DE102004029487B4

DE102004029487B4 - Fluggerät mit Waffenschacht-Anordnung und Verfahren zum Absetzen einer in einem Waffenschacht befindlichen Waffe von dem Fluggerät

Info

Publication number: DE102004029487B4
Application number: DE102004029487.9A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Sanchez-Oro Gomez José
Original assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 2004-06-18
Filing date: 2004-06-18
Publication date: 2015-12-10
Anticipated expiration: 2024-06-19
Also published as: DE102004029487A1

Abstract

Fluggerät (1), das einen Rumpf (2) mit einem an einer Rumpfunterseite (2a) angeordneten Fahrwerk (5) und mit einer dieser entgegengesetzt angeordneten Rumpfoberseite (2b) aufweist, wobei – an der Rumpfoberseite (2b) eine Waffenträger-Einrichtung (10) angeordnet ist, – die Waffenträger-Einrichtung (10) im Querschnitt des Rumpfes an der Stelle eines Hauptfahrwerks (5b) betrachtet oberhalb Fahrwerkschachten (15) des Hauptfahrwerks (5b) und oberhalb eines Triebwerk-Strömungskanals (17) angeordnet ist, – das Fluggerät (1) eine Flugrechner-Einrichtung mit einer Steuerungs- und Missions-Funktion sowie eine Stell-Einrichtung zur Bewegung von Steuerflächen zur Steuerung des Fluggerätes (1) aufweist, wobei die Steuerungs- und Missions-Funktion eine Flugführungs-Funktion zur Hinführung des Fluggeräts (1) zu einem Zielpunkt oder Absetzpunkt und eine Waffenabsetz-Funktion zum Absetzen zumindest einer in der Waffenträger-Einrichtung (10) mitführbaren Waffe aufgrund einer Vorgabe aufweist, – das Fluggerät (1) eine jeweils der Steuerungs- und Missions-Funktion zugeordnete Funktion und eine Fluglagen-Sensorik aufweist, mit denen das Fluggerät (1) um seine Längsachse xf soweit gedreht werden kann, so dass eine Komponente der resultierenden Auftriebskraft von der Rumpfunterseite (2a) aus entgegen der Schwerkraft-Richtung verläuft, und – der Flugrechner-Einrichtung ein Höhen-Sensor zugeordnet ist und die Steuerungs- und Missions-Funktion eine Geländefolgeflug-Funktion aufgrund der von dem Höhen-Sensor ermittelten Höhendaten aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fluggerät mit einer Waffenschacht-Anordnung sowie ein Verfahren zum Absetzen einer in einem Waffenschacht befindlichen Waffe von diesem Fluggerät.
Aus dem allgemeinen Stand der Technik sind bemannte oder unbemannte Flugzeuge mit einem Waffenschacht bekannt, der sich auf der Unterseite des Rumpfes befindet. Beim Absetzen wird der Waffenschacht geöffnet, eine im Waffenschacht befindliche Aufnahmevorrichtung zur Aufnahme der jeweiligen Waffe gelöst und die jeweilige im Waffenschacht befindliche Waffe nach unten fallengelassen.
Aus der US 4 194 708 A ist ein ferngesteuertes Fluggerät bekannt, das auf seiner Oberseite einen Waffenschacht aufweist. Zum Absetzen von in dem Waffenschacht befindlichen Waffen wird das Fluggerät per Fernsteuerung um 180 Grad gedreht, so dass die Oberseite zum Boden weist, um die Waffen abzusetzen.
Aus der US 6 056 237 A ist ein unbemannter Flugkörper bekannt, mit dem mittels eines bordeigenen Flugrechners mit Steuerungs- und Missionsfunktion eine autonome Navigation möglich ist.
Aus der DE 37 22 159 C2 ist ein rückkehrfähiges unbemanntes Raumfahrzeug bekannt, dessen Fahrwerk in eine Richtung ausfahrbar ist, die von der Seite des Raumfahrzeugs wegweist, welche beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre im wesentlichen in Richtung der Erdoberfläche zeigt.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine alternative Waffenschacht-Anordnung und ein alternatives Verfahren zum Absetzen einer in einem Waffenschacht befindlichen Waffe bereitzustellen.
