, und aufgrund eines vorbestimmten Gefährdungslevels, welches angibt, ob ein unkontrollierter Absturz des Bedrohungsflugkörpers innerhalb eines Abwehrbereichs, welcher innerhalb des Überwachungsbereichs liegt und den zu schützenden Bereich umfasst, hingenommen werden kann oder nicht, ein Steuersignal zu erzeugen und an die Aufklärungsvorrichtung und das Abwehr-Kleinluftfahrzeug zu übermitteln. Die Aufklärungsvorrichtung und das Abwehr-Kleinluftfahrzeug sind jeweils dazu ausgelegt, aufgrund des Steuersignals jeweils eine Bekämpfungsmaßnahme durchzuführen, sodass eine Durchführung einer Sequenz von Bekämpfungsmaßnahmen mittels der ersten Abwehreinrichtung und der zweite Abwehreinrichtung erfolgt.

[0012] Das erfindungsgemäßen System weist demnach eine Aufklärungsvorrichtung auf, welche sowohl zur Erfassung als auch zur Bekämpfung des Bedrohungsflugkörpers genutzt wird. Dadurch weist das System vorteilhaft einen kompakt Aufbau auf. Durch das Abwehr-Klein-UAV ergibt sich der Vorteil, dass dieses in Richtung des Bedrohungsflugkörpers gestartet werden und dieses aus nächster Nähe bekämpfen kann. Dadurch können auch Bekämpfungsmaßnahmen mit geringer Bekämpfungshärte, wie beispielsweise niederenergetische elektromagnetische Strahlung, bereits in großem Abstand von dem zu schützenden Bereich eingesetzt werden. Die Steuerungsvorrichtung des Systems bietet vorteilhaft die Möglichkeit, die von der Sensoreinrichtung der Aufklärungseinrichtung erfassten Daten hinsichtlich der Präsenz eines Bedrohungsflugkörpers zu analysieren und auf Basis der vorbestimmten Parameter Bedrohungslevel und Gefährdungslevel, eine dem aktuellen Einsatzort und den aktuellen Einsatzrandbedingungen des Systems eine geeignete Form der Bekämpfung auszuwählen. Insbesondere ist durch die Steuerungsvorrichtung ein Steuersignal zur sequenziellen Betätigung der Abwehreinrichtungen der Aufklärungsvorrichtung und des Abwehr-UAVs erzeugbar. Dies bietet den Vorteil, dass eine effiziente Bekämpfung des Bedrohungsflugkörpers mit dem mildesten möglichen Mittel in zuverlässiger Weise erfolgt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den auf die unabhängigen Ansprüche rückbezogenen Unteransprüchen in Verbindung mit der Beschreibung.

[0013] Das Bedrohungslevel, kurz BDL, kann beispielsweise in drei diskrete Stufen, insbesondere 0, 1 und 2 eingeteilt werden. Bei einem BDL der Stufe 0 liegen keine konkreten Hinweise auf eine Bedrohung vor. In diesem Fall sind Störungen vorwiegend durch private Betreiber ohne oder mit lediglich geringem kriminellen Potenzial zu erwarten und es ist keine zusätzliche Bedrohung durch Kampfstoffe in der BD ist anzunehmen. Bei einem BDL der Stufe 0 kann die Präsenz eines Klein-UAV grundsätzlich in Kauf genommen werden.

[0014] Bei einem BDL der Stufe 1 ist die Bedrohungslage im Allgemeinen als mittel einzustufen. In diesem Fall ist von einem organisierten Betrieb und Störungen von Veranstaltungen mit mittleren bis hohen kriminellen Potenzial auszugehen. Bei einem BDL der Stufe 1 kann die Präsenz eines Klein-UAV nicht in Kauf genommen werden. Zusätzliche Bedrohung durch nicht letale Kampfstoffe in dem Bedrohungsflugkörper ist wahrscheinlich.

[0015] Bei einem BDL der Stufe 2 ist die Bedrohungslage im Allgemeinen als hoch einzustufen. In diesem Fall ist von konkreten terroristische Anschlägen auszugehen. Die Bedrohung durch zusätzliche letale Kampfstoffe in dem Bedrohungsflugkörper ist wahrscheinlich. Bei einem BDL der Stufe 2 ist die Präsenz eines Klein-UAV mit allem zur Verfügung stehenden technischen Aufwand zu verhindern.

[0016] Das Bedrohungslevel kann insbesondere durch einen Bediener vorgegeben werden oder als empirischer Parameter, z.B. anhand der Häufigkeit von mittels Überwachungssensoren beobachteter Flugaktivität von UAVs bestimmt werden. Das Bedrohungslevel kann beispielsweise auch anhand der äußeren Erscheinungsform des detektierten UAV mittels eines Bilderkennungsverfahrens ermittelt werden, bei dem die Form des detektierten UAV mit in einer Datenbank gespeicherten Daten für die äußere Form bekannter UAVs verglichen wird. Führt der Vergleich zu keiner Übereinstimmung, kann beispielsweise automatisch BDL 2 angenommen werden.

[0017] Die Auswahl der Sequenz von Bekämpfungsmaßnahmen kann insbesondere aus einer Matrix erfolgen, in welcher jeder möglichen Kombinationen von Bedrohungslevel und Gefährdungslevel jeweils genau eine Sequenz von Bekämpfungsmaßnahmen zugeordnet ist. Ein solches Auswahlverfahren kann rechentechnisch effizient umgesetzt werden. Weiterhin wird auf diese Weise für eine große Anzahl möglicher Einsatzbedingungen eine effiziente Bekämpfung mit den mildesten möglichen Mitteln erzielt.

[0018] Als Sicherungsmaßnahme ist bevorzugt ein Aufspannen eines Auffangnetzes in Bezug auf die Schwerkraftrichtung unterhalb des Bedrohungsflugkörpers vorgesehen. Das Auffangnetz kann beispielsweise mittels UAVs ausgebracht werden. Durch das Auffangnetz wird selbst in dem Fall, dass die Bekämpfungsmaßnahmen gegen des Bedrohungsflugkörpers nicht erfolgreich sein sollten, der zu schützende Bereich zuverlässig geschützt.

[0019] Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird zumindest eine Bekämpfungsmaßnahme der Sequenz der Bekämpfungsmaßnahmen von einem unbemannten Abwehr-Kleinluftfahrzeug aus durchgeführt wird. Das Abwehr-Kleinluftfahrzeug kann vorteilhaft in Richtung des Bedrohungsflugkörpers gestartet werden und diesen aus nächster Nähe bekämpfen. Dadurch können auch Bekämpfungsmaßnahmen mit geringer Bekämpfungshärte, wie beispielsweise Beschuss durch eine Fangvorrichtung, bereits in großem Abstand von dem zu schützenden Bereich eingesetzt werden. Außerdem kann das Abwehr-Kleinluftfahrzeug vorteilhaft für Sicherheitsmaßnahmen zur Verhinderung eine unkontrollierten Absturzes des Bedrohungsflugkörpers sowie zum Herausführen des Bedrohungsflugkörpers aus dem zu schützenden Bereich eingesetzt werden.

[0020] Besonders bevorzugt wird als Abwehr-Kleinluftfahrzeug ein senkrecht startendes und landendes Kleinluftfahrzeug eingesetzt. Diese sogenannten VTOL UAVs, wobei "VTOL" als Abkürzung für den englischen Ausdruck "Vertical Take-off and Landing" steht, bieten insbesondere den Vorteil, dass diese flexibel manövrierbar sind und auf kleinem Raum sehr flexibel starten und landen können.

