[0001] Die Erfindung betrifft ein Interventionssystem zur Abwehr von Zielen in Form von
RAM-Zielen und/oder UAVs mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches
1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Abwehr von RAM-Zielen und/oder
UAVs mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches.
[0002] Das Interventionssystem ist dazu geeignet, unbemannte Luftfahrzeuge in Form von sogenannten
UAVs (Unmanned Areal Vehicles) zu bekämpfen, die ohne eine an Bord befindliche Besatzung
durch einen Computer oder vom Boden über eine Fernsteuerung betrieben und navigiert
werden können. Das Interventionssystem ist in der Lage, RAM-Ziele (RAM - Rocket, Artillery
and Mortar) wie Raketen, Artillerie und Mörser-Geschosse zu bekämpfen. Solche Interventionssysteme
werden auch als C-RAM-Systeme oder Counter-RAM-Systeme (Counter Rocket Artillery and
Mortar) bezeichnet.
[0003] Es ist bekannt, RAM-Ziele mit Raketen oder Maschinenkanonen zu bekämpfen. Raketen
oder Maschinenkanonen sind teuer, insbesondere wenn sie in größeren Stückzahlen eingesetzt
werden müssen.
[0004] Aus der
DE 25 19 507 A1 ist eine Munition zur Bekämpfung von Flugzielen im Vorbeiflug bekannt. Die Munition
weist über den Umfang verteilte, quer zur Munitionslängsachse wirkende Hohlladungen
und ein Vorbeiflugzündsystem auf. Die Munition ist als Rakete mit einem Gefechtskopf
ausgebildet. Der Gefechtskopf weist eine Zielerkennungseinrichtung auf. Eine Nachführeinrichtung
dreht jeweils die Hohlladung in Richtung des Flugziels. Die Hohlladungen sind im Augenblick
der Detonationsauslösung mittels des Vorbeiflugzündsystems in ihrer Wirkrichtung auf
das Flugziel ausgerichtet.
[0005] Aus der
DE 10 2015 008 255 B4 ist eine Abwehrdrohne zur Abwehr von Kleindrohnen bekannt. Die Abwehrdrohne weist
einen Motor zum Antrieb eines Propellers, ein mit dem Motor verbundenen Rumpf, einen
am Rumpf angeordneten Effektor und eine Einrichtung zum Abwurf des Effektors auf.
Der Effektor umfasst Fäden, welche aus einem zum Blockieren der beweglichen Teile
der Kleindrohne geeigneten Material hergestellt sind. Ferner weist der Effektor eine
die Fäden umgreifende Hülle sowie ein in der Hülle aufgenommenes Ausstoßmittel und
ein Aktivierungsmittel auf. Solch eine Abwehrdrohne ist nicht geeignet, RAM-Ziele
zu bekämpfen.
[0006] Aus der
DE 34 38 305 A1 ist ein unbemanntes Fluggerät für die Bekämpfung von Bodenzielen bekannt. Das unbemannte
Flugobjekt ist als Drohne mit Propeller ausgebildet. Das unbemannte Fluggerät weist
eine Zielsucheinrichtung und eine detonationsfähige Gefechtsladung auf. Als Gefechtsladung
ist wenigstens eine projektilbildende Ladung vorhanden. Die mindestens eine Ladung
ist in dem Fluggerät stationär angeordnet. Die entsprechende Ladungsanordnung besteht
aus zwei oder mehreren achsparallel angeordneten Ladungen, die simultan gezündet werden.
Das Fluggerät ist als Drohne mit Delta-Flügeln und einem mehrteiligen Rumpf ausgebildet.
In einem Heckabschnitt befindet sich ein Motor mit einem Propeller. In dem Rumpf ist
eine Detektionseinrichtung zur Erfassung eines Zielkorridors angeordnet.
[0007] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein kostengünstiges Verfahren und
ein kostengünstiges Interventionssystem gegen RAM-Ziele und/oder gegen feindliche
UAVs / Drohnen bereitzustellen.