Die Erfindung wird mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere Ausführungsformen sind in den auf diese rückbezogenen Unteransprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Waffenschacht-Anordnung bzw. das darauf basierende Verfahren ist insbesondere für unbemannte Flugzeuge geeignet.
Erfindungsgemäß ist ein Fluggerät vorgesehen, das einen Rumpf mit einem an der Rumpfunterseite angeordneten Fahrwerk und mit einer dieser entgegengesetzt angeordneten Rumpfoberseite aufweist, wobei

– an der Rumpfoberseite eine Waffenträger-Einrichtung angeordnet ist,
– die Waffenträger-Einrichtung im Querschnitt des Rumpfes an der Stelle des Hauptfahrwerks betrachtet oberhalb der Fahrwerkschachte des Hauptfahrwerks und oberhalb des Triebwerk-Strömungskanals angeordnet ist,
– das Fluggerät eine Flugrechner-Einrichtung mit einer Steuerungs- und Missions-Funktion sowie eine Stell-Einrichtung zur Bewegung von Steuerflächen zur Steuerung des Fluggerätes aufweist, wobei die Steuerungs- und Missions-Funktion eine Flugführungs-Funktion zur Hinführung des Fluggeräts zu einem Zielpunkt oder Absetzpunkt und eine Waffenabsetz-Funktion zum Absetzen zumindest einer in der Waffenträger-Einrichtung mitführbaren Waffe aufgrund einer Vorgabe aufweist, und wobei das Fluggerät eine jeweils der Steuerungs- und Missions-Funktion zugeordnete Funktion und eine Fluglagen-Sensorik aufweist, mit denen das Fluggerät um seine Längsachse x_f. soweit gedreht werden kann, so dass eine Komponente der resultierenden Auftriebskraft von der Rumpfunterseite aus entgegen der Schwerkraft-Richtung verläuft, und
– der Flugrechner-Einrichtung ein Höhen-Sensor zugeordnet ist und die Steuerungs- und Missions-Funktion eine Geländefolgeflug-Funktion aufgrund der von dem Höhen-Sensor ermittelten Höhendaten aufweist.

Die Waffenträger-Einrichtung kann insbesondere als Waffenschacht ausgeführt sein.
Erfindungsgemäß umfasst die Flugführungs-Funktion eine Abfolge von Steuerungs-Kommandos, um das Fluggerät zu einem Zielpunkt oder Absetzpunkt zu führen.
Der Steuerungs- und Missions-Funktion sind externe Steuerungs-Vorgaben zuführbar, um die Steuerungs- und Missions-Funktion zu beeinflussen.
Die Steuerungs- und Missions-Funktion kann einen Umschalt-Mechanismus umfassen, mit dem diese in eine Cruise-Betriebsart schaltbar ist, die automatisch aufgrund einer Zeitvorgabe oder über die von einer externen Sende-Einrichtung ansteuerbaren Empfangs-Einrichtung an Bord des Fluggerätes aufgrund einer externen Vorgabe aktivierbar ist. Bei dem Umschalt-Mechanismus an Bord des Fluggerätes kann aufgrund einer externen Vorgabe über eine externe Sende-Einrichtung und die Empfangs-Einrichtung einstellbar sein, nach welchem Kriterium das Umschalten auf den Cruise-Betrieb erfolgt.
In der Steuerungs- und Missions-Funktion kann ein Umschalt-Mechanismus zum Umschalten auf den Cruise-Betrieb implementiert sein und eine der Flugführungs-Funktion zugeordnete Sensorik zur Ermittlung der Ist-Position des Fluggerätes vorgesehen sein, mit der das Einschalten der Cruise-Betriebsart bei Erreichen einer vorbestimmten Flughöhe oder einer vorbestimmten Position oder eines territorialen Bereichs erfolgt. Dabei kann eine der Flugrechner-Einrichtung zugeordnete Speicher-Einheit, in der ein Soll-Flugpfad abgespeichert werden kann, sowie eine Funktion zur Zuordnung der Ist-Position zu dem Soll-Flugpfad vorgesehen sein, so dass das Fluggerät aufgrund der Ermittlung der Ist-Position des Fluggerätes an dem Soll-Flugpfad geführt werden kann. Die Sensorik zur Ermittlung der Ist-Position kann insbesondere eine Satelliten-gestützten Navigations-Einrichtung sein.