[0021] Bezüglich des Verfahrens kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Sequenz der Bekämpfungsmaßnahmen zumindest eine erste Bekämpfungsmaßnahme geringer Bekämpfungshärte zur Störung der Steuerbarkeit des Bedrohungsflugkörpers aufweist. Auf diese Weise erfolgt vorteilhaft eine äußerst unauffällige, insbesondere physisch kaum wahrnehmbare Abwehr des Bedrohungsflugkörpers.

[0022] Als erste Bekämpfungsmaßnahme ist bevorzugt eine Bestrahlung des Bedrohungsflugkörpers mit niederenergetischer elektromagnetischer Strahlung vorgesehen ist. Hierbei können insbesondere Funkstrecken Störer, GPS-Störer oder dergleichen zum Einsatz kommen. Insbesondere GPS-Störer bieten den Vorteil, dass auch Bedrohungsflugkörper in Form autonom fliegender Klein-UAVs effizient abgewehrt und insbesondere von dem zu schützenden Bereich ferngehalten bzw. aus diesem entfernt werden können.

[0023] Zusätzlich kann die Sequenz der Bekämpfungsmaßnahmen zumindest eine zweite Bekämpfungsmaßnahme zur Entfernung des Bedrohungsflugkörpers aus dem zu schützenden Bereich oder zur Beeinträchtigung der Flugfähigkeit des Bedrohungsflugkörpers aufweisen. Die Beeinträchtigung der Flugfähigkeit zur Abwehr bietet den Vorteil, dass der Bedrohungsflugkörper schnell und effizient unschädlich gemacht werden kann.

[0024] Als zweite Bekämpfungsmaßnahme ist bevorzugt ein Einfangen des Bedrohungsflugkörpers mit einer Fangvorrichtung, insbesondere einem Fangnetz, vorgesehen. Dies bietet den Vorteil, dass sich der Bedrohungsflugkörper in der Fangvorrichtung verfängt und dadurch am Weiterfliegen gehindert sowie dessen unkontrollierter Absturz verhindert wird. Die Fangvorrichtung kann beispielsweise durch ein Abwehr-Klein-UAV ausgebracht werden. Hierbei kann der in der Fangvorrichtung verfangene Bedrohungsflugkörper durch das Abwehr-Klein-UAV abtransportiert werden. Auch kann die Fangvorrichtung mit dem darin verfangenen Bedrohungsflugkörper mittels eines Fallschirms zu Boden gelassen werden, wodurch der Impuls des am Boden auftreffenden Bedrohungsflugkörpers verringert wird.

[0025] Bevorzugt weist die Sequenz der Bekämpfungsmaßnahmen zusätzlich zumindest eine dritte Bekämpfungsmaßnahme zur zumindest teilweisen mechanischen Zerstörung des Bedrohungsflugkörpers auf. Diese Bekämpfungsmaßnahme stellt eine Bekämpfungsmaßnahme mit maximaler Bekämpfungshärte dar und bietet den Vorteil, dass der Bedrohungsflugkörper besonders zuverlässig sofort flugunfähig gemacht wird. Bei einem Gefährdungslevel, bei dem ein unkontrollierter Absturz des Bedrohungsflugkörpers nicht hingenommen werden kann, sind in diesem Fall Sicherungsmaßnahmen zur Sicherung des zu schützenden Bereichs vorzunehmen.

[0026] Als dritte Bekämpfungsmaßnahme ist bevorzugt eine Bestrahlung des Bedrohungsflugkörpers mit hochenergetischer elektromagnetischer Strahlung, wie z.B. Hochenergie-Microwellenstrahlung, Hochenergie-Laserstrahlung, oder ein Abfeuern eines Abwehrgeschosses, wie z.B. eines Projektils oder eines Lenkflugkörpers, auf den Bedrohungsflugkörper vorgesehen. Diese Bekämpfungsmaßnahmen wirken vorteilhaft besonders schnell und zuverlässig.

[0027] Das erfindungsgemäße System kann insbesondere zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens ausgebildet sein. Die im Zusammenhang mit dem Verfahren offenbarten Merkmale und Zusammenhänge können somit bei dem erfindungsgemäßen System realisiert sein und umgekehrt.

[0028] Bei dem erfindungsgemäßen System kann die Sensoreinrichtung insbesondere einen oder mehrere Sensoren, beispielsweise einen oder mehrere akustische Sensoren, alternativ oder zusätzlich einen oder mehrere optische Sensoren und alternativ oder zusätzlich einen oder mehrere Radarsensoren aufweisen. Das Vorsehen mehrere verschiedener Sensortypen, also beispielsweise jeweils zumindest eines Radarsensors, eines akustischen und eines optischen Sensors, verbessert die Zuverlässigkeit der Aufklärungseinrichtung.

[0029] Weiterhin kann die Aufklärungseinrichtung einen GPS-Empfänger aufweisen, welcher mit der Steuerungsvorrichtung funktional gekoppelt ist. Bevorzugt kann auch an dem Abwehr-UAV in GPS-Empfänger vorgesehen sein, welcher mit dem GPS-Empfänger der Aufklärungseinrichtung funktional gekoppelt ist, sodass ein Differential-GPS System ausgebildet wird. Die funktionale Kopplung kann insbesondere mittels der Steuerungsvorrichtung realisiert werden.

[0030] Die Steuerungsvorrichtung des Systems kann insbesondere einen Prozessor, einen durch diesen auslesbaren Datenspeicher, z.B. in Form eines nicht-flüchtigen Speichers, und eine oder mehrere Schnittstellen zur Datenübermittlung und zum Datenempfang aufweisen.

[0031] Auf dem nicht-flüchtigen Speicher kann insbesondere ein Programm gespeichert sein, welches bei dessen Aufruf den Prozessor zur Ausführung des oben beschriebenen Verfahrens veranlasst.

[0032] Die funktionale Kopplung zwischen der Steuerungsvorrichtung und der Aufklärungseinrichtung sowie dem Abwehr-Klein-UAV kann insbesondere durch eine drahtlose Datenübertragungsverbindung zwischen diesen Komponenten realisiert werden.

[0033] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Systems weist die zumindest eine Aufklärungsvorrichtung einen teleskopisch ausfahrbaren Masten auf, an dessen Endbereich die Sensoreinrichtung sowie die erste Abwehreinrichtung angeordnet sind. Demnach ist ein Masten mit mehreren Segmenten vorgesehen, welche ausfahrbar ausgeführt sind. Der Mast trägt an einem ersten Endabschnitt die Sensoreinrichtung sowie die erste Abwehreinrichtung und ist an einem entgegengesetzt zu dem ersten Endabschnitt gelegenen zweiten Endabschnitt zur Verankerung an einer im Einsatz des Systems ortsfesten Struktur vorgesehen. Durch die teleskopische Gestaltung kann das System vorteilhaft auf einfache Weise transportiert und damit schnell an einen Einsatzort verbracht werden.

[0034] Gemäß einer hierzu alternativen Ausführungsform weist die zumindest eine Aufklärungsvorrichtung ein senkrecht startendes und landendes, unbemanntes Träger-Kleinluftfahrzeug auf, an welchem die Sensoreinrichtung sowie die erste Abwehreinrichtung angeordnet sind. Auf diese Weise wird eine Art VTOL-UAV-Masten gebildet. Dies bietet den Vorteil, dass die Position der Aufklärungseinrichtung in besonders flexibler Weise, insbesondere unabhängig von den Gegebenheiten am Boden des Einsatzortes des Systems gewählt werden kann. Weiterhin kann eine Anordnung der Sensoreinrichtung in besonders großer Höhe erfolgen. Dadurch wird eine große Reichweite der Sensoren infolge eines ungestörten Blickfelds erzielt.

