[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein modulares Richtsystem.
[0002] Richtplattformen für Waffensysteme werden in unterschiedlichen Ausprägungen am Markt
angeboten. Man kann die vorhandenen Systeme in verschiedene Kategorien einteilen wie
Bauart, Größe, Effektoren, Schutzlevel oder auch Anwendung. Beispielsweise kann eine
typische Richtplattform für den Einsatz auf bzw. an einem Fahrzeug ausgelegt sein,
wobei die Nutzung auf eine vordefinierte Nutzlast/Nutzlastkombination festgelegt ist.
In einem anderen Beispiel kann ein Richtsystem zum stationären Betrieb auf dem Untergrund
vorgesehen sein. Dies bedeutet, dass Richtplattformen in den meisten Fällen sowohl
für den Einsatz einzelner definierter Effektoren und/oder Sensoren ausgelegt und darauf
optimiert sind, als auch für die Art der Verwendung, d.h. tragbar, stationär oder
fahrzeugmontiert. Die vorhandenen Systeme können deshalb praktisch nur in den vorgesehen
Umfängen genutzt werden, wobei eine Anpassung der Einsatzszenarien typischerweise
nicht vorgesehen ist. Wünschenswert wäre mitunter jedoch eine höhere Flexibilität
in der Anwendung.
[0003] Mitunter werden modular aufgebaute und tragbare Waffensysteme vorgeschlagen. So beschreibt
beispielsweise die
US 9 170 075 B2 eine modulare handgehaltene Laserwaffe, welche funktional in mehrere miteinander
gekoppelte Module unterteilt ist, die unter anderem ein Lasermodul zur Generierung
eines gepulsten oder kontinuierlichen Laserstrahls, ein Teleskopmodul zur Fokussierung
des Laserstrahls, ein Leistungsmodul mit einem Superkondensator zur schnellen Bereitstellung
der Laserenergie und ein Lademodul zur Aufladung des Leistungsmoduls umfassen.
[0004] Auch in der
US 10 900 755 B1 wird versucht, die durch das Gewicht, den Stromverbrauch und die Anforderungen an
die Wärmeregulierung verursachten Einschränkungen zu beseitigen, um ein waffenfähiges
Lasererzeugungssystem zu ermöglichen, das leicht genug ist, um zumindest teilweise
von einem oder mehreren Menschen getragen zu werden.
[0005] Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, vielseitig
einsetzbare und dabei schnell anpassbare sowie gleichzeitig möglichst mobile Lösungen
für waffentragende Richtplattformen zu finden.
[0006] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein modulares Richtsystem mit den
Merkmalen des Patentanspruchs 1.
[0007] Demgemäß ist ein modulares Richtsystem vorgesehen. Das modulare Richtsystem umfasst
mehrere Effektormodule, welche jeweils dazu ausgebildet sind, ein Ziel zu sichten
und/oder auf ein Ziel einzuwirken, wobei jedem Effektormodul ein Effektortyp samt
zugehörigen Funktionsoptionen zugeordnet ist; ein Richtmodul, welches dazu ausgebildet
ist, wahlweise eines der Effektormodule zu halten und auf das Ziel auszurichten; ein
Trägermodul, welches dazu ausgebildet ist, das Richtmodul auf einer Struktur, auf
einem Fahrzeug und/oder auf einem Untergrund zu tragen, wobei die Effektormodule,
das Richtmodul und das Trägermodul jeweils als durch eine Person tragbare Einzelkomponenten
ausgebildet sind, welche über jeweilige Modulschnittstellen wiederholt lösbar aneinander
montierbar ausgebildet sind; und eine Bedieneinrichtung, welche mittels einer Datenschnittstelle
an das Richtmodul zur Steuerung des Effektormoduls ankoppelbar ausgebildet ist, wobei
die Bedieneinrichtung dazu ausgebildet ist, den Effektortyp des von dem Richtmodul
jeweils gehaltenen Effektormoduls über die Datenschnittstelle zu erkennen und die
zugehörigen Funktionsoptionen für einen Operator freizugeben.
[0008] Eine der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, ein leichtes
mobiles Richtsystem bereitzustellen, welches in mehrere Teile zerlegt werden kann
und damit durch mehrere Personen tragbar ist ähnlich zu einem abgesessenen "Panzertrupp",
z.B. mit 2 bis 4 Mann, die im Feld durch ein Fahrzeug befördert werden und dann mit
ihrem Equipment in einem begrenzten Umkreis von wenigen Kilometern um das Fahrzeug
operieren. Das System kann dabei derart aufgeteilt bzw. zerlegt werden, dass es möglichst
bequem von den Operatoren befördert werden kann, z.B. als Rucksack oder in einem Rucksack.
Die Module, die im Zusammenspiel das einsatzfähige Richtsystem bilden, sind hierbei
über die Schnittstellen voneinander lösbar und aneinander anbindbar.
[0009] Beispielsweise kann vorgesehen sein, das Richtsystem an dem konkreten Einsatzort
auf dem Boden zu errichten, indem die Einzelmodule über die Schnittstellen aneinander
befestigt werden. Hierbei können insbesondere möglichst einfache und schnell zu bedienende
mechanische Schnittstellen und/oder Montagesysteme zum Einsatz kommen, beispielsweise
Steck- und/oder Rastsysteme, Schnellverschlüsse, Schienensysteme etc. Eine elektrische
Anbindung kann beispielsweise über Federkontaktstifte, Schleifringe oder auch kontaktlos
über Induktion erfolgen.