Die Waffenabsetz-Funktion zum Absetzen der zumindest einen in der Waffenträger-Einrichtung befindlichen Waffe kann mit einer Entriegelungs-Funktion in Verbindung stehen, die aufgrund der von der Sensorik ermittelten Ist-Position des Fluggerätes bei Erreichen eines Zielpunktes für die abzusetzende Waffe oder eines Absetzpunktes oder bei Erreichen eines Zeit- oder Weg-Intervalls vor dem Ziel- bzw. Absetzpunkt aktivierbar ist. Der Zielpunkt oder der Absetzpunkt kann ein Zeitpunkt oder eine Position oder ein Wegpunkt sein. Auch kann ein Soll-Flugpfad für das Absetzen mit einem Zielpunkt oder Absetzpunkt abgespeichert sein, der den Strecken-Sollflugpfad abschnittsweise ersetzt.
Insbesondere zum Einschalten einer Cruise-Betriebsart oder auch zur Führung des Fluggeräts aufgrund der Ermittlung der Ist-Position des Fluggerätes an dem Soll-Flugpfad kann der Flugrechner-Einrichtung ein Höhen-Sensor zugeordnet sein und die Steuerungs- und Missions-Funktion und eine Geländefolgeflug-Funktion aufgrund der von dem Höhen-Sensor ermittelten Höhendaten aufweisen.
Die Steuerungs- und Missions-Funktion des Fluggeräts kann eine Funktion enthalten, mit der das Einfahren des Fahrwerks in einer Flugphase erfolgt, bei der die Rumpfoberseite nach unten gerichtet ist, und das Ausfahren desselben in einer Flugphase erfolgen kann, bei der die Rumpfoberseite nach oben gerichtet ist. Die Steuerungs- und Missions-Funktion kann weiterhin eine Funktion enthalten, mit der aufgrund des Erreichens eines vorgegebenen Wertes ein Umschalten auf eine Lande-Betriebsart erfolgt, um das Fluggerät landen zu können. Dabei kann in der Flugrechner-Einrichtung zumindest ein Soll-Flugpfad abgespeichert werden, an der das Fluggerät in der Lande-Betriebsart zur Durchführung der Landung geführt werden kann.
Zur Durchführung der Landephase kann ein der Flugrechner-Einrichtung zugeordneter Höhen-Sensor und/oder ein der Flugrechner-Einrichtung zugeordneter Instrument Landing System-Empfänger vorgesehen sein.
Weiterhin kann das Fluggerät eine Sensor-Einrichtung aufweisen, mit der Bedrohungs-Objekte entdeckbar sind. Der Zielpunkt oder Absetzpunkt zum Absetzen zumindest einer Waffe an Bord des Fluggerätes kann aufgrund der Entdeckung eines Bedrohungs-Objektes mittels der Sensor-Einrichtung erfolgen.
Auch kann das Fluggerät eine Einrichtung zur Aufnahme und zum Absetzen von Radar- und/oder IR-Täuschkörpern aufweisen.
Generell kann das Fluggerät bzw. die Steuerungs- und Missions-Funktion eine Umschalt-Funktion aufweisen, mit denen eine manuelle Steuerung von einer externen Überwachungs-Einrichtung mittels einer Sende-Empfangs-Einrichtung erfolgen kann, um das Fluggerät von diesen Einrichtungen aus über eine Fernsteuerung steuern zu können.