[0035] Bevorzugt ist das Träger-Kleinluftfahrzeug zu dessen Betrieb mit einer räumlich getrennt von dem Träger-Kleinluftfahrzeug angeordneten elektrischen Energiequelle elektrisch verbindbar ist. Dies kann beispielsweise über ein von einer Abrollvorrichtung abrollbares Stromkabel realisiert werden. Dadurch sind große Höhen, beispielsweis von bis zu 50 m, für die Anordnung der Sensoreinrichtung und der ersten Abwehreinrichtung möglich. Gleichzeitig können vorteilhaft die Standzeiten des Träger-Kleinluftfahrzeug verlängert werden.

[0036] Die erste Abwehreinrichtung kann insbesondere einen Strahlungsgenerator zur Erzeugung niederenergetischer elektromechanischer Strahlung und/oder eine Fangvorrichtung und/oder einen Strahlungsgenerator zur Erzeugung hochenergetischer elektromechanischer Strahlung und/oder eine Abfeuerungseinrichtung zum Abfeuern eines Projektils oder eines Lenkflugkörpers aufweisen. Bevorzugt weist einen Strahlungsgenerator zur Erzeugung niederenergetischer elektromechanischer Strahlung auf und ist zur Durchführung von Bekämpfungsmaßnahmen mit geringer Bekämpfungshärte, beispielweise zur Durchführung der ersten Bekämpfungsmaßnahme der Sequenz von Bekämpfungsmaßnahmen, vorgesehen. Die erste Abwehreinrichtung kann insbesondere am Boden stationiert sein.

[0037] Die zweite härtere Abwehreinrichtung kann insbesondere einen Strahlungsgenerator zur Erzeugung niederenergetischer elektromechanischer Strahlung und/oder kann eine Fangvorrichtung und/oder einen Strahlungsgenerator zur Erzeugung hochenergetischer elektromechanischer Strahlung und/oder eine Abfeuerungseinrichtung zum Abfeuern eines Projektils oder mehrerer Projektile aufweisen. Die an dem Abwehr-Kleinluftfahrzeug angebrachte zweite Abwehreinrichtung ist vorzugsweise zur Durchführung der Bekämpfungsmaßnahmen mit großer Bekämpfungshärte, insbesondere der zweiten und dritten Bekämpfungsmaßnahmen der Sequenz von Bekämpfungsmaßnahmen, vorgesehen.

[0038] Die Fangvorrichtung kann insbesondere mittels einer Netzkanone über den Bedrohungsflugkörper ausgeworfen werden, wobei sich dieser in der beispielsweise als Fangnetz ausgebildeten Fangvorrichtung verfängt und damit manövrierunfähig gemacht wird. Bevorzugt weist die Fangvorrichtung eine Reißleine auf, welche an deren Ende kinematisch lösbar mit dem Abwehr-Kleinluftfahrzeug gekoppelt ist und bei einer vorbestimmten Zugkraft einen an der Fangvorrichtung zugeordneten Fallschirm auslöst. Die vorbestimmte Zugkraft wird durch den von dem sich in der Fangvorrichtung verfangenen Bedrohungsflugkörper aufgebracht. Dadurch wird der Fallschirm ausgelöst und die Reißleine löst sich von dem Abwehr-Kleinluftfahrzeug, sodass der Bedrohungsflugkörper mit geringem Impuls kontrolliert zu Boden gleitet. Wird die der Bedrohungsflugkörper nicht von der Fangvorrichtung getroffen, kann eine weiter, insbesondere härterer Bekämpfungsmaßnahme, insbesondere von dem Abwehr-Kleinluftfahrzeug aus erfolgen, beispielsweise durch Abfeuern eines Projektils auf den Bedrohungsflugkörper.

[0039] Die Fangvorrichtung kann auch mittels einer unlösbar an das Abwehr-UAV gekoppelten Halteleine mit dem Abwehr-UAV verbunden sein. Der in der Fangvorrichtung verfangene Bedrohungsflugkörper kann auf diese Weise an dem Abwehr-UAV hängend vorteilhaft aus dem zu schützenden Bereich entfernt werden.

[0040] Das System kann zusätzlich ein Auffangnetz zur Überspannung des zu schützenden Bereichs aufweisen. Dadurch wird zuverlässig verhindert, dass von einem infolge von Bekämpfungsmaßnahmen unkontrolliert abstürzenden Bedrohungsflugkörper eine Gefahr für Personen oder Objekte in dem zu schützenden Bereich ausgeht.

[0041] Bevorzugt ist das Auffangnetz mittels zumindest zwei senkrecht startenden und landenden, unbemannten Netzträger-Kleinluftfahrzeugen ausbringbar. Auf diese Weise kann die Position des Auffangnetzes schnell verändert werden und eine dauerhafte, optisch unschöne Überspannung des zu schützenden Bereichs ist nicht notwendig.

[0042] Die Netzträger-Kleinluftfahrzeuge können insbesondere jeweils durch ein Träger-Kleinluftfahrzeug der Aufklärungsvorrichtung gebildet sein. Dies bietet den Vorteil, dass die Anzahl der insgesamt notwendigen Kleinluftfahrzeuge des Systems gering gehalten werden kann.

[0043] Bevorzugt weist das System weiterhin einen mittels eines Straßenfahrzeugs transportablen Container auf, in dessen Innenraum die Steuerungsvorrichtung angeordnet ist und welcher eine Start- und Landeplattform für das Abwehr-Kleinluftfahrzeug aufweist. Dadurch wird ein mobiles System bereitgestellt, welches schnell und mit geringem Aufwand an verschiedene Einsatzorte gebracht werden kann. Der Container kann weiterhin während des Transports zum Verstauen des Abwehr-Kleinluftfahrzeugs, gegebenenfalls des Träger-Kleinluftfahrzeug sowie der Netzträger-Kleinluftfahrzeuge genutzt werden. Falls die Aufklärungsvorrichtung einen oder mehrere teleskopische Masten aufweist, können diese mechanisch an den Container koppelbar sein, wodurch vorteilhaft der Transport erleichtert wird.

[0044] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das System zusätzlich eine an dem Container angeordnete, funktional mit der Steuerungsvorrichtung gekoppelte dritte Abwehreinrichtung zur Durchführung einer Bekämpfungsmaßnahme gegen den Bedrohungsflugkörper aufweist, wobei die Steuerungsvorrichtung dazu ausgelegt ist, aufgrund der empfangenen Sensordaten, aufgrund des Bedrohungslevels, und aufgrund des Gefährdungslevels, erzeugte Steuersignal an dritte Abwehreinrichtung zu übermitteln, wobei das Steuersignal eine Durchführung von Bekämpfungsmaßnahmen mittels der dritten Abwehreinrichtung als eine Bekämpfungsmaßnahme der Sequenz von Bekämpfungsmaßnahmen bewirkt.

[0045] Alternativ oder zusätzlich hierzu kann vorgesehen sein, dass die Aufklärungseinrichtung mechanisch mit dem Container verbunden ist bzw. diesem zugeordnet ist. Damit wird ein besonders kompaktes, mobiles System bereitgestellt.

[0046] Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weitebildung des Systems ist jede einzelne Abwehreinrichtung dazu ausgelegt, aufgrund des Steuersignals die jeweilige Abwehrmaßnahme autonom durchzuführen. Insbesondere wird durch das Steuersignal die aktuelle Position des Bedrohungsflugkörpers übermittelt, wodurch eine Ausrichtung der jeweiligen Abwehreinrichtung auf diese Position erfolgt.