[0008] Diese der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird nun durch ein Interventionssystem
und ein Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
[0009] Das erfindungsgemäße Interventionssystem weist mehrere UAVs bzw. Drohnen auf, welche
jeweils mit einem Effektor zur Bekämpfung von C-RAM-Zielen und/oder UAVs ausgestattet
sind, wobei die Drohnen in einem Bereitschaftsmodus um das Objekt angeordnet sind,
wobei die Drohnen jeweils einen Effektor in Form einer Sprengladungsanordnung aufweisen,
wobei die Drohnen als Multikopter ausgebildet sind. Dies ermöglicht eine kostengünstige
Bekämpfung von C-RAM Zielen und UAVs.
[0010] Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass mehrere Drohnen des
Interventionssystems in einem Bereitschaftsmodus um das Objekt angeordnet werden,
wobei Drohnen in Form von Multikoptern mit jeweils einem Effektor in Form einer Sprengladungsanordnung
verwendet werden, wobei eine Flugbahn des Ziels vorausberechnet wird und die zur Flugbahn
nächst benachbarte Drohne auf die Flugbahn oder nahe der Flugbahn des Ziels gesteuert
wird, wobei bei einer Annäherung des Ziels an diese benachbarte Drohne das Ziel durch
Zündung der Sprengladungsanordnung bekämpft wird.
[0011] Eine sichere Zerstörung ergibt sich dadurch, dass ein Zünder des Ziels anvisiert
wird. Dies hat ferner den Vorteil, dass die Trümmer kleinteilig sind und so wenig
Schaden verursachen.
[0012] Das Interventionssystem ist bevorzugt geeignet zum Schutz von Objekten, wie Gebäuden
oder Fahrzeugen. Auch sich langsam bewegende Objekte können gut durch Drohnen in Form
von Multikoptern geschützt werden. Da die Drohnen beweglich sind können somit auch
bewegliche Objekte geschützt werden. Die Drohnen sind dabei zunächst startbereit oder
bereits schwebend in einem Bereitschaftsmodus um das zu schützende Objekt angeordnet.
Im Bereitschaftsmodus schweben die Drohnen insbesondere gleichverteilt und mit einem
derartigen maximalen Abstand so um das zu schützende Objekt, dass die nächstpositionierte
Drohne genügend Zeit hat, um die mögliche Flugbahn des Ziels erreichen zu können.
Beispielsweise kann mit acht Drohnen ein Objekt mit einer Fläche von 250000 m
2 geschützt werden. Hierzu sind die Drohnen gleichverteilt auf einer Kreisbahn mit
einem Radius von 750 m um das Objekt herum angeordnet. Daraus ergibt sich ein Abstand
von knapp unter 600 m zwischen den einzelnen Drohnen. Zum Abfangen des Ziels muss
eine Drohne daher nur ca. 300 m Wegstrecke zurücklegen. Insbesondere sind die Drohnen
um das Objekt mit einem Radius von weniger als 1 km angeordnet.
[0013] Die Drohnen weisen im Bereitschaftsmodus zur jeweils benachbarten Drohne einen Abstand
von weniger als 1000m, insbesondere von weniger als 800 m, vorzugsweise von weniger
als 600 m auf, wodurch die Drohnen nur eine kurze Distanz zur Flugbahn des Ziels zurücklegen
müssen.
[0014] Die Drohnen sind im Bereitschaftsmodus auf einer Kreisbahn oder auf einem Kugelsegment
um das Objekt angeordnet, damit das Objekt engmaschig geschützt ist. Hierbei ist es
von besonderem Vorteil, dass die Multikopter auf der Stelle schweben können und damit
stets die optimale Verteidigungsposition einnehmen können.
[0015] Die Sprengladungsanordnung kann insbesondere eine Hohlladung aufweisen. Die Sprengladungsanordnung
kann alternativ oder zusätzlich eine Splitterladung aufweisen. Als Effektor kann eine
Sprengladungsanordnung mit nur einer Hohlladung oder nur mit einer Splitterladung
verwendet werden. Die Sprengladungsanordnung weist in bevorzugter Ausgestaltung sowohl
eine Hohlladung als auch Splitterladung auf. Durch die Sprengladungsanordnung kann
entweder eine Hohlladung, eine projektilbildende Ladung, eine splitterbildende Ladung
oder eine Kombination dieser Ladungen ausgestoßen werden.