Auch ist erfindungsgemäß ein Verfahren zum Absetzen einer in einem Waffenschacht befindlichen Waffe von einem Flugzeug mit einer in Bezug auf die Boden-Lage Rumpf-Oberseite und einer entgegengesetzt zu dieser gelegenen Rumpf-Unterseite vorgesehen, wobei das Fluggerät eine Flugrechner-Einrichtung mit einer Steuerungs- und Missions-Funktion sowie eine Stell-Einrichtung zur Bewegung von Steuerflächen zur Steuerung des Fluggerätes aufweist, wobei die Steuerungs- und Missions-Funktion eine Flugführungs-Funktion zur Hinführung des Fluggeräts zu einem Zielpunkt oder Absetzpunkt und eine Waffenabsetz-Funktion zum Absetzen zumindest einer in der Waffenträger-Einrichtung mifführbaren Waffe aufgrund einer Vorgabe aufweist, und der Flugrechner-Einrichtung ein Höhen-Sensor zugeordnet ist und die Steuerungs- und Missions-Funktion eine Geländefolgeflug-Funktion aufgrund der von dem Höhen-Sensor ermittelten Höhendaten aufweist, bei dem

– eine Startphase durchgeführt wird, in der das Fluggerät eine Lage einnimmt, bei der eine Komponente der resultierenden Auftriebskraft von der Rumpfoberseite in der positiven geodätischen Z-Richtung wegragt,
– eine Cruise-Phase durchgeführt wird, in der das Fluggerät in eine Lage gedreht wird, in der eine Komponente der resultierenden Auftriebskraft von der Rumpfunterseite in der positiven geodätischen Z-Richtung wegragt, in der das Fahrwerk eingefahren wird und in der zumindest eine Waffe von dem Fluggerät abgesetzt wird, und
– eine Landephase durchgeführt wird, in der das Fluggerät eine Lage einnimmt, bei der eine Komponente der resultierenden Auftriebskraft von der Rumpfoberseite in der positiven geodätischen Z-Richtung wegragt und in der das Fahrwerk ausgefahren wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert, wobei für Bestandteile verschiedender Ausführungsformen mit gleicher Funktion dieselben Bezugszeichen verwendet werden. Es zeigen:
1 eine schematische Seitenansicht eines unbemannten Flugzeugs mit der erfindungsgemäßen Waffenträger-Einrichtung in Form einer Waffenschacht-Anordnung,
2 das unbemannte Flugzeug der 1 in einer schematischen Ansicht von vorne;
3 das unbemannte Flugzeug der 1 in einer schematischen Ansicht von oben;
4 einen Querschnitt des Rumpfes des unbemannten Flugzeug entlang der Linie IV-IV der 1 in einer schematischen Ansicht ohne die Darstellung der Flügel,
5 zum Vergleich mit der Erfindung einen Querschnitt des Rumpfes eines unbemannten Flugzeugs nach dem Stand der Technik.
Das vorzugsweise unbemannte Flugzeug 1 in der beispielhaften Darstellung der 1, 2 und 3 weist einen Rumpf 2, Tragflügel 3, ein Leitwerk 4, ein Fahrwerk 5, einen Bereich 6 für einen Lufteinlass sowie eine Waffenträger-Einrichtung 10, die insbesondere ein Waffenschacht 10 sein kann, auf. Der Rumpf 2 hat eine Rumpfunterseite 2a, an der auch das Fahrwerk 5 mit einem Bug-Fahrwerk 5a und einem Haupt-Fahrwerk 5b vorgesehen ist, sowie eine Rumpfoberseite 2b, die entgegengesetzt zu dieser angeordnet ist. Der Lufteinlass ist ebenfalls an der Rumpfunterseite 2a angeordnet.
Es wird in der nachfolgenden Beschreibung von dem üblichen flugzeugfesten Koordinatensystem ausgegangen. Entsprechend ist in die Darstellung der 1, 2 und 3 und teilweise der 4 und 5 die flugzeugfeste Längsachse x_f, Querachse y_f und Hochachse z_f eingetragen.
Erfindungsgemäß ist die Waffenträger-Einrichtung bzw. der Waffenschacht 10 an der Rumpfoberseite 2b angeordnet. Die Begriffe „Oberseite”, „oberhalb” oder „nach oben” beziehen sich auf die Lage des Flugzeugs, und bezeichnet eine Richtung, die der Richtung der Schwerkraft entgegen, also entgegen der geodätischen Lotachse oder in die negative geodätische z_g-Richtung (Luftfahrtnorm LN 9300) gerichtet ist.