[0047] Weiterhin kann das System eine elektrische Energiequelle zur Versorgung der Aufklärungsvorrichtung und der Steuerungsvorrichtung sowie gegebenenfalls der Träger-Kleinluftfahrzeuge aufweisen. Die elektrische Energiequelle kann beispielsweise in Form einer oder mehrerer Akkumulatoren, Brennstoffzellen, Verbrennungsmotoren mit daran gekoppelten elektromechanischen Generatoren oder dergleichen realisiert sein. Die elektrische Energiequelle kann gegebenenfalls in dem Container angeordnet oder an diesen gekoppelt sein.

[0048] Die Erstreckung des hierin genannten Überwachungsbereichs ist durch die Reichweite der Sensoren, insbesondere durch die maximale Reichweite der Sensoren definiert. Die Erstreckung des hierin genannten Abwehrbereichs ist durch die maximale Reichweite der Bekämpfungsmaßnahmen definiert.

[0049] Unter einem Kleinluftfahrzeug, einem unbemannten Kleinluftfahrzeug oder einem UAV wird hierin ein manövrierbarer Flugkörper mit einem Gesamtgewicht kleiner oder gleich 50 Kilogramm und einer Fluggeschwindigkeit von kleiner oder gleich 250 Kilometern pro Stunde verstanden. Dieses können insbesondere als Helikopter-Systeme, Multikopter-Systeme, Motorflugzeuge, Segelflugzeuge, Luftschiffe oder dergleichen ausgeführt sein.

[0050] Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnungen erläutert. Von den Figuren zeigen:
Fig. 1
eine schematische Ansicht eines Systems zur Abwehr von Bedrohungsflugkörpern in Form steuerbarer unbemannter Kleinluftahrzeuge gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2
eine schematische Ansicht eines Systems gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3
eine schematische Ansicht einer Aufklärungsvorrichtung eines Systems gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4
eine schematische Ansicht einer Aufklärungsvorrichtung eines Systems gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5
eine schematische Ansicht eines Abwehr-Kleinluftfahrzeugs eines Systems gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6
eine schematische Ansicht eines Systems gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 7
eine schematische Ansicht einer Fangvorrichtung eines Systems gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 8
eine schematische Darstellung eines Verfahrens gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung als Ablaufdiagramm.


[0051] In den Figuren bezeichnen dieselben Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.

[0052] Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Systems 100 zur Abwehr von Bedrohungsflugkörpern 10 in Form steuerbarer unbemannter Kleinluftfahrzeuge. Im Folgenden wird der Bedrohungsflugkörper 10 als Bedrohungs-UAV 10 bezeichnet. Wie Fig. 1 zeigt, weist das System 100 zumindest eine Aufklärungsvorrichtung 20, ein Abwehr-Kleinluftfahrzeug 30, im Folgenden Abwehr-UAV 30 genannt, eine Steuerungsvorrichtung 40 sowie eine optionale elektrische Energiequelle 65 auf.

[0053] Das System 100 ist zum Schutz eines zu schützenden Bereichs 1 vorgesehen. Innerhalb des zu schützenden Bereichs 1 ist ein vor Angriffen durch den Bedrohungsflugkörper 10 zu schützendes Objekt gelegen. Das zu schützende Objekt kann, wie in Fig. 1 gezeigt, beispielsweise ein Sportstadion sein. Fig. 1 zeigt beispielhaft ein System 100, welches vier Aufklärungsvorrichtungen 20 aufweist.

[0054] Die Fig. 3 und 4 zeigen jeweils bevorzugte Gestaltungen der Aufklärungsvorrichtung 20. Wie in den Fig. 3 und 4 jeweils gezeigt, weist die Aufklärungsvorrichtung 20 eine Sensoreinrichtung 21 zur Detektion eines Kleinluftahrzeugs innerhalb eines Überwachungsbereichs 3 und eine erste Abwehreinrichtung 22 zur Durchführung einer Bekämpfungsmaßnahme gegen den Bedrohungsflugkörper 10 auf. Die Sensoreinrichtung 21 weist zumindest einen Sensor auf. Bevorzugt weist die Sensoreinrichtung 21 mehrere Sensoren, insbesondere mehrere Sensoren verschiedenen Typs auf. In den Fig. 3 und 4 ist jeweils beispielhaft eine Sensoreinrichtung 21 gezeigt, welche einen akustischen Sensor 21A zur Erfassung von durch das Bedrohungs-UAV 10 emittierten Geräuschen, einen optischen Sensor in Form einer Kamera 21B, einen optischen Infrarot-Sensor 21C sowie einen Radarsensor 21D aufweist. Grundsätzlich kann die Sensoreinrichtung 21 auch mit lediglich einem der vorgenannten Sensoren betrieben werden. Die erste Abwehreinrichtung 22 ist in den Fig. 3 und 4 jeweils beispielhaft als ein Strahlungsgenerator zur Erzeugung niederenergetischer elektromagnetischer Strahlung dargestellt. Wie die Fig. 3 und 4 weiterhin zeigen, weist die Aufklärungseinrichtung 20 eine Sende- und Empfangseinrichtung 21E zur funktionellen Kopplung an die Steuerungsvorrichtung 40 sowie einen optionalen GPS-Empfänger 21F auf.

[0055] In Fig. 1 und in Fig. 4 ist beispielhaft jeweils eine Aufklärungseinrichtung 20 gezeigt, welche ein senkrecht startendes und landendes, unbemanntes Träger-Kleinluftfahrzeug 25, im Folgenden Träger-UAV 25 genannt, aufweist. Wie Fig. 4 zeigt, ist sind die Sensoreinrichtung 21 sowie die erste Abwehreinrichtung 22 an dem Träger-UAV 25 angeordnet sind. Fig. 4 zeigt beispielhaft eine Anordnung der Sensoreinrichtung 25 und der ersten Abwehreinrichtung 22 an einer Haltestruktur 25A, welche als eine an dem Träger-UAV 25 befestigte, stabförmige Schiene ausgebildet ist. Alternativ hierzu können die Komponenten der Sensoreinrichtung 25 und der ersten Abwehreinrichtung 22 auch jeweils direkt an den Komponenten des Träger-UAV 25 befestigt sein.

[0056] Wie in Fig. 4 weiterhin schematisch gezeigt ist, kann das Träger-UAV 25 zur Versorgung mit elektrischer Energie mit einer räumlich getrennt von dem Träger-Kleinluftfahrzeug 25 angeordneten elektrischen Energiequelle 65 elektrisch verbindbar sein. Zur Herstellung der elektrischen Verbindung zwischen der elektrischen Energiequelle 65 und dem Träger-UAV 25 kann ein Stromkabel 67 vorgesehen sein, welches von einer Abrollvorrichtung 66 abwickelbar ist. In den Fig. 1 und 4 ist das Träger-UAV 25 jeweils als ein senkrecht startendes und landendes UAV beispielhaft in Form eines Multikopters dargestellt.

[0057] Fig. 3 zeigt beispielhaft eine weitere mögliche Gestaltung der Aufklärungsvorrichtung 20. Diese weist anstelle des Träger UAV 25 einen teleskopisch ausfahrbaren Masten 23 auf. Wie Fig. 3 zeigt, sind die Sensoreinrichtung 21 sowie die erste Abwehreinrichtung 22 jeweils in einem ersten Endbereich 23A des Masten 23 angeordnet. Ein in Bezug auf die Längserstreckung des Masten 23 entgegengesetzt zu dem ersten Endbereich 23A gelegenen zweiten Endbereich 23B des Masten 23 ist zur Verankerung des Masten 23 an einer Halterung, wie z.B. einem Sockel oder im Erdreich, vorgesehen.