[0010] Der hier beschriebene Ansatz eines modularen Aufbaues eröffnet eine Vielzahl an Kombinationsmöglichkeiten
und lässt somit eine schnelle Anpassung auf die aktuelle Situation bzw. das aktuelle
Lagebild zu, indem insbesondere das jeweilige Effektormodul entsprechend gewählt und
eingestellt wird. Die Anwendungsmöglichkeiten decken alle Einsätze von stationären
Anwendungen wie Lagerschutz mit Flugkörperabwehr bis hin zu mobilen Anwendungen auf
unterschiedlichen Fahrzeugen ab (inklusive bemannten oder unbemannten Flugzeugen,
Schiffen etc.). Dabei lassen sich die Effektormodule schnell und flexibel austauschen
und kombinieren, sodass man das System jederzeit optimal an eine aktuelle Kampflage
anpassen kann. Durch eine Vereinheitlichung der verwendeten Schnittstellen und ein
weites Spektrum an Modulen, in Form eines Modulbaukastens, können beliebige Varianten
für beliebige Plattformen abgeleitet werden. Im Ergebnis kann beispielsweise Streitkräften
ein Werkzeug bereitgestellt werden, welches durch seine hohe Modularität im Einsatz
eine schnelle Anpassung an sich ändernde Umgebungsbedingungen zulässt. Durch Verwendung
einfach zu bedienender Schnittstellen und aufgrund des geringen Gewichts der Hauptkomponenten,
welche entsprechend robust und kompakt ausgeführt sein können, kann der Einsatzzustand
des Richtsystems sehr einfach und schnell hergestellt werden.
[0011] Die Bedienung kann hierbei manuell oder computergestützt sein. Beispielsweise kann
das System mit einem Eingabegerät über ein drahtloses Netzwerk ferngesteuert werden.
Die Bedieneinrichtung kann dazu einen für das militärische Umfeld geeigneten Laptop,
ein Tablet oder ein anderes mobiles Endgerät umfassen. Ebenso kann alternativ eine
physikalische Datenleitung als Schnittstelle eingesetzt werden. Prinzipiell ist es
bei einer fahrzeuggebundene Variante auch vorgesehen, dass die Bedieneinrichtung (fest)
in das Fahrzeug integriert ist, während das Richtsystem lösbar daran montierbar ist.
[0012] Gemäß einer Weiterbildung können die tragbaren Einzelkomponenten jeweils ein Eigengewicht
von weniger als 25 kg aufweisen.
[0013] Das Richtsystem ist somit bei einem Einzelmodulgewicht von weniger als ca. 25 kg
in geeignet dimensionierte Module zerlegbar (z.B. 20 kg, 15 kg, 10 kg oder sogar nur
5 kg), welche je nach Ausprägung und Umfang von 2-4 Personen in einem gewissen Bewegungskreis
um einen Ausganspunkt komfortabel und ohne Hilfsmittel transportiert werden können.
Das System ist dabei grundlegend in drei Module eingeteilt: einen Effektor, eine Richteinheit
sowie eine Trägerstruktur, ggf. mit separater ebenfalls modularer Bedieneinrichtung.
Optionale weitere Module umfassen beispielsweise eine Energiequelle und/oder eine
Kühleinrichtung.
[0014] Gemäß einer Weiterbildung kann die Bedieneinrichtung ein tragbarer Computer sein,
welcher über eine drahtgebundene und/oder drahtlose Datenschnittstelle an das Richtmodul
ankoppelbar ist.
[0015] Das Richtsystem kann bevorzugt über eine Bedieneinrichtung ferngesteuert werden.
Die Bedieneinrichtung kann ein für das militärische Umfeld geeigneter Laptop, Tablet
oder ähnliches mobiles Endgerät sein mit dem das Richtsystem bedient werden kann.
Diese Bedieneinrichtung kann physikalische aber auch virtuelle Tasten besitzen und
per Kabel (Daten, Strom) aber auch drahtlos über geeignete Funkstandards an das Richtsystem
angebunden sein. Eine optische Verbindung über Laser bzw. Lichtpulse ist ebenfalls
denkbar. Optional kann ein kompletter Fernzugriff über eine Basis (Feldlager, Fahrzeug)
hergestellt werden, Zustimmungen zur Bekämpfung geben und entsprechende Freigaben
erteilen. Durch eine solche Dezentralisierung in Verbindung mit mehreren Richtplattformen
kann ein besonderer Vorteil der Anlage erzielt werden. Der Nutzer hat die Möglichkeit
die Anlage(n) aus sicherer Entfernung zu überwachen/steuern. Die Steuerung der Anlagen
ist sowohl Kabelgebunden als auch über kontaktlose, verschlüsselte Kommunikationskanäle
denkbar. Dies bedeutet unter anderem auch, dass sich nicht nur der Effektorrüstsatz,
sondern vorteilhafterweise ebenfalls die Bedieneinheit schnell wechseln lässt.
[0016] Es versteht sich, dass die Bedieneinrichtung in alternativen Ausgestaltungen ebenso
fest in ein Fahrzeug oder eine Struktur integriert sein kann. Eine Verwendung, einer
in dem jeweiligen Fahrzeug bereits verbauten Bedien- und Anzeigegerätes bietet den
Vorteil, dass dieses ohnehin bereits auf die jeweilige Umgebung und die herrschenden
Anforderungen ausgelegt ist. Für eine direkte Feldanwendung kann dementgegen eher
eine modulare, tragbare Lösung sinnvoll sein (Ergonomie Aspekt, Stromversorgung, Gewicht,
Handling).
[0017] Gemäß einer Weiterbildung kann das Effektormodul zumindest eines der folgenden umfassen:
eine Waffe; eine Flugabwehreinrichtung; eine Zielmarkierungseinrichtung; einen Zielbeleuchtungseinrichtung;
eine Zielverfolgungseinrichtung und eine Sensoreinrichtung oder dergleichen.
[0018] Ein Effektorrüstsatz kann beispielsweise eine optische Komponente sowie einen Effektor
wie beispielsweise eine Waffe umfassen. Diese Komponenten können im Vorfeld eines
Einsatzes derart ausgewählt werden, dass alle Leistungsdaten auf den entsprechenden
Einsatzfall abgestimmt sind. Durch eine Kombination vom plattformeigenen Sichtsystem
und Effektor müssen etwaige Ablagefehler externer Teilnehmer nicht berücksichtigt
oder eingestellt werden. Der eingerüstete Effektorrüstsatz kann dabei beispielsweise
mittels NGVA Standard erkannt werden, woraufhin automatisch die für den Effektorrüstsatz
verfügbaren Optionen in der Bedieneinheit freigegeben werden.