Die Lage, bei der das Fluggerät mit seinem Fahrwerk 5 auf dem Boden steht (1 und 2), wird nachfolgend als Ausgangs- oder Boden-Lage bezeichnet. In dieser Lage besitzt die Hochachse z_f des flugzeugfesten Koordinaten-Systems (Luftfahrtnorm IN 9300) eine (Haupt-)Komponente, die in die Schwerkraft-Richtung gerichtet ist. Die Oberseite des Fluggerätes und somit der auf der Oberseite 2b befindliche Waffenschacht 10 weisen also nach oben.
Der in den 1 bis 4 dargestellte Waffenschacht 10 als bevorzugte Ausführungsform der Waffenträger-Einrichtung 10 weist zwei Waffenschacht-Tore 11, 12 in einer Waffenschacht-Öffnung auf. Die Waffenschacht-Öffnung ist der Zugang von außen zum Waffenschacht 10 des Flugzeugs 1. Der Waffenschacht 10 ist im Querschnitt des Rumpfes 2 an der Stelle des Hauptfahrwerks 5b betrachtet oberhalb der Fahrwerkschachte 15 des Hauptfahrwerks 5b und oberhalb des Triebwerk-Strömungskanals angeordnet (4). Wie aus der 4 ersichtlich ist, steht dadurch für den Waffenschacht 10 ein im Vergleich zum Stand der Technik (5) ein wesentlich größerer nutzbarer Raum zur Verfügung.
Das Fluggerät weist eine Flugrechner-Einrichtung mit einer Steuerungs- und Missions-Funktion auf, die eine Flugführungs-Funktion zur Hinführung des Fluggeräts zu einem Zielpunkt oder Absetzpunkt, eine mit der Flugführungs-Funktion in Verbindung stehende Stell-Einrichtung zur Bewegung von Steuerflächen zur Steuerung des Fluggerätes und eine Waffenabsetz-Funktion zum Absetzen zumindest einer in der Waffenträger-Einrichtung mitführbaren Waffe aufgrund einer Vorgabe umfasst. Weiterhin ist eine jeweils der Steuerungs- und Missions-Funktion zugeordnete Funktion und eine Fluglagen-Sensorik vorgesehen, mit denen das Fluggerät um seine Längsachse x_f soweit gedreht werden kann, so dass eine Komponente der resultierenden Auftriebskraft von der Rumpfunterseite aus entgegen der Schwerkraft-Richtung wegragt.
Das erfindungsgemäße Fluggerät weist einen Flugrechner oder eine Flugrechner-Einrichtung auf, in dem Steuerungs- und Missions-Funktionen implementiert sind. Vorzugsweise umfasst das Fluggerät eine der Flugrechner-Einrichtung zugeordnete Speicher-Einheit, in der ein Soll-Flugpfad abgespeichert werden kann, sowie eine Funktion zur Zuordnung der von einer Sensorik ermittelten Ist-Position zu dem Soll-Flugpfad, so dass das Fluggerät aufgrund der Ermittlung der Ist-Position des Fluggerätes an dem Soll-Flugpfad geführt werden kann. Dadurch ist das Fluggerät in einer bestimmten Betriebsart nach einem Soll-Flugpfad steuerbar. Weiterhin kann in der Speicher-Einrichtung zumindest ein Start-Profil und zumindest ein Lande-Profil auf der Basis von Soll-Höhendaten speicherbar sein. Die Steuerungs- und Missions-Funktion weist optional eine Umschalt-Funktion auf, mit der von dem erfindungsgemäß vorgesehenen automatischen Betriebsarten auf eine manuelle Steuerung von einer externen mobilen oder stationären Station, z. B. von einer Boden-Einrichtung oder einer luft- oder wassergestützten Überwachungs-Einrichtung umgeschaltet werden kann, um das Fluggerät von diesen Einrichtungen aus über eine Fernsteuerung steuern zu können. Dadurch ist es möglich, auf unvorgesehene Situationen zu reagieren. Zu diesem Zweck ist optional eine Empfangs-Einrichtung mit einer geeigneten Antenne vorgesehen, um Steuerungs-Vorgaben von einer externen Steuerungs-Einrichtung aus empfangen zu können. Anstelle der Empfangs-Einrichtung kann auch eine Sende- und Empfangs-Einrichtung im System des Fluggerätes implementiert sein, mit der Ist-Daten, die von Sensoren an Bord des Fluggerätes erfasst und ermittelt worden sind, an eine externe Empfangs- bzw. Sende- und Empfangs-Einrichtung zu senden.