[0058] Wie in Fig. 1 schematisch gezeigt, ist jede der Sensoreinrichtungen 21 zur Überwachung jeweils eines Überwachungsteilbereichs R21 vorgesehen. Ein durch die Sensoreinrichtungen 21 aller Aufklärungseinrichtungen 20 insgesamt überwachter Bereich definiert einen Überwachungsbereich 3. Wie Fig. 1 zeigt, ist der zu schützende Bereich 1 vollständig innerhalb des Überwachungsbereichs 3 gelegen. Ein Abwehrbereich 2, dessen Erstreckung sich durch die maximale Reichweite der ersten Abwehreinrichtung 22, der im Folgenden noch beschriebenen zweiten Abwehreinrichtung 31 und gegebenenfalls einer optionalen dritten Abwehreinrichtung 63 ergibt, ist bei dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel vollständig innerhalb des Überwachungsbereichs 3 gelegen und umgibt den zu schützenden Bereich 1 vollständig. Der Überwachungsbereich 3 und der Abwehrbereich 2 können insbesondere identisch sein.

[0059] Wie in Fig. 1 schematisch gezeigt ist, weist das Abwehr-UAV 30 eine zweite Abwehreinrichtung 31. Weiterhin ist das Abwehr-UAV 30 funktional an die Steuerungsvorrichtung 40 gekoppelt. Fig. 5 zeigt beispielhaft eine mögliche Realisierung des in Fig. 1 schematisch dargestellte Abwehr-UAV 30 als ein senkrecht startendes und landendes UAV. Das Abwehr-UAV 30 kann insbesondere als Multikopter mit mehreren Rotoren 32 ausgeführt sein, wie in Fig. 5 beispielhaft gezeigt ist. Die zweite Abwehrvorrichtung 31 kann insbesondere an einem Trägergestell 33 des Abwehr-UAV 30 angeordnet und dort beispielsweise schwenkbar gelagert sein. In Fig. 5 ist die zweite Abwehreinrichtung 31 beispielhaft als eine als Fangnetz 70 ausgebildete Fangvorrichtung ausgebildet, welches mittels einer auf den Bedrohungsflugkörper 10 angeordneten Netzkanone 34 ausbringbar ist ausgebildet. Die Ausführung dieser Bekämpfungsmaßnahme bewirkt, dass sich das Bedrohungs-UAV 10 in dem Fangnetz 70 verfängt und dadurch flugunfähig wird, beispielsweise weil die Bewegung dessen Rotoren durch die Netzmaschen verhindert wird. Dies ist in Fig. 7 beispielhaft und schematisch dargestellt. Fig. 7 zeigt weiterhin eine vorteilhafte Gestaltung des Fangnetzes 70 mit einem mit diesem über Leinen 71 verbundenen Fallschirm 72. Die Auslösung des Fallschirms 72 kann beispielsweise mittels einer Reißleine 73 erfolgen, welche an deren Ende 74 kinematisch lösbar mit dem Abwehr-UAV 30 gekoppelt ist und bei einer vorbestimmten Zugkraft, die durch den von dem sich in dem Fangnetz 70 verfangenen Bedrohungsflugkörper 10 aufgebracht wird, den Fallschirm 72 auslöst. Der Fallschirm 72 wird von dem Abwehr-UAV 30 gelöst, sodass der Bedrohungsflugkörper 10 kontrolliert durch den Fallschirm 72 entlang der Schwerkraftrichtung G zu Boden gleitet.

[0060] Die Steuerungsvorrichtung 40 ist funktional mit der Aufklärungsvorrichtung 20 und dem Abwehr-Kleinluftfahrzeug 30 verbunden. Dies kann insbesondere mittels einer drahtlosen Datenverbindung zwischen einer Sende- und Empfangseinrichtung 41 der Steuerungsvorrichtung 40 und der Sende- und Empfangseinrichtung 21E der Aufklärungsvorrichtung 20 sowie einer Sende- und Empfangseinrichtung (nicht gezeigt) des Abwehr-Kleinluftfahrzeug 30 realisiert sein. Die Sende- und Empfangseinrichtung 41 der Steuerungsvorrichtung 40 ist dazu ausgelegt, Signale und Daten an die Aufklärungsvorrichtung 20 und das Abwehr-Kleinluftfahrzeug 30 zu übermitteln und von diesen zu empfangen. Die Steuerungsvorrichtung 40 ist dazu ausgelegt Sensorsignale aufgrund der mittels der Sende- und Empfangseinrichtung 41 empfangenen Sensorsignale, aufgrund eines vorbestimmten Bedrohungslevels, welches das von dem Bedrohungsflugkörper 10 ausgehende wahrscheinliche Bedrohungsrisiko für den zu schützenden Bereich 1 beschreibt, und aufgrund eines vorbestimmten Gefährdungslevels, welches angibt, ob ein unkontrollierter Absturz des Bedrohungsflugkörpers 10 innerhalb des Abwehrbereichs 2 hingenommen werden kann oder nicht, ein Steuersignal zu erzeugen. Hierzu weist die Steuerungsvorrichtung 40 bevorzugt einen Prozessor (nicht gezeigt) und einen durch den Prozessor lesbaren nicht-flüchtigen Datenspeicher (nicht gezeigt) auf. Die Parameter Bedrohungslevel und Gefährdungslevel können beispielsweise auf dem Datenspeicher abgelegt sein. Auch kann vorgesehen sein, das diese über eine optionale Benutzerschnittstelle 42, welche über die Sende- und Empfangseinrichtung 41 der Steuerungsvorrichtung 40 mit letzterer funktionell verbunden ist, manuell von einem Operator eingegeben werden, beispielsweise als Zahlenwert.

[0061] Das durch die Steuerungsvorrichtung 40 erzeugte Steuersignal ist durch die Sende- und Empfangseinrichtung 41 der Steuerungsvorrichtung 40 jeweils an die Aufklärungsvorrichtung 20 und das Abwehr-Kleinluftfahrzeug 30 übermittelbar. Die Aufklärungsvorrichtung 20 und das Abwehr-Kleinluftfahrzeug 30 sind jeweils dazu ausgelegt, aufgrund des Steuersignals jeweils eine oder mehrere Bekämpfungsmaßnahmen gegen das Bedrohungs-UAV 10 durchzuführen. Insbesondere sind die Aufklärungsvorrichtung 20 und das Abwehr-Kleinluftfahrzeug 30 dazu ausgelegt, aufgrund des Steuersignals eine Sequenz von Bekämpfungsmaßnahmen mit zunehmender Bekämpfungshärte durchzuführen. Beispielsweise kann aufgrund des Steuersignals zunächst eine Bekämpfung des Bedrohungs-UAV 10 mittels der z.B. als Strahlungsgenerator ausgebildeten ersten Abwehreinrichtung 22 erfolgen und, wenn diese Bekämpfungsmaßnahme erfolglos bleibt, das Abwehr-Kleinluftfahrzeug 30 in Richtung des Bedrohungs-UAV 10 geflogen und letzteres mit der als Fangnetz 70 ausgebildeten zweiten Abwehreinrichtung 31 bekämpft werden.

[0062] Fig. 6 zeigt beispielhaft und schematisch eine Weiterbildung des Systems 100 mit einem Auffangnetz 50, welches zur Überspannung des zu schützenden Bereichs 1 bzw. zur Anordnung in Bezug auf die Schwerkraftrichtung G unterhalb des Bedrohungs-UAV 10 vorgesehen ist. Das Auffangnetz 50 dient dem Auffangen des infolge der Bekämpfungsmaßnahmen gegebenenfalls flugunfähigen Bedrohungs-UAVs 10 oder von sich infolge der Bekämpfungsmaßnahmen von diesem lösenden Teilen 10A, 10B, 10C, wie in Fig. 6 schematisch dargestellt ist. Diese Sicherungsmaßnahme dient somit dem Verhindern eines unkontrollierten Einschlags des Bedrohungsflugkörpers 10 in den Abwehrbereich 2, welcher den zu schützenden Bereich 1 aufweist.