[0019] Beispielsweise ist ein kombinierter Einsatz folgender Nutzlasten auf derartigen Effektormodulen
denkbar:
- Rohrwaffen,
- LFK (Boden-Boden, Boden-Luft),
- Laserwaffen,
- Designator,
- Zielbeleuchter,
- Nachtsichtkamera,
- Laserentfernungsmesser,
- Richtmikrophone,
- TV Kamera,
- Nahbereichsüberwachung 360° Kamera,,
- Rauch- und Nebelwerfer,
- Lichtquelle,
- Schallwaffe.
[0020] Gemäß einer Weiterbildung kann das Trägermodul als Aufstelleinrichtung ausgebildet
sein, über welche das modulare Richtsystem auf einem Untergrund abstellbar ist.
[0021] Die Aufstelleinrichtung kann beispielsweise mit mehreren Aufstellbeinen, als Standfuß,
Dreibein oder als Sockel oder ähnlich ausgebildet sein, über welche das Laserwaffensystem
nach Verbringung an den Einsatzort schnell aufstellbar und im unmittelbaren Anschluss
bereits einsatzbereit ist.
[0022] Gemäß einer Weiterbildung kann das Trägermodul als Plattformadapter ausgebildet sein,
über welchen das modulare Richtsystem an einer Struktur und/oder an einem Fahrzeug
wiederholt lösbar montierbar ist.
[0023] Diese Schnittstelle kann beispielsweise derart ausgeführt werden, dass die Richteinheit
an bestehende Fahrzeuge oder Strukturen schnell und wiederabnehmbar gekoppelt werden
kann. Die Schnittstelle kann einerseits rein mechanisch erfolgen, z.B. über diverse
Klemm- , Schraub- oder Spannmöglichkeiten. Andererseits sind auch magnetische bzw.
elektromagnetische Lösungen vorgesehen (z.B. Messuhrhalter, bei welcher ein Schalter
per Magnetkraft umgelegt wird). Darüber hinaus können z.B. über Federkontakte (Pogopins)
Daten sowie Strom übertragen werden. Eine Schnittstelle zur Übergabe von Medien wie
elektrischem Strom, Luft und/oder Kühlflüssigkeit ist ebenso denkbar. Solch eine Schnittstelle
kann ebenfalls von dem System zu einem Fahrzeug oder einer Struktur hergestellt werden.
Neben einer mechanischen kann auch einer elektrische Schnittstelle an einem Fahrzeug
integriert werden. Hierdurch ist es möglich, die fahrzeugseitige Peripherie wie Stromversorgung,
Bediengeräte und Datenschnittstellen für den Betrieb der Richtplattform zu nutzen.
[0024] Grundsätzlich ist für diese Schnittstelle, aber auch für alle weiteren Schnittstellen
des Systems, die Möglichkeit gegeben, mit (kontaktlosen) Schleifringen zu arbeiten.
Weiterhin können Signaldaten auch kontaktlos per Induktion übertragen werden, was
Vorteile für ein schnelles Koppeln der Module bietet, da mechanische Verbindungen
auf ein Minimum reduziert werden können. Zusätzliche militärische Schnittstellen wie
die genormte Picatinny-Schiene können an den Systemkomponenten angebracht werden,
um zusätzlich diverse Gerätschaften, Einrichtungen (z.B. Entfernungsmesser, Beleuchtungen)
zu befestigen oder eine Anbindung an einen militärisches BUS-System zu gewährleisten.
[0025] Gemäß einer Weiterbildung kann das Richtsystem eine Steuereinrichtung umfassen, welche
Steuerbefehle zwischen dem Effektormodul und der Bedieneinrichtung austauscht.
[0026] Die Steuereinrichtung kann dabei insbesondere in das Richtmodul als zentrale Steuer-
und Regelinstanz integriert sein. Sie verarbeitet alle ankommende Befehle und leitet
die für die adaptierte Nutzlast des Effektormodusl zulässigen/notwendigen Steuerbefehle
beispielsweise an die Aktorik des Systems weiter, welche sich z.B. in dem Richtmodul
und/oder dem Trägermodul befinden kann. Für die Kommunikation zwischen den einzelnen
Rüstsätzen des Effektormoduls und der Steuereinrichtung kann auf einen Kommunikationsstandard
zurückgegriffen werden. Diverse militärische Standards ermöglichen bereits beim Aufbau/Einrichten
der Anlage das Erkennen des montierten Effektorrüstsatzes. So können Motorenkennwerte,
Richtgeschwindigkeiten oder Beschleunigungsbelastungen bereits in der Steuereinrichtung
initiiert werden.
[0027] Neben der eigenständigen Erkennung verbauter Komponenten und die damit verbundene
Überwachung und Steuerung aller eingehenden Signale können in dieser Einheit auch
Aspekte im Bereich Sicherheit verarbeitet werden. Durch die Architektur der Elektronik
kann beispielsweise "Fire by Software" ermöglicht werden.
[0028] Gemäß einer Weiterbildung kann das Richtsystem ferner eine Kommunikationseinrichtung
zur Anbindung des modularen Richtsystems an ein drahtloses Steuernetzwerk aufweisen.
[0029] Die einfachste und gegenüber Störeinflüssen robusteste Variante stellt zwar ein kabelgebundener
Kontakt dar (d.h. eine einfache Eins-zu-Eins-Verbindung zwischen Operator und Richtanlage),
allerdings bietet auch eine komplexere Fernsteuerung der Anlage Vorteile für die möglichen
Anwendungen. Unautorisierten Eingriffe von Unbefugten sollten in diesem Fall jedoch
erkannt und abgeblockt werden, z.B. indem vorab definierte Teilnehmer der Kommunikationskette
festgelegt werden.
[0030] Neben einer direkten Kommunikation mit dem Operator ist dabei auch die Vernetzung
verschiedener Teilnehmer im Einsatzgebiet denkbar. Hierfür kann ein Kommunikationsnetz
(Mesh/Cloud) aufgespannt werden, in der die Zuständigkeiten der Teilnehmer definiert
sind. Diese Vernetzung bietet den Vorteil, dass beim Ausfall eines Steuerungsteilnehmers
andere Teilnehmer (vorab definierte Reihenfolge), die Aufgaben des Richtsystems übernehmen
können. Dies bietet den Vorteil, dass es bei Ausfall einer Kontrollstation möglich
ist, die Steuerung an bestätigte Teilnehmer des Netzwerkes zu übertragen, womit auch
technische Ausfälle kompensiert werden können.