In der Steuerungs- und Missions-Funktion ist eine Cruise-Betriebsart vorgesehen, die automatisch nach der Startphase oder aufgrund einer externen Vorgabe, die über die Empfangs-Einrichtung an die Steuerungs- und Missions-Funktion übermittelt wird, eingeschaltet wird. In dieser Betriebsart folgt das Fluggerät vorzugsweise einem Strecken-Sollflugpfad mit Hilfe von Positions-Sensoren, die der Steuerungs- und Missions-Funktion zugeordnet sind. Diese Einschalten der Cruise-Betriebsart kann bei Erreichen eines Kriteriums, z. B. einer vorgegebenen Zeit oder bei Ablauf eines Zeitintervalls, bei Erreichen einer vorbestimmten Flughöhe oder einer vorbestimmten Position oder eines territorialen Bereichs erfolgen. Die Steuerungs- und Missions-Funktion kann zum einen derart gestaltet sein, dass eine der genannten Umschalt-Mechanismen auf den Cruise-Betrieb fest einprogrammiert ist. Zum anderen kann eine Auswahl von mehreren dieser Umschalt-Mechanismen auf den Cruise-Betrieb implementiert sein, d. h. dass bei Erreichen eines von mehreren der vorgenannten Kriterien das Einschalten der Cruise-Betriebsart erfolgt. Dabei kann von außen über eine externe Sende-Einrichtung und die Empfangs-Einrichtung an Bord des Fluggerätes, z. B. vor dem Flug oder während der Startphase festlegbar sein, nach welchem Kriterium das Umschalten auf den Cruise-Betrieb erfolgt.
Die Cruise-Betriebsart ist derart gestaltet, dass mit dem Einschalten oder einen Zeitraum in dieser oder nach dem Einschalten dieser Betriebsart das Fluggerät um seine Längsachse x_f soweit gedreht wird, dass die Rumpfoberseite 2b des Fluggerätes nach unten oder zum Boden oder dem Terrain weist, d. h. dass eine Komponente der Hochachse z_f des flugzeugfesten Koordinaten-Systems (Luftfahrtnorm IN 9300) existiert, die nach oben, also entgegen der Schwerkraft-Richtung oder in der negativen geodätischen Lotachse oder geodätischen z_g-Richtung gerichtet ist. Die Oberseite des Fluggerätes und somit der auf der Oberseite 2b befindliche Waffenschacht 10 weisen also mehr oder weniger zur Gelände-Oberfläche hin. Das bedeutet: die Orientierung des Querschnitts des Fluggeräts in der Cruise-Betriebsart so vorgesehen, dass eine Komponente der resultierenden Auftriebskraft existiert, die von der Rumpfunterseite 2a wegragt und in der negativen geodätischen Lotachse oder geodätischen z_g-Richtung gerichtet ist. Anders ausgedrückt: in diesem Zustand existiert eine Komponente der resultierenden Auftriebskraft, die von der Rumpf-Unterseite 2a in der negativen geodätischen Lotachse oder geodätischen z_g-Richtung wegragt.
Um diese Lage-Änderung zu bewirken, ist der Steuerungs- und Missions-Funktion eine Fluglagen-Sensorik zugeordnet.
Die Cruise-Betriebsart ist zumindest ein Flug- oder ein Missions-Abschnitt, in dem die Ablieferung von im Waffenschacht befindlichen Waffen erfolgt. Die Länge oder Dauer der Cruise-Betriebsart hängt also von dem Einsatz-Profil des Fluggerätes ab.