[0063] Wie in Fig. 6 beispielhaft gezeigt ist, kann das Auffangnetz 50 insbesondere mittels zumindest zwei senkrecht startenden und landenden, unbemannten Netzträger-Kleinluftfahrzeugen 26, 27, 28, 29, im Folgenden Netzträger-UAVs 26, 27, 28, 29 genannt, ausgebracht werden. Die Netzträger-UAVs 26, 27, 28, 29 können insbesondere jeweils durch ein Träger-UAV 25 der Aufklärungsvorrichtung 20 gebildet sein.

[0064] Fig. 2 zeigt eine bevorzugte Gestaltung des Systems 100 mit einem mittels eines Straßenfahrzeugs 101 transportablen Container 60. Das Straßenfahrzeug 101 kann beispielsweise durch einen LKW-Anhänger realisiert sein, wie in Fig. 2 schematisch gezeigt ist. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, sind die Steuerungsvorrichtung 40, inklusive deren Sende- und Empfangseinrichtung 41, und die optionale Benutzerschnittstelle 42 in dem Innenraum 61 des Containers 60 angeordnet. Der Container 60 weist weiterhin eine Start- und Landeplattform 62 für das Abwehr-UAV 30 auf. Wie Fig. 2 weiterhin zeigt kann eine optional vorgesehene elektrische Energiequelle 65 ebenfalls im Innenraum 61 des Containers 60 angeordnet sein. Weiterhin kann der Container 60 eine Zugangstüre 64, eine Lagerstelle 68 für die Aufklärungseinrichtung 20 sowie eine Lagerstelle 69 für das optionale Auffangnetz 50 und die gegebenenfalls zu diesem gehörigen Netzträger-UAVs 26, 27, 28, 29 aufweisen. Weiterhin kann eine an dem Container 60 angeordnete, funktional mit der Steuerungsvorrichtung 40 gekoppelte dritte Abwehreinrichtung 63 zur Durchführung einer Bekämpfungsmaßnahme gegen den Bedrohungsflugkörper 10 sowie ein GPS-Empfänger vorgesehen sein.

[0065] Die Start- und Landeplattform 62 kann beispielsweise als ein durch eine Klappe 62A oder eine ähnliche Abdeckeinrichtung schließbarer Lagerraum 62B ausgebildet sein, aus welchem heraus bei geöffneter Klappe 62A das Abwehr-UAV 30 startbar ist. In Fig. 2 ist die Klappe 62A in einer geschlossenen Stellung dargestellt und kann, wie durch den Pfeil P62 angedeutet, in eine offene Stellung verschwenkt werden.

[0066] Die Aufklärungsvorrichtung 20 ist in Fig. 2 beispielhaft als mit einem Träger-UAV 25 ausgeführt dargestellt und kann insbesondere wie anhand der Fig. 4 beschrieben ausgeführt sein. Zum Betrieb des Systems 100 kann die Aufklärungsvorrichtung 20 außerhalb des Containers 60 angeordnet werden. Es ist jedoch auch denkbar, eine Klappe (nicht gezeigt) oder eine ähnliche Abdeckeinrichtung an dem Container 60 vorzusehen, sodass das Träger-UAV 25 aus dem Innenraum 61 des Containers 60 heraus bei geöffneter Klappe starten kann.

[0067] Die Lagerstelle 69 für das optionale Auffangnetz 50 und die gegebenenfalls zu diesem gehörigen Netzträger-UAVs 26, 27, 28, 29 kann beispielsweise als ein durch eine Klappe (nicht gezeigt) oder eine ähnliche Abdeckeinrichtung schließbarer Lagerraum 69B ausgebildet sein, aus welchem heraus bei geöffneter Klappe die Netzträger-UAVs 26, 27, 28, 29 starten können.

[0068] Die dritte Abwehreinrichtung 63 kann, wie in Fig. 2 beispielhaft und schematisch dargestellt ist, insbesondere als eine Lasereinrichtung zum Bestrahlen des Bedrohungs-UAV 10 mit Laserstrahlung ausgebildet sein. Die dritte Abwehreinrichtung 63 ist mit der Steuerungsvorrichtung funktional verbunden. Dies kann auf die oben beschriebene Weise mittels einer der dritten Abwehreinrichtung 63 zugeordneten Sende- und Empfangseinrichtung (nicht gezeigt) realisiert werden. Die oben beschriebene Steuerungsvorrichtung 40 ist weiterhin dazu ausgelegt, das aufgrund der empfangenen Sensordaten, aufgrund des Bedrohungslevels, und aufgrund des Gefährdungslevels, erzeugte Steuersignal an dritte Abwehreinrichtung 63 zu übermitteln, wobei das Steuersignal eine Durchführung von Bekämpfungsmaßnahmen mittels der dritten Abwehreinrichtung 63 als eine Bekämpfungsmaßnahme der Sequenz von Bekämpfungsmaßnahmen bewirkt.

[0069] Der GPS-Empfänger 60A ist funktional mit der Steuerungsvorrichtung 40 verbunden und dient der Bestimmung der Position des Containers 60. Die durch den GPS-Empfänger 60A ermittelte Position kann beispielsweise zur Flugführung des Abwehr-UAV 30 genutzt werden.

[0070] Fig. 8 zeigt schematisch den Ablauf eines Verfahrens M zur Bekämpfung von Bedrohungs-UAVs 10 in Form steuerbarer unbemannter Kleinluftahrzeuge. Im Folgenden wird das Verfahren beispielhaft unter Bezugnahme auf das oben beschriebene System 100 erläutert.

[0071] In einem ersten Verfahrensschritt M1 erfolgt ein Festlegen des Bedrohungslevels, welches das von dem Bedrohungs-UAV 10 ausgehende wahrscheinliche Bedrohungsrisiko für den zu schützenden Bereich 1 beschreibt. In einem weiteren Schritt M2 wird das Gefährdungslevel, welches angibt, ob ein unkontrollierter Absturz des Bedrohungsflugkörpers 10 innerhalb des Abwehrbereichs 2 hingenommen werden kann oder nicht. Die Schritte M1 und M2 können jeweils insbesondere durch eine Benutzereingabe eines Operators über die Benutzerschnittstelle 42 erfolgen. Die eingegebenen Parameter Bedrohungslevel und Gefährdungslevel können beispielsweise jeweils in dem optionalen Speicher der Steuerungsvorrichtung 40 gespeichert werden.

[0072] Weiterhin erfolgt ein Auswählen M3 einer Sequenz von Bekämpfungsmaßnahmen mit zunehmender Bekämpfungshärte zum Bekämpfen des Bedrohungsflugkörpers 10, wobei die maximale Bekämpfungshärte der Sequenz von Bekämpfungsmaßnahmen abhängig von dem Bedrohungslevel ausgewählt wird und mit zunehmendem Bedrohungslevel zunimmt. Dies kann beispielsweise durch eine Steuerungsfunktion der Steuerungsvorrichtung 40 erfolgen, welcher als Eingangsgrößen das Bedrohungslevel und das Gefährdungslevel übergeben wird. Die Steuerungsfunktion kann beispielsweise eine Matrix umfassen, in welcher jeder möglichen Kombinationen von Bedrohungslevel und Gefährdungslevel jeweils genau eine vorbestimmte Sequenz von Bekämpfungsmaßnahmen zugeordnet ist.