[0031] Damit wird letztendlich somit die Kommunikationen dezentralisiert. Durch die Verwendung
einer cloudbasierten Steuerung können mehrere vordefinierte Teilnehmer auf eine Vielzahl
von Richtsystemen zugreifen bzw. Informationen abrufen. Durch diese neue Herangehensweise
der verteilten Informations- und Steuerungsvarianz entstehen noch nie dagewesene strategische
Möglichkeiten der Einsatzplanung und Durchführung. Aufgrund der Modularität und Anpassungsfähigkeit
des Systems geht die beschriebene Vernetzung über eine spezielle Waffengattung hinaus
und kann deshalb interdisziplinär dazu beitragen, wirkende Streitkräfte miteinander
zu verknüpfen.
[0032] Gemäß einer Weiterbildung kann das Richtsystem ferner einen integrierten elektrischen
Energiespeicher aufweisen, welcher dazu ausgebildet ist, elektrische Energie in wiederaufladbarer
Weise für das Richtsystem bereitzustellen.
[0033] Der Energiespeicher bzw. die Energiequelle kann auf die jeweiligen Anforderungen
des Einsatzes abgestimmt werden. Für eine mobile, tragbare Systemausführung sind Batterien
(Lithiumpolymer, LiFePo4), Feststoffbatterien und/oder auch Brennstoffzellen vorteilhaft,
welche eine hohe Energiedichte aufweisen. Die Energiequelle kann sich je nach idealer
Gewichtsaufteilung über das gesamte System verteilen, muss dabei jedoch nicht zwingend
fest verbaut sein. Insbesondere kann die Energiequelle auch auswechselbar in Form
eines oder mehrerer Einzelmodule ausgebildet sein.
[0034] Als Alternative zu gewöhnlichen Batterien/Akkus kommen auch Thermalbatterien in Betracht,
die bei Bedarf gezündet werden und für kurze Zeit eine Strom- und Spannungsversorgung
gewährleisten können. Falls eine externe Spannungsversorgung (Haus-, Bordnetz) zur
Verfügung steht, kann diese natürlich direkt oder zum Laden der Akkus genutzt werden.
[0035] Um die Autarkie noch weiter zu steigern, kann dem System optional ein Stromerzeuger
mitgegeben werden. Beispiele wären hier: schallgedämpfte Stromerzeugungsaggregate
(z.B. 2 Takt oder 4 Takt Verbrennungsmotor), Stromerzeuger auf Stirlingmotor-Basis
sowie Solarpanel. Bei der Nutzung in unmittelbarer Nähe zu externen Stromerzeugern
(Fahrzeuganwendung, Lagerschutz) kann dies direkt in das Nutzungskonzept einbezogen
werden.
[0036] Gemäß einer Weiterbildung kann die Bedieneinrichtung mit auswählbaren Bedienungsprofilen
zur automatischen Steuerung des Effektormoduls ausgebildet sein, welche vordefinierte
Parameter und/oder Steuerungsabläufe des Effektormoduls definieren.
[0037] So kann es beispielsweise vorgesehen sein, für das Bekämpfungsszenario vordefinierte
Profile zu wählen, welche z.B. Parameter eines Wirklaserstrahls steuern, beispielsweise
einer Laserwaffe (Pulse, Intensitäten, Fokus usw.). Ebenso können verschiedene "Schnittmuster"
gewählt oder auf einem Bildschirm gezeichnet werden (z.B. per Finger oder Stylus auf
einem Touchscreen), welche dann durch das Richtsystem bzw. eine Feinausrichtung ausgeführt
werden. Somit können beispielsweise Löcher oder Ausschnitte erstellt werden. Ebenso
können auch durch den Anwender selbst Profile implementiert und "aufgezeichnet" werden.
Man könnte sich beispielsweise vorstellen, dass diese Profile (bzw. Fähigkeiten) separat
je nach Ausstattung und Wunsch des Kunden entwickelt und erworben werden können und
dann implementiert und ausgewählt werden können. Ergänzt werden könnte dies durch
Implementierungen aus dem Bereich des Maschinellen Lernens. Hierbei ist vorstellbar,
dass z.B. über Hyperspectral-Imaging das zu schneidende Material erkannt wird und
aus einer hinterlegten Materialdatenbank das passende "Profil" ausgewählt werden kann
oder automatisch gewählt wird. Ein anderer Modus könnte ein vollautomatischer Modus
sein, bei dem das System selbstständig Objekte bekämpft, welche in einen vorher definierten
Zielbereich treten.
[0038] Gemäß einer Weiterbildung kann das Richtmodul und/oder das Trägermodul einen elektromechanischen
Aktor zur Ausrichtung des Effektormoduls entlang zumindest einer Schwenkachse und/oder
einer Drehachse umfassen.
[0039] Um das Gewicht der einzelnen Einheiten für die tragbaren Komponenten möglichst gering
zu halten (z.B. unter 25kg), kann beispielsweise ein Azimutantrieb in dem Trägermodul
platziert werden. Für unterschiedliche Einsatzanforderungen können auch verschiedene
Antriebseinheiten (Motoren-Getriebe-Einheit) verbaut werden.
[0040] Grundsätzlich hat das Richtmodul die Aufgabe Sensoren und/oder Effektoren auf ein
Ziel zu richten. Dabei kann das Richtmodul je nach Anwendung lediglich zum groben
Richten dienen (z.B. für Flugkörperanwendungen zum Aufschalten von Zielen) oder auch
das präzise feine Richten übernehmen (z.B. für eine Rohrwaffe oder das Ausrichten
eines Lasereffektors). Dies kann beispielsweise umgesetzt werden, indem in dem Richtmodul
eine elektromagnetische Unterstützung bzw. ein entsprechender Antrieb/Aktor Bewegungen
in Elevations- und/oder Azimutrichtung ermöglicht. Die Aktoren können die jeweilige
Achse dabei in einen bestimmten Winkelbereich stellen und den Sensor und/oder Effektor
des Effektormoduls anschließend auf das gewünschte Ziel richten.