[0016] Die Drohnen weisen jeweils einen Rumpf und ein Gimbal auf, wobei die Sprengladungsanordnung
mittels des Gimbals mit dem Rumpf der Drohne verbunden ist. Hierdurch kann die Sprengladungsanordnung
gut auf das Ziel im Vorbeiflug ausgerichtet werden.
[0017] Bei Anflug eines Ziels wird die Flugbahn des Ziels vorausberechnet und die nächstpositionierte
Drohne des Interventionssystems wird zur Flugbahn des Ziels gesteuert. Vorzugsweise
werden die Drohnen des Interventionssystems mittels eines Command und Control-Systems
ferngesteuert. Die Drohnen können alternativ aber auch selbstlenkend ausgestaltet
sein.
[0018] Die Drohne kann dann auf die Flugbahn oder nahe an die Flugbahn gesteuert werden.
Bei Annäherung des Ziels an der nächstpositionierten Drohne wird mittels der Sprengladungsanordnung,
d.h. mittels des Effektors, das Ziel bekämpft. Dabei kann sich die Drohne bevorzugt
auf der Flugbahn vor dem Ziel befinden oder neben dem Ziel bei dem Vorbeiflug des
Ziels.
[0019] Bei Verwendung einer projektil- und splitterbildenden Ladung wird bevorzugt gezielt
ein Zünder des Ziels anvisiert, wobei der Zünder des Ziels in der Regel am Kopf des
RAM-Ziels angeordnet ist. Hierbei wird die Drohne bevorzugt auf der Flugbahn des Ziels
positioniert.
[0020] Die Drohnen weisen jeweils mindestens einen Sensor zur Endphasenlenkung der Drohne
auf. Die Drohnen verfügen bevorzugt über mehrere, verschiedene Sensoren wie beispielsweise
TV-Kameras, Radar-, Lidar- und/oder IR-Sensoren. Diese Sensoren sind dabei am Rumpf
der Drohne im schwebenden Zustand der Drohne nach oben zum Himmel gerichtet, so dass
bei einem schnellen Flug mit einem geneigten Rumpf die Sensorik in Flugrichtung auf
das Ziel gerichtet ist. Der mindestens eine Sensor ist in Richtung einer Rotorachse
oder spitzwinklig zur Rotorachse der Drohne ausgerichtet, so dass auch bei einer schnellen
Beschleunigung das Ziel mit dem Sensor oder den Sensoren erfasst werden können. Die
Sensoren der Drohne dienen insbesondere zur Endphasenlenkung beim Vorbeiflug des Ziels.
[0021] Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, das Interventionssystem und das Verfahren
auszugestalten und weiterzubilden. Hierfür darf zunächst auf die den unabhängigen
Patentansprüchen nachgeordneten Patentansprüche verwiesen werden. Im Folgenden werden
bevorzugte Ausgestaltungen des Verfahrens des Interventionssystems anhand der Zeichnung
und der dazugehörigen Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
- Fig. 1
- in einer schematischen Draufsicht ein Interventionssystem mit mehreren Drohnen, wobei
die Drohen um ein Objekt angeordnet sind, das von einem C-RAM-Ziel angegriffen wird,
- Fig. 2
- in einer schematischen Draufsicht das Interventionssystem, wobei das C-RAM-Ziel mittels
einer der Drohnen bekämpft wird,
- Fig. 3
- in einer schematischen, teilweise geschnittenen Darstellung eine Drohne mit einer
Sprengladungsanordnung, sowie
[0022] In Fig. 1 und 2 ist ein Interventionssystem 1 mit mehreren Drohnen 2 dargestellt.