[0073] Bei dem Verfahren M wird außerdem die Präsenz eines steuerbaren unbemannten Kleinluftahrzeugs als Bedrohungsflugkörper 10 innerhalb des Überwachungsbereichs 3 detektiert M4. Dies kann beispielsweise durch Auswertung der durch die Sensoreinrichtung 21 erfassten Sensordaten mittels der Steuerungsvorrichtung 40 erfolgen.

[0074] Weiterhin erfolgt ein Vergleich M5 des Gefährdungslevels mit einem vorbestimmten Grenzgefährdungslevel. Dies stellt eine einfache Vergleichsoperation dar, welche ebenfalls mittels der Steuerungsvorrichtung 40 durchgeführt werden kann. Falls das Gefährdungslevel das Grenzgefährdungslevel erreicht oder darüber liegt, erfolgt eine Durchführung M6 einer Sicherungsmaßnahme zur Verhinderung eines unkontrollierten Einschlags des Bedrohungsflugkörpers 10 in den Abwehrbereich 2 infolge einer Bekämpfung. Eine Sicherungsmaßnahme kann beispielsweise durch eine Platzierung des Auffangnetzes 50 unterhalb des detektierten Bedrohungs-UAV 10 mittels der Netzträger-UAVs 26, 27, 28, 29 erfolgen.

[0075] Abschließend werden einzelne Bekämpfungsmaßnahmen der Sequenz von Bekämpfungsmaßnahmen durgeführt M7, wobei nach jeder Bekämpfungsmaßnahme deren Bekämpfungserfolg überprüft wird, wobei die Sequenz bei Bekämpfungserfolg abgebrochen und andernfalls die nächste Bekämpfungsmaßnahme der Sequenz durchgeführt wird. Die Sequenz der Bekämpfungsmaßnahmen kann beispielsweise durch das von der Steuerungsvorrichtung 40 erzeugte Steuerungssignal ausgelöst werden. Eine Überprüfung des Erfolgs der Bekämpfungsmaßnahme kann beispielsweise durch Auswertung der durch die Sensoreinrichtung 21 erfassten Sensordaten mittels der Steuerungsvorrichtung 40 erfolgen. Beispielsweise kann die Sequenz abgebrochen werden, indem die Steuerungsvorrichtung 40 ein Abbruchsignal erzeugt, falls aus den Sensordaten eine Präsenz des Bedrohungs-UAV 10 in dem Überwachungsbereich 3 nicht mehr ermittelbar ist.

[0076] Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand von Ausführungsbeispielen exemplarisch erläutert wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar. Insbesondere sind auch Kombinationen der voranstehenden Ausführungsbeispiele denkbar.

BEZUGSZEICHENLISTE



[0077] 
1
zu schützender Bereich
2
Abwehrbereich
3
Überwachungsbereich
10
Bedrohungsflugkörper
10A
Teil des Bedrohungsflugkörpers
10B
Teil des Bedrohungsflugkörpers
10C
Teil des Bedrohungsflugkörpers
20
Aufklärungsvorrichtung
21
Sensoreinrichtung
21A
akustischer Sensor
21B
Kamera
21C
Infrarot-Sensor
21D
Radarsensor
21E
Sende- und Empfangseinrichtung
21F
GPS-Empfänger
22
erste Abwehreinrichtung
23
Masten
23A
erster Endbereich des Masten
23B
zweiter Endbereich des Masten
25
Träger-Kleinluftfahrzeug
25A
Haltestruktur
26
Netzträger-Kleinluftfahrzeug
27
Netzträger-Kleinluftfahrzeug
28
Netzträger-Kleinluftfahrzeug
29
Netzträger-Kleinluftfahrzeug
30
Abwehr-Kleinluftfahrzeug
31
zweite Abwehreinrichtung
32
Rotoren
33
Trägergestell
34
Netzkanone
40
Steuerungsvorrichtung
41
Sende- und Empfangseinrichtung
42
Benutzerschnittstelle
50
Auffangnetz
60
Container
60A
GPS-Empfänger
61
Innenraum des Containers
62
Start- und Landeplattform
62A
Klappe
62B
Lagerraum
63
dritte Abwehreinrichtung
64
Zugangstüre
65
elektrische Energiequelle
66
Abrollvorrichtung
67
Stromkabel
68
Lagerstelle
69
Lagerstelle
69B
Lagerraum
70
Fangnetz
71
Leinen
72
Fallschirm
73
Reißleine
74
Ende der Reißleine
100
System
101
Straßenfahrzeug
M
Verfahren
M1
Verfahrensschritt
M2
Verfahrensschritt
M3
Verfahrensschritt
M4
Verfahrensschritt
M5
Verfahrensschritt
M6
Verfahrensschritt
M7
Verfahrensschritt
P62
Pfeil
R21
Überwachungsteilbereich



Ansprüche

1. Verfahren (M) zur Abwehr von Bedrohungsflugkörpern (10) in Form steuerbarer unbemannter Kleinluftahrzeuge mit folgenden Verfahrensschritten:

Festlegen (M1) eines Bedrohungslevels, welches das von dem Bedrohungsflugkörper (10) ausgehende wahrscheinliche Bedrohungsrisiko für einen zu schützenden Bereich (1) beschreibt;

Festlegen (M2) eines Gefährdungslevels, welches angibt, ob ein unkontrollierter Absturz des Bedrohungsflugkörpers (10) innerhalb eines Abwehrbereichs (2), welcher den zu schützenden Bereich (1) umfasst, hingenommen werden kann oder nicht;

Auswählen (M3) einer Sequenz von Bekämpfungsmaßnahmen mit zunehmender Bekämpfungshärte zum Bekämpfen des Bedrohungsflugkörpers (10), wobei die maximale Bekämpfungshärte der Sequenz von Bekämpfungsmaßnahmen abhängig von dem Bedrohungslevel ausgewählt wird und mit zunehmendem Bedrohungslevel zunimmt;

Detektieren (M4) eines steuerbaren unbemannten Kleinluftahrzeugs als Bedrohungsflugkörper (10) innerhalb eines Überwachungsbereichs (3), welcher den Abwehrbereich (2) umfasst;

Vergleich (M5) des Gefährdungslevels mit einem vorbestimmten Grenzgefährdungslevel;

Durchführung (M6) einer Sicherungsmaßnahme zur Verhinderung eines unkontrollierten Einschlags des Bedrohungsflugkörpers (10) in den Abwehrbereich (2) infolge einer Bekämpfung, falls das Gefährdungslevel das Grenzgefährdungslevel erreicht; und

Durchführen (M7) der einzelnen Bekämpfungsmaßnahmen der Sequenz von Bekämpfungsmaßnahmen, wobei nach jeder Bekämpfungsmaßnahme deren Bekämpfungserfolg überprüft wird, wobei die Sequenz bei Bekämpfungserfolg abgebrochen und andernfalls die nächste Bekämpfungsmaßnahme der Sequenz durchgeführt wird.


 
2. Verfahren (M) nach Anspruch 1, wobei zumindest eine Bekämpfungsmaßnahme der Sequenz der Bekämpfungsmaßnahmen von einem unbemannten Abwehr-Kleinluftfahrzeug (30), insbesondere in Form eines senkrecht startenden und landenden Kleinluftfahrzeugs, aus durchgeführt wird.
 
3. Verfahren (M) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Sequenz der Bekämpfungsmaßnahmen zumindest eine erste Bekämpfungsmaßnahme geringer Bekämpfungshärte zur Störung der Steuerbarkeit des Bedrohungsflugkörpers (10) aufweist, wobei als erste Bekämpfungsmaßnahme bevorzugt eine Bestrahlung des Bedrohungsflugkörpers mit niederenergetischer elektromagnetischer Strahlung vorgesehen ist.
 