[0041] Als Aktoren können beispielsweise Direktantriebe und/oder Motor-/Getriebekombinationen
eingesetzt werden. Unter anderem können hier spielfreie und energieeffiziente Antriebe
wie BLDC Motoren mit einer Kugelumlaufspindel, einem Zykloid und/oder Schreitgetrieben
kombiniert werden, entsprechend zu "Harmonic-Drive"-Getrieben, Koppelgetrieben, Zugmittelgetrieben
wie Synchronriemen- oder Reibrad-Lösungen. Die Aktoren können antriebsseitig über
entsprechende Encoder verfügen, abtriebsseitig auch über geeignete Weg- und Winkelmessmittel.
Aus Sicherheitsgründen können auch kombinierte Lösungen im System verwendet werden
bzw. weitere Sensor zum Einsatz kommen, um Verformungen herauszurechnen, die Genauigkeit
zu steigern oder die Redundanz zu erhöhen.
[0042] Es versteht sich dabei, dass alternativ auch Varianten mit geringeren Richtleistungen
und deutlich vereinfachter Aktorik möglich sind, z.B. eine tragbare Dreibeinvariante,
um das Gewicht möglichst gering zu halten.
[0043] Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig
miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen
der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im
Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung.
Insbesondere wird dabei der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen
zu der jeweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzufügen.
[0044] Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand des in der schematischen Figur
angegebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt dabei:
- Fig. 1
- schematische Ansicht eines modularen Richtsystems gemäß einer Ausführungsform der
Erfindung;
- Fig. 2
- schematische Ansicht einer konkreten montierten Ausführung des Richtsystems aus Fig.
1; und
- Fig. 3
- schematische Ansicht einer weiteren konkreten montierten Ausführung des Richtsystems
aus Fig. 1.
[0045] Die beiliegenden Figuren sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der
Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang
mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung. Andere
Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die
Zeichnungen. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu
zueinander gezeigt.
[0046] In den Figuren der Zeichnung sind gleiche, funktionsgleiche und gleich wirkende Elemente,
Merkmale und Komponenten - sofern nichts anderes ausgeführt ist - jeweils mit denselben
Bezugszeichen versehen.
[0047] Figur 1 zeigt eine schematische Ansicht eines modularen Richtsystems 10 gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung. Fig. 2 und 3 zeigen jeweils schematische Ansichten
konkreter montierter Ausführungen des Richtsystems aus Fig. 1.
[0048] Das Richtsystem 10 stellt ein besonders leichtes und mobiles und dabei gleichzeitig
vielseitig einsetzbares System zur Verfügung, mit Hilfe dessen unterschiedlichste
Effektortypen wahlweise auf dem Untergrund, auf Strukturen und/oder an Fahrzeugen
anbringbar und einsetzbar sind (vgl. das Fahrzeug 9 in Fig. 2). Das Richtsystem 10
ist dabei in mehrere Module zerlegbar ausgebildet, um derart aufgeteilt beispielsweise
durch mehrere Personen zum Einsatzort getragen werden zu können, z.B. in, am und/oder
als Rucksack, und dort anschließend auf dem Untergrund, an einer Struktur und/oder
auf einem Fahrzeug montiert zu werden. Die einzelnen Module können beispielsweise
weniger als ca. 25 kg wiegen. Das System 10 kann an der gewählten Position anschließend
zu einem funktionierenden Effektorsystem zusammengesetzt und ausgelöst werden.
[0049] Fig. 1 ist eine abstrakt allgemeine Darstellung des Systems 10, mit der illustriert
wird, dass das System in drei grundlegende Modultypen zerlegbar ist. Erstens umfasst
das System 10 unterschiedliche Effektormodule 1, welche jeweils dazu ausgebildet sind,
ein Ziel zu sichten und/oder auf ein Ziel einzuwirken, wobei jedem Effektormodul 1
ein Effektortyp samt zugehörigen Funktionsoptionen zugeordnet ist.
[0050] Derartige Effektormodule 1 können Waffen, einschließlich Laserwaffen, aber auch Flugabwehreinrichtungen
oder beispielsweise andere Einrichtungen zum Aussenden von Flugkörpern umfassen. Ferner
können jedoch ebenso Sichtsysteme beispielsweise in Form von Sensoreinheiten vorgesehen
sein. Letztere können ebenfalls modular anpassbar gestaltet sein, wobei mittels verschiedener
Ausbaustufen der Effektorrüstsätze abgestimmte Anforderungen abgedeckt werden können:
z.B. Zielerkennung, Zielzuweisung, Zielmarkierung, Zielverfolgung (Tracken), Beleuchtung
und/oder Observation. Auch Verteidigungseinrichtungen, welche gegen ankommende Flugkörper
zum Einsatz kommen, z.B. Nebelwerfer, können kombiniert zum Einsatz kommen.
[0051] Ferner umfasst das System ein Richtmodul 2, welches dazu ausgebildet ist, wahlweise
eines der Effektormodule 1 zu halten und auf das Ziel auszurichten. Das Richtmodul
2 hat damit somit die Aufgabe, das Effektormodul 1 aufzunehmen und dessen Sensoren
und/oder Effektoren auf ein Ziel zu richten, sodass auf dieses eingewirkt werden kann.
[0052] Als dritten grundlegenden Modultyp umfasst das System 10 unterschiedliche Trägermodule
3, welche dazu ausgebildet sind, das Richtmodul 2 auf einer Struktur, auf einem Fahrzeug
9 und/oder auf einem Untergrund zu tragen. Die Trägermodule 3 stellen dabei die mechanische
und ggf. elektrische Schnittstelle zum Richtsystem bereit. Je nach Anwendung können
verschiedene Trägermodule 3 genutzt werden. Für einen stationären Einsatz eignet sich
beispielsweise eine eigenständige Einheit (z.B. Dreibein) die unabhängig von anderen
Komponenten einsetzbar ist. Mobile Anwendungen greifen auf fahrzeugspezifische Plattformadapter
zurück, welche auf das Trägerfahrzeug abzustimmen/anpassbar sind. Hierdurch kann auf
die speziellen Anforderungen des jeweiligen Fahrzeugtyps Einfluss genommen werden.