Die Drohnen 2 sind hier um ein zu schützendes Objekt 3 herum angeordnet. Mittels des
Interventionssystems 1 wird das zu schützende Objekt 3 gegen Angriffe mit C-RAM-Zielen
4 geschützt. Es ist beispielhaft für ein C-RAM-Ziel 4 hier eine Rakete 4 dargestellt.
Das Interventionssystem 1 ist ferner dazu geeignet, das Objekt 3 gegen Angriffe mittels
Fremddrohnen (nicht dargestellt) zu schützen. Die Drohnen 2 weisen jeweils einen Effektor
5 auf, wobei der Effektor 5 durch eine Sprengladungsanordnung 5 gebildet ist. Die
Drohnen 2 sind in bevorzugter Ausgestaltung als Multikopter ausgebildet. Die Drohnen
2 weisen entsprechend mehrere Propeller 6 auf.
[0023] Die Drohnen 2 sind zunächst startbereit oder bereits schwebend in einem Bereitschaftsmodus
um das zu schützende Objekt 3 positioniert. Beim Anflug eines C-RAM-Ziels 4 oder einer
Drohne (nicht dargestellt) wird die nächstpositionierte Drohne 2 des Interventionssystems
1 zu einer vorausberechneten Flugbahn des Ziels 4 gesteuert. Bei Annäherung des Ziels
4 an die Drohne 2 wird dann mittels der Sprengladungsanordnung 5 das Ziel 4 bekämpft
(vgl. Fig. 2). Die Drohne 2 kann sich bevorzugt bei der Bekämpfung des Ziels 4 auf
der Flugbahn vor dem Ziel 4 befinden oder neben dem Ziel 4 beim Vorbeiflug des Ziels
4. Vorzugsweise werden die Drohnen 2 des Interventionssystems 1 mittels eines Command-und-Control-Systems
(nicht dargestellt) ferngesteuert. Die Drohnen 2 können in alternativer Ausgestaltung
auch selbstlenkend ausgebildet sein.
[0024] Die Drohnen 2 verfügen ferner über verschiedene Sensoren 7, wie beispielsweise eine
TV-Kamera, Radar-, Lidar- oder IR-Sensoren. Diese Sensoren 7 sind an einem Rumpf 8
angeordnet. Wenn ein Ziel 4 im Anflug ist, wird insbesondere die der vorausberechneten
Flugbahn des Ziels 4 nächst benachbarte Drohne 2 in Richtung der Flugbahn des Ziels
4 beschleunigt. Bei einer solchen starken Beschleunigung kann es vorkommen, dass die
Drohnen 2 mit ihren Propellerachsen im Wesentlichen in Flugrichtung gerichtet sind.
Hier ist es vorteilhaft, wenn die Sensoren 7 ebenfalls in Flugrichtung der Drohne
2 gerichtet sind. Die Sensoren 7 sind dabei vorzugsweise spitzwinklig oder parallel
zu den Propellerachsen ausgerichtet. Vorzugsweise sind daher die Sensoren 7 mittels
entsprechender Gelenke in Richtung der Propellerachsen schwenkbar. Bei diesem schnellen
Flug der Drohnen 2 ist der Rumpf 8 relativ zur Flugrichtung geneigt. Die Sensoren
7 dienen insbesondere der Endphasenlenkung der Drohne 2 kurz vor dem Vorbeiflug des
Ziels 4.
[0025] Im Bereitschaftsmodus schweben die Drohnen 2 insbesondere gleichverteilt mit einem
derartigen maximalen Abstand um das zu schützende Objekt 3, so dass die nächstpositionierte
Drohne 2 genug Zeit hat, um die mögliche Flugbahn des Ziels 4 zu erreichen. Vorzugsweise
beträgt der Abstand einer Drohne 2 zu seinen benachbarten Drohnen 2 weniger als 1
km, insbesondere weniger von 800 m, insbesondere etwa 600 m. Es ist hierbei möglich,
die Drohnen 2 auf einem Kreis oder einer Halbkugel mit einem Durchmesser von 1,5 km
um das zu schützende Objekt 3 anzuordnen. Vorzugsweise sind die Drohnen 2 dabei nicht
nur auf einer Kreisbahn angeordnet, sondern decken ein Kugelsegment um das zu schützende
Objekt 3 ab. Beispielsweise können auf einem Kreis mit einem Durchmesser von 1,5 km
bzw. Radius von 750m die Drohnen 2 jeweils im Abstand von ca. 600 m angeordnet werden,
wobei hierbei acht Drohnen 2 auf dem entsprechenden Kreis verteilt sind. Mit diesen
acht Drohnen 2 kann das Objekt 3 mit einer Fläche von 250.000 m
2 geschützt werden. Zum Abfangen eines Ziels 4 muss eine der Drohnen 2 daher nur ca.
