[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
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.