[0053] Diese drei grundlegenden Modultypen, d.h. die Effektormodule 1, das Richtmodul 2
und die Trägermodule 3, sind dabei jeweils als tragbare Einzelkomponenten ausgebildet,
welche über jeweilige Modulschnittstellen wiederholt lösbar aneinander montierbar
ausgebildet sind.
[0054] Die Schnittstellen können dabei vorteilhaft derart ausgeführt werden, das die Einzelkomponenten
schnell und wiederabnehmbar miteinander und ggf. mit einem Fahrzeug bzw. einer Struktur
gekoppelt werden können. Allgemein können die Schnittstellen einerseits rein mechanisch
erfolgen über diverse Steck-, Schnapp-, Klemm-, Schraub- oder Spannmöglichkeiten oder
dergleichen. Andererseits sind auch magnetische bzw. elektromagnetische Lösungen möglich,
d.h. neben der mechanischen können auch elektrische Schnittstellen vorgesehen sein.
Darüber hinaus können z.B. über Federkontakte (Pogopins) nicht nur Strom, sondern
auch Daten übertragen werden. Hierdurch ist es möglich Stromversorgung, Bediengeräte
und Datenschnittstellen für den Betrieb der Richtplattform miteinander zu verbinden
und zu nutzen. Eine Schnittstelle zur Übergabe von Medien wie Luft und/oder Kühlflüssigkeit
ist dabei ebenfalls denkbar.
[0055] Die Befestigung des Richtmoduls 2 an dem Trägermodul 3 kann beispielsweise mittels
Schnellverschlüssen einfach zu trennen sein, z.B. um eine Montage auf einem Fahrzeug
möglichst zügig durchführen zu können. Die Schnittstellenübergabe im Bereich der Drehachsen
kann grundsätzlich mittels (kontaktlosen) Schleifringen vorteilhaft sein, da hierdurch
eine uneingeschränkte Anzahl an Umdrehungen realisiert werden kann. Speziell für das
kontaktlose Übertragen bietet sich Induktion sowie die Verwendung von optischen Signale
für Daten an. Besonders eine kontaktlose Übertragung bietet weitere Vorteile im Bereich
der Handhabung sowie der Umrüstgeschwindigkeit beim Wechsel zwischen verschiedenen
Modulen, da auf mechanische Steckverbindungen weitestgehend verzichtet werden kann.
Auch eine spezielle Ausrichtung der Komponenten zueinander kann bei der Montage somit
auf ein Minimum reduziert werden.
[0056] Zusätzliche militärische Schnittstellen wie die genormte Picatinny-Schiene können
an dem Richtmodul 2 angebracht werden, um weitere Komponenten (z.B. Entfernungsmesser,
Beleuchtung, Störsender, etc.) zu befestigen oder eine Anbindung an einen militärisches
BUS-System zu gewährleisten.
[0057] Das Richtsystem 10 umfasst ferner eine Bedieneinrichtung 4, welche mittels einer
Datenschnittstelle 5 an das Richtmodul 2 zur Steuerung des jeweils von dem Richtmodul
2 gehaltenen Effektormoduls 1 durch einen Operator ankoppelbar ausgebildet ist. Hierbei
ist die Bedieneinrichtung 4 dazu ausgebildet, den Effektortyp des von dem Richtmodul
2 jeweils gehaltenen Effektormoduls 1 über die Datenschnittstelle 5 zu erkennen und
die zugehörigen Funktionsoptionen für den Operator freizugeben. Es ist somit möglich
das Richtmodul 2 mit unterschiedlichen vorkonfektionierten Effektormodulen 1, ggf.
noch am Einsatzort, zu bestücken und anschließend diesen Aufbau über ein ebenfalls
zu wählendes Trägermodul 3 auf dem Untergrund oder an einem Fahrzeug zu installieren.
Die Bedieneinrichtung 4 erkennt dann automatisch die aktuell gewählte Konfiguration
des Systems 10 und stellt entsprechende Steuermöglichkeiten für einen Operator bereit.
[0058] Das Richtmodul 2 dient hierbei gewissermaßen als zentrale Steuereinheit, welche unter
anderem eine Steuereinrichtung 6 (Kontroller) umfasst, die Steuerbefehle zwischen
dem Effektormodul 1 und der Bedieneinrichtung 4 austauscht (vgl. Fig. 2 und 3). Ferner
kann das Richtsystem 2 ggf. eine Kommunikationseinrichtung 7 zur Anbindung des modularen
Richtsystems 10 an ein drahtloses Steuernetzwerk 8 aufweisen. Die benötigte elektrische
Energie kann beispielsweise von einem integrierten elektrischen Energiespeicher 14
geliefert werden, welcher dazu ausgebildet ist, elektrische Energie in wiederaufladbarer
Weise für das Richtsystem 10 bereitzustellen. Im Falle einer Installation auf einem
Fahrzeug, kann die elektrische Leistung natürlich direkt von diesem bezogen werden.
[0059] Elektromechanische Aktoren 15a, 15b können dabei sowohl in dem Richtmodul 2, als
auch dem Trägermodul 3 zur Ausrichtung des Effektormoduls 1 vorgesehen sein, z.B.
entlang zumindest einer Schwenkachse 11 und/oder Drehachse 12 (vgl. Fig. 2 und 3).
Beispielsweise kann ein erster Aktor 15a in dem Richtmodul 2 eine Bewegung in Elevationsrichtung
bewirken, während ein zweiter Aktor 15b in dem Trägermodul 3 eine Bewegung in Azimutrichtung
antreibt. Vermittels einer derartigen Aufspaltung der Aktorik in unterschiedliche
Module kann das Gewicht der einzelnen Module gering gehalten werden.
[0060] Mit Bezug auf Fig. 2 und 3 werden im Folgenden zwei beispielhafte Ausführungsformen
im Detail erläutert.
[0061] In Fig. 2 ist das Trägermodul 3 als Plattformadapter ausgeführt und koppelt das System
10 an ein Fahrzeug 9. Als Effektormodul 1 wird in diesem Beispiel eine Waffe verwendet.