300 m Wegstrecke zurücklegen.
[0026] Die Drohnen 2 und das Interventionssystem 1 haben den Vorteil, dass die Drohnen 2
lenkbar sind und kostengünstig sind. Es ist ein Objektschutz, beispielsweise von Gebäuden
oder Fahrzeugen, durch Einsatz eines Verbunds von Drohnen 2 ermöglicht.
[0027] Im Folgenden darf auf die Fig. 3 und 4 näher eingegangen werden. Die Sprengladungsanordnung
5 ist mit dem Rumpf 8 vorzugsweise über ein Gimbal 9 verbunden. Das Gimbal 9 ist dabei
im Wesentlichen im Schwerpunkt der Drohne 2 bei einer horizontalen Ausrichtung der
Drohne 2 angeordnet. Das Gimbal 9 kann durch eine kardanische Aufhängung bzw. Lagerung,
also eine Lagerung in zwei Ebenen mit rechtwinklig zueinander angeordneten Lagern
gebildet sein. Diese spezielle Anordnung und ein ausgewogener Schwerpunkt ermöglichen,
dass die Sprengladungsanordnung 5 eine Schwenkbewegung um mehrere Achsen ausführen
kann. Die Sprengladungsanordnung 5 ist an einer Unterseite des Rumpfes 8 der Drohne
2 angeordnet.
[0028] Die Sprengladungsanordnung 5 kann entweder eine Hohlladung 10, eine projektilbildende
Ladung, eine splitterbildende Ladung 11 oder eine Kombination dieser Ladungen aufweisen.
Bei der hier beschriebenen Ausgestaltung weist die Sprengladungsanordnung 5 eine Hohlladung
10 und eine Splitterladung 11 auf. Die Sprengladungsanordnung 5 ist derart ausgebildet,
dass die Hohlladung 10 und die Splitterladung 11 in einer seitlichen Richtung relativ
zur Rotorachse austreten können. Dadurch, dass die Hohlladung 10 und die Splitterladung
11 quer zur Richtung der Rotorachsen wirken, können hierdurch sehr gut Ziele 4 im
Vorbeiflug bekämpft werden.
[0029] Die Hohlladung 10 und die Splitterladung 11 sind innerhalb eines Gehäuses 12 angeordnet.
Der Hohlladung 10 und der Splitterladung 11 ist jeweils ein separater Sprengstoff
13, 14 zugeordnet. Der Sprengstoff 13 weist eine größere Detonationsgeschwindigkeit
als der Sprengstoff 14 auf. Beide Sprengstoffe 13, 14 werden mittels eines nicht dargestellten
Zünders am Fuß der Hohlladung 10 gezündet. Durch die unterschiedlichen Detonationsgeschwindigkeiten
der Sprengstoffe 13, 14 kann der Hohlladungsstrahl (nicht dargestellt) vollkommen
austreten, bevor die Splitterladung 11 detoniert und austritt. Dadurch kann eine Wechselwirkung
zwischen den beiden Detonationen vermieden werden.
[0030] Die Hohlladung 10 weist eine Metalleinlage 15 in Form eines Hohlladungskegels 15
auf. Der Hohlladungskegel 15 weist vorzugsweise Kupfer auf bzw. ist aus Kupfer hergestellt.