4. Verfahren (M) nach Anspruch 3, wobei die Sequenz der Bekämpfungsmaßnahmen zusätzlich zumindest eine zweite Bekämpfungsmaßnahme zur Entfernung des Bedrohungsflugkörpers (10) aus dem zu schützenden Bereich (1) oder zur Beeinträchtigung der Flugfähigkeit des Bedrohungsflugkörpers (10) aufweist, wobei als zweite Bekämpfungsmaßnahme bevorzugt ein Einfangen des Bedrohungsflugkörpers (10) mit einer Fangvorrichtung, insbesondere einem Fangnetz (70), vorgesehen ist.
 
5. Verfahren (M) nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Sequenz der Bekämpfungsmaßnahmen zusätzlich zumindest eine dritte Bekämpfungsmaßnahme zur zumindest teilweisen mechanischen Zerstörung des Bedrohungsflugkörpers (10) aufweist, wobei als dritte Bekämpfungsmaßnahme bevorzugt eine Bestrahlung des Bedrohungsflugkörpers (10) mit hochenergetischer elektromagnetischer Strahlung oder ein Abfeuern eines oder mehrerer Abwehrgeschosse auf den Bedrohungsflugkörper (10) vorgesehen ist.
 
6. System (100) zur Abwehr von Bedrohungsflugkörpern (10) in Form steuerbarer unbemannter Kleinluftahrzeuge mit:

zumindest einer Aufklärungsvorrichtung (20) mit einer Sensoreinrichtung (21) zur Detektion eines Kleinluftahrzeugs innerhalb eines Überwachungsbereichs (3) und einer ersten Abwehreinrichtung (22) zur Durchführung einer Bekämpfungsmaßnahme gegen den Bedrohungsflugkörper (10);

einem unbemannten Abwehr-Kleinluftfahrzeug (30), an welchem eine zweite Abwehreinrichtung (31) zur Durchführung einer Bekämpfungsmaßnahme gegen den Bedrohungsflugkörper (10) angeordnet ist;

einer Steuerungsvorrichtung (40), welche funktional mit der Aufklärungsvorrichtung (20) und dem Abwehr-Kleinluftfahrzeug (30) verbunden und dazu ausgelegt ist
Sensorsignale von der Sensoreinrichtung (21) der zumindest einen Aufklärungsvorrichtung (20) zu empfangen,
aufgrund der empfangenen Sensorsignale, aufgrund eines vorbestimmten Bedrohungslevels, welches das von dem Bedrohungsflugkörper (10) ausgehende wahrscheinliche Bedrohungsrisiko für einen zu schützenden Bereich (1) beschreibt, und aufgrund eines vorbestimmten Gefährdungslevels, welches angibt, ob ein unkontrollierter Absturz des Bedrohungsflugkörpers (10) innerhalb eines Abwehrbereichs (2), welcher innerhalb des Überwachungsbereichs (3) liegt und den zu schützenden Bereich (1) umfasst, hingenommen werden kann oder nicht, ein Steuersignal zu erzeugen und an die Aufklärungsvorrichtung (20) und das Abwehr-Kleinluftfahrzeug (30) zu übermitteln,

wobei die Aufklärungsvorrichtung (20) und das Abwehr-Kleinluftfahrzeug (30) jeweils dazu ausgelegt sind, aufgrund des Steuersignals jeweils eine Bekämpfungsmaßnahme durchzuführen, sodass eine Durchführung einer Sequenz von Bekämpfungsmaßnahmen mittels der ersten Abwehreinrichtung (22) und der zweite Abwehreinrichtung (31) erfolgt.


 
7. System (100) nach Anspruch 6, wobei die zumindest eine Aufklärungsvorrichtung (20) einen teleskopisch ausfahrbaren Masten (23) aufweist, an dessen Endbereich die Sensoreinrichtung (21) sowie die erste Abwehreinrichtung (22) angeordnet sind.
 
8. System (100) nach Anspruch 6, wobei die zumindest eine Aufklärungsvorrichtung (20) ein senkrecht startendes und landendes, unbemanntes Träger-Kleinluftfahrzeug (25) aufweist, an welchem die Sensoreinrichtung (21) sowie die erste Abwehreinrichtung (22) angeordnet sind.
 
9. System (100) nach Anspruch 8, wobei das Träger-Kleinluftfahrzeug (25) zu dessen Betrieb mit einer räumlich getrennt von dem Träger-Kleinluftfahrzeug (25) angeordneten elektrischen Energiequelle (65) elektrisch verbindbar ist.
 
10. System (100) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei die erste Abwehreinrichtung (22) einen Strahlungsgenerator zur Erzeugung niederenergetischer elektromechanischer Strahlung und/oder eine Fangvorrichtung und/oder einen Strahlungsgenerator zur Erzeugung hochenergetischer elektromechanischer Strahlung und/oder eine Abfeuerungseinrichtung zum Abfeuern eines Projektils oder eines Lenkflugkörpers aufweist.
 
11. System (100) nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei die zweite Abwehreinrichtung (31) einen Strahlungsgenerator zur Erzeugung niederenergetischer elektromechanischer Strahlung und/oder eine Fangvorrichtung und/oder einen Strahlungsgenerator zur Erzeugung hochenergetischer elektromechanischer Strahlung und/oder eine Abfeuerungseinrichtung zum Abfeuern eines Projektils oder eines Lenkflugkörpers aufweist.
 
12. System (100) nach einem der Ansprüche 6 bis 11, zusätzlich aufweisend:

ein Auffangnetz (50) zum Auffangen des abstürzenden Bedrohungsflugkörpers oder zur Abschirmung des zu schützenden Bereichs (1), wobei das Auffangnetz (50) bevorzugt mittels zumindest zwei senkrecht startenden und landenden, unbemannten Netzträger-Kleinluftfahrzeugen (25, 26; 25, 27; 25, 28; 25, 29), welche vorzugsweise jeweils durch ein Träger-Kleinluftfahrzeug (25) der Aufklärungsvorrichtung (20) gebildet sind, ausbringbar ist.


 
13. System (100) nach einem der Ansprüche 6 bis 12, zusätzlich aufweisend:

einen mittels eines Straßenfahrzeugs (101) transportablen Container (60), in dessen Innenraum (61) die Steuerungsvorrichtung (40) angeordnet ist und welcher eine Start- und Landeplattform (62) für das Abwehr-Kleinluftfahrzeug (30) aufweist.


 
14. System (100) nach einem Anspruch 13, zusätzlich aufweisend:

eine an dem Container (60) angeordnete, funktional mit der Steuerungsvorrichtung (40) gekoppelte dritte Abwehreinrichtung (63) zur Durchführung einer Bekämpfungsmaßnahme gegen den Bedrohungsflugkörper (10), wobei die Steuerungsvorrichtung (40) dazu ausgelegt das, aufgrund der empfangenen Sensordaten, aufgrund des Bedrohungslevels, und aufgrund des Gefährdungslevels, erzeugte Steuersignal an dritte Abwehreinrichtung (63) zu übermitteln, wobei das Steuersignal eine Durchführung von Bekämpfungsmaßnahmen mittels der dritten Abwehreinrichtung (63) als eine Bekämpfungsmaßnahme der Sequenz von Bekämpfungsmaßnahmen bewirkt.


 
15. System (100) nach einem der Ansprüche 6 bis 14, wobei jede einzelne Abwehreinrichtung (22, 31, 63) dazu ausgelegt ist, aufgrund des Steuersignals die jeweilige Abwehrmaßnahme autonom durchzuführen.
 




Zeichnung


























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