In diesem Beispiel bestehen die größten Vorteile in der schnellen Fahrzeugeinrüstung
sowie der flexiblen Anpassung der Nutzlast. Als beispielhafte Einsatzmöglichkeit des
Systems wäre die Kombination mit einem UGV (englisch: "Unmanned Ground Vehicle") zu
nennen, welche für die Entschärfung, Beseitigung von IED oder ähnlichem genutzt werden.
Durch eine solche Anwendung kann der Nutzer aus sicherer Entfernung, mittels Fernsteuerung
alle Funktionen des Richtsystems überwachen und steuern.
[0062] Die Bedieneinrichtung 4 kann in diesem Fall beispielsweise ein fest in das Fahrzeug
9 integrierter Computer sein, welcher über eine Datenleitung 5 an das Richtmodul 2
und die daran befindliche Steuereinrichtung 6 angeschlossen sein kann (die Datenleitung
5 kann beispielsweise durch das Trägermodul 3 zusammen mit einer elektrischen Versorgung
und ggf. weiteren Leitungen hindurchführen).
[0063] Das am Fahrzeug 9 verbaute Trägermodul 3 kann beispielsweise einen Aktor 15b als
Azimut-Antriebseinheit beinhalten. Diese kann gegebenenfalls stärker auszubilden,
als im Falle eines abgestellten Systems, da bei der fahrzeugseitigen Nutzung einerseits
größere Störkräfte, durch Vibrationen und Schocks, auf das System 10 einwirken, andererseits
eine höhere Performance bei der Nutzung während der Fahrt notwendig ist. Derartige
höhere Belastungsanforderungen können dabei auch eine Erhöhung des Modulgewichts,
insbesondere des Trägermoduls 3, mit sich bringen. Da diese Ausgestaltung des Trägermoduls
3 jedoch ausschließlich für den Betrieb am Fahrzeug 9 vorgesehen ist, ist dies nicht
nachteilig zu sehen. Eine Verschwenkung in Elevationsrichtung kann über eine entsprechende
Aktorik 15a in dem Richtmodul 2 umgesetzt werden (vgl. Pfeile in Fig. 2).
[0064] In der Ausführungsform der Fig. 3 steht das System 10 auf dem Boden, wobei das Trägermodul
3 als Aufstelleinrichtung dient. Bei dem Effektormodul 1 kann es sich beispielsweise
um eine Laserwaffe samt Beleuchtungslaser handeln.
[0065] Bei dieser Variante kann das Richtsystem 10 beispielsweise von einem Trupp transportiert
und in Stellung gebracht werden. Das System 10 kann für schnelle, unauffällige Einsätze
von Spezialeinheiten Verwendung finden (Aufklärung, Überwachung, Sabotage, Verteidigung).
Die Bedienung kann beispielsweise über ein robustifiziertes Laptop als Bedienrichtung
4 aus sicherer Entfernung erfolgen (entweder über eine drahtgebundene oder drahtlose
Schnittstelle 5, vgl. Fig. 3).
[0066] Die notwendige Stromversorgung kann in diesem Fall in Form eines wiederaufladbaren
Energiespeichers 14 geregelt sein, z.B. einer Batterie, wobei je nach Einsatzfall
verschiedene Speichergrößen in entsprechender Ausführung bereitgestellt werden können.
Um geringes Gewicht, jedoch auch eine hohe Nutzungsdauer zu gewährleisten, können
die für den tragbaren Einsatz sinnvollen Nutzlastkombinationen des Effektormoduls
1 entsprechend darauf abgestimmt sein.
[0067] Prinzipiell kann das Richtsystem 10 auch in diesem Fall im Zusammenspiel mit einer
motorisierten Einheit verwendet werden, von welcher das System 10 an den Einsatzort
verbracht und dort abgesetzt wird (zwecks Erleichterung der Logistik). Prinzipiell
kann auch direkt von einem Fahrzeug beobachtet und/oder bekämpft werden. Alternativ
kann das Richtsystem 10 exponiert aufgebaut werden, z.B. als Verteidigungsstellung
zum Schutz von Einheiten. Durch die unmittelbare Nähe zu einer motorisierten Einheit
kann die stätige Versorgung mit Strom gewährleistet werden. Außerdem kann notfalls
auch hier vorhandene Peripherie von einem Fahrzeug genutzt werden (Kühlung, Kommunikation,
Bedien- und Anzeigegeräte).
[0068] Die Bedieneinrichtung 4 kann neben einer Bedienungsschnittstelle (HMI), eine Batterieanzeige,
ein Bild der Zieloptik, einen Status des Systems usw. anzeigen bzw. anbieten. Insbesondere
können geeignete Arbeits- und Wirkprofile auswählbar sein. So können für das jeweilige
Bekämpfungsszenario vordefinierte Profile wählbar sein, die z.B. Parameter des Wirklaserstrahls
steuern wie Pulse, Intensitäten, Fokus usw. Ferner können auch verschiedene "Schnittmuster"
gewählt oder gezeichnet werden, die dann von dem Richtsystem 10 ausgeführt werden.
Ferner können auch durch den Anwender selbst Profile implementiert und "aufgezeichnet"
werden.
[0069] Ein anderer Modus könnte ein vollautomatischer Modus sein, bei dem das System 10
selbstständig Objekte bekämpft die in einen vorher definierten Zielbereich treten.
[0070] Ferner kann das System 10 über die (drahtlose) Datenschnittstelle 5 beispielsweise
mit einem Gefechtsstand 13 oder anderen Entitäten interagieren, welche ggf. auch die
Steuerung des Systems 10 übernehmen können. Neben der direkten Kommunikation zum Operator
ist darüber auch eine Vernetzung verschiedener derartiger Richtsysteme 10 im Einsatzgebiet
denkbar. Eine derartige Vernetzung bietet den Vorteil, dass beim Ausfall eines Steuerungsteilnehmers
andere Teilnehmer, die Steuerung des Richtsystems 10 übernehmen können, d.h. es ist
möglich, die Steuerung an bestätigte Teilnehmer des Netzwerkes zu übertragen, um somit
beispielsweise auch technische Ausfälle zu kompensieren.