Die Symmetrieachse (nicht dargestellt) des Hohlladungskegels 15 ist hier ebenfalls
in seitlicher Richtung relativ zur Rotorachse ausgerichtet. Das Gehäuse 12 ist insbesondere
zylindrisch ausgebildet, wobei das Gimbal 9 an einem Deckel 16 vorzugsweise mittig
befestigt ist. Die Hohlladung 10 und die Splitterladung 11 weisen zur zylindrischen
Wandung 17 des Gehäuses 12.
Bezugszeichenliste:
[0031]
- 1
- Interventionssystem
- 2
- Drohne
- 3
- zu schützendes Objekt
- 4
- Ziel / C-RAM-Ziel / Rakete
- 5
- Effektor bzw. Sprengladungsanordnung
- 6
- Propeller
- 7
- Sensor
- 8
- Rumpf
- 9
- Gimbal
- 10
- Hohlladung
- 11
- Splitterladung
- 12
- Gehäuse
- 13
- Sprengstoff der Hohlladung
- 14
- Sprengstoff der Splitterladung
- 15
- Metalleinlage bzw. Hohlladungskegel
- 16
- Deckel
- 17
- zylindrische Wandung
- 18
- Kopfende
- 19
- Splitterfragmente
- 20
- Durchgang
- 21
- Durchgang
- 22
- Gehäuse
1. Interventionssystem (1) zur Abwehr von Zielen (4) in Form von RAM-Zielen (4) und/oder
UAVs, wobei mittels des Interventionsystems (1) ein Objekt (3) vor RAM-Zielen (4)
und/oder UAVs schützbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Interventionssystem (1) mehrere Drohnen (2) aufweist, wobei die Drohnen (2) in
einem Bereitschaftsmodus um das Objekt (3) angeordnet sind, wobei die Drohnen (2)
jeweils einen Effektor (5) in Form einer Sprengladungsanordnung (5) aufweisen, wobei
die Drohnen (2) als Multikopter ausgebildet sind.
2. Interventionssystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drohnen (2) zur jeweils nächst benachbarten Drohne (2) im Bereitschaftsmodus
einen Abstand von weniger als 1000m, insbesondere von weniger als 800 m, vorzugsweise
von weniger als 600 m aufweisen.
3. Interventionssystem (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drohnen (2) im Bereitschaftsmodus auf einer Kreisbahn oder auf einem Kugelsegment
um das Objekt (3) angeordnet sind.
4. Interventionssystem (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprengladungsanordnung (5) eine Hohlladung (10) aufweist.
5. Interventionssystem (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprengladungsanordnung (5) eine Splitterladung (11) aufweist.
6. Interventionssystem (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drohnen (2) jeweils einen Rumpf (8) und ein Gimbal (9) aufweisen, wobei die Sprengladungsanordnung
(5) mittels des Gimbals (9) mit dem Rumpf (8) der Drohne (2) verbunden ist.
7. Interventionssystem (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drohnen (2) jeweils mindestens einen Sensor (7) zur Endphasenlenkung der Drohne
(2) aufweisen.
8. Interventionssystem (1) nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sensor (7) in Richtung einer Rotorachse oder spitzwinklig zur
Rotorachse der Drohne (2) ausgerichtet ist.
9. Verfahren zur Abwehr von Zielen (4) in Form von RAM-Zielen (4) und/oder UAVs, wobei
mittels eines Interventionsystems (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche ein Objekt
(3) vor RAM-Zielen (4) und/oder UAVs geschützt wird, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Drohnen (2) des Interventionssystems (1) in einem Bereitschaftsmodus um das
Objekt (3) angeordnet werden, wobei Drohnen (2) in Form von Multikoptern mit jeweils
einem Effektor (5) in Form einer Sprengladungsanordnung (5) verwendet werden, wobei
eine Flugbahn des Ziels (4) vorausberechnet wird und die zur Flugbahn nächst benachbarte
Drohne (2) auf die Flugbahn oder nahe der Flugbahn des Ziels (4) gesteuert wird, wobei
bei einer Annäherung des Ziels (4) an diese benachbarte Drohne (2) das Ziel (4) durch
Zündung der Sprengladungsanordnung (5) bekämpft wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zünder des Ziels (4) anvisiert wird.