[0071] In der vorangegangenen detaillierten Beschreibung sind verschiedene Merkmale zur
Verbesserung der Stringenz der Darstellung in einem oder mehreren Beispielen zusammengefasst
worden. Es sollte dabei jedoch klar sein, dass die obige Beschreibung lediglich illustrativer,
keinesfalls jedoch beschränkender Natur ist. Sie dient der Abdeckung aller Alternativen,
Modifikationen und Äquivalente der verschiedenen Merkmale und Ausführungsbeispiele.
Viele andere Beispiele werden dem Fachmann aufgrund seiner fachlichen Kenntnisse in
Anbetracht der obigen Beschreibung sofort und unmittelbar klar sein.
[0072] Die Ausführungsbeispiele wurden ausgewählt und beschrieben, um die der Erfindung
zugrundeliegenden Prinzipien und ihre Anwendungsmöglichkeiten in der Praxis bestmöglich
darstellen zu können. Dadurch können Fachleute die Erfindung und ihre verschiedenen
Ausführungsbeispiele in Bezug auf den beabsichtigten Einsatzzweck optimal modifizieren
und nutzen. In den Ansprüchen sowie der Beschreibung werden die Begriffe "beinhaltend"
und "aufweisend" als neutralsprachliche Begrifflichkeiten für die entsprechenden Begriffe
"umfassend" verwendet. Weiterhin soll eine Verwendung der Begriffe "ein", "einer"
und "eine" eine Mehrzahl derartig beschriebener Merkmale und Komponenten nicht grundsätzlich
ausschließen.
Bezugszeichenliste
[0073]
- 1
- Effektormodul
- 2
- Richtmodul
- 3
- Trägermodul
- 4
- Bedieneinrichtung
- 5
- Datenschnittstelle
- 6
- Steuereinrichtung
- 7
- Kommunikationseinrichtung
- 8
- Steuernetzwerk
- 9
- Fahrzeug
- 10
- Richtsystem
- 11
- Schwenkachse
- 12
- Drehachse
- 13
- Gefechtsstand
- 14
- elektrischer Energiespeicher
- 15a,b
- elektromechanischer Aktor
1. Modulares Richtsystem (10), mit:
mehreren Effektormodulen (1), welche jeweils dazu ausgebildet sind, ein Ziel zu sichten
und/oder auf ein Ziel einzuwirken, wobei jedem Effektormodul (1) ein Effektortyp samt
zugehörigen Funktionsoptionen zugeordnet ist;
einem Richtmodul (2), welches dazu ausgebildet ist, wahlweise eines der Effektormodule
(1) zu halten und auf das Ziel auszurichten;
einem Trägermodul (3), welches dazu ausgebildet ist, das Richtmodul (2) auf einer
Struktur, auf einem Fahrzeug (9) und/oder auf einem Untergrund zu tragen, wobei die
Effektormodule (1), das Richtmodul (2) und das Trägermodul (3) jeweils als durch eine
Person tragbare Einzelkomponenten ausgebildet sind, welche über jeweilige Modulschnittstellen
wiederholt lösbar aneinander montierbar ausgebildet sind; und
einer Bedieneinrichtung (4), welche mittels einer Datenschnittstelle (5) an das Richtmodul
(2) zur Steuerung des jeweils von dem Richtmodul (2) gehaltenen Effektormoduls (1)
ankoppelbar ausgebildet ist, wobei die Bedieneinrichtung (4) dazu ausgebildet ist,
den Effektortyp des von dem Richtmodul (2) jeweils gehaltenen Effektormoduls (1) über
die Datenschnittstelle (5) zu erkennen und die zugehörigen Funktionsoptionen für einen
Operator freizugeben.
2. Modulares Richtsystem (10) nach Anspruch 1, wobei die tragbaren Einzelkomponenten
jeweils ein Eigengewicht von weniger als 25 kg aufweisen.
3. Modulares Richtsystem (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Bedieneinrichtung (4)
ein tragbarer Computer ist, welcher über eine drahtgebundene und/oder drahtlose Datenschnittstelle
(5) an das Richtmodul (2) ankoppelbar ist.
4. Modulares Richtsystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Effektormodul
(1) zumindest eines der folgenden umfasst:
eine Waffe;
eine Flugabwehreinrichtung;
eine Zielmarkierungseinrichtung;
einen Zielbeleuchtungseinrichtung;
eine Zielverfolgungseinrichtung;
eine Sensoreinrichtung.
5. Modulares Richtsystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Trägermodul
(3) als Aufstelleinrichtung ausgebildet ist, über welche das modulare Richtsystem
(10) auf einem Untergrund abstellbar ist.
6. Modulares Richtsystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Trägermodul
(3) als Plattformadapter ausgebildet ist, über welchen das modulare Richtsystem (2)
an einer Struktur und/oder an einem Fahrzeug (9) wiederholt lösbar montierbar ist.
7. Modulares Richtsystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Richtsystem
(2) eine Steuereinrichtung (6) umfasst, welche Steuerbefehle zwischen dem Effektormodul
(1) und der Bedieneinrichtung (4) austauscht.
8. Modulares Richtsystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Richtsystem
(2) ferner eine Kommunikationseinrichtung (7) zur Anbindung des modularen Richtsystems
(10) an ein drahtloses Steuernetzwerk (8) aufweist.
9. Modulares Richtsystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner umfassend:
einen integrierten elektrischen Energiespeicher (14), welcher dazu ausgebildet ist,
elektrische Energie in wiederaufladbarer Weise für das Richtsystem (10) bereitzustellen.
10. Modulares Richtsystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Bedieneinrichtung
(4) mit auswählbaren Bedienungsprofilen zur automatischen Steuerung des Effektormoduls
(1) ausgebildet ist, welche vordefinierte Parameter und/oder Steuerungsabläufe des
Effektormoduls (1) definieren.
11. Modulares Richtsystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Richtmodul
(2) und/oder das Trägermodul (3) einen elektromechanischen Aktor (15a, 15b) zur Ausrichtung
des Effektormoduls (1) entlang zumindest einer Schwenkachse (11) und/oder einer Drehachse
(12) umfasst.