Zum Absetzen der zumindest einen in dem Waffenschacht befindlichen Waffe ist der Steuerungsund Missions-Funktion eine Waffenabsetz-Funktion zugeordnet. Diese wird bei Erreichen eines Zielpunktes für die abzusetzende Waffe oder eines Absetzpunktes oder bei Erreichen eines Zeit- oder Weg-Intervalls vor dem Ziel- bzw. Absetzpunkt aktiviert. Der Zielpunkt kann durch eine Zeit-Angabe oder eine Positions-Angabe oder eine Weg-Angabe definiert sein. Dieser kann Teil des Sollflugpfads der Cruise-Betriebsart sein. Alternativ oder zusätzlich kann hierzu ein in der Flugrechner-Einrichtung oder in einer Speicher-Einheit abgespeicherter Soll-Flugpfad für das Absetzen zumindest einer Waffe abgespeichert sein, der einen Zielpunkt oder Absetzpunkt aufweist.
Zum Absetzen der zumindest einen Waffe ist eine Entriegelungs-Funktion vorgesehen, mit der die zumindest eine Waffe im oder am Fluggerät entriegelbar ist, um diese vom Fluggerät abzusetzen. Die Waffenabsetz-Funktion umfasst eine Funktion, mit der die Entriegelungs-Funktion aktivierbar ist, um die Waffe am Fluggerät zu entriegeln und abzusetzen. Die Aktivierung der Entriegelungs-Funktion erfolgt vorzugsweise aufgrund, d. h. bei oder nach Aktivierung der Waffenabsetz-Funktion. Um sicherzustellen, dass die Waffe ein Boden- oder Luft-Ziel oder einen vorgegebenen Geländebereich um ein Boden-Ziel trifft, wird die Entriegelungs-Funktion vorzugsweise bei Erreichen des Zielpunktes für die abzusetzende Waffe oder des Absetzpunktes oder bei Erreichen eines Zeit- oder Weg-Intervalls vor dem Ziel- bzw. Absetzpunkt aktiviert. Dies kann mit der Aktivierung der Waffenabsetz-Funktion oder einen Weg- oder Zeit-Intervall nach der Aktivierung der Waffenabsetz-Funktion erfolgen.
Bei Erreichen eines Kriteriums, z. B. bei Erreichen eines Zeitpunktes oder eines Wegpunktes, der vorzugsweise ein vorgegebenes oder ermitteltes Intervall vor dem Zielpunkt bzw. Absetzpunkt liegt, kann der Soll-Flugpfad für das Absetzen verwendet oder aktiviert werden, so dass das Fluggerät ab diesem Punkt dem Soll-Flugpfad für das Absetzen folgt. Der Soll-Flugpfad für das Absetzen ist vorzugsweise so beschaffen, dass dieser den Strecken-Sollflugpfad abschnittsweise ersetzt und/oder von dem Strecken-Sollflugpfad wegführt und auf diesen wieder hinführt. Alternativ kann auch ein Übergang von dem Strecken-Sollflugpfad auf den Soll-Flugpfad für das Absetzen und von letzterem wieder zurück auf den Strecken-Sollflugpfad vorgesehen sein, z. B. durch einen Bahnführungs-Algorithmus für eine Ankoppelbahn.
Die Steuerungs- und Missions-Funktion im Flugrechner weist eine Funktion zur Steuerung des Aus- und Einfahrens des Fahrwerks 5 auf. Diese ist so gestaltet, dass das Einfahren des Fahrwerks 5 in einer Flugphase erfolgt, bei der die Rumpfoberseite 2b nach unten – d. h. eine Komponente der Hochachse z_f des flugzeugfesten Koordinaten-Systems entgegen der Schwerkraft-Richtung oder in der negativen geodätischen Lotachse oder geodätischen z_g-Richtung – gerichtet ist, und das Ausfahren desselben in einer Flugphase erfolgen kann, bei der die Rumpfoberseite 2b nach oben gerichtet ist. Dadurch wird die Gewichtskraft des Fahrwerks ausgenutzt, um die für diese Vorgänge erforderliche Energie zu verringern. Somit wird erfindungsgemäß das Fahrwerk 5, 5a, 5b eingefahren, nachdem die Rumpfoberseite 2b nach unten gerichtet ist.
Die Steuerungs- und Missions-Funktion weist eine Geländefolgeflug- oder Terrain-Following-Betriebsart in Verbindung mit einer entsprechenden Navigations-Einrichtung mit einem Höhen-Sensor auf. In diesem Fall ist der Sensor in einer Weise eingerichtet, dass dieser in der Boden-Lage nach oben, also in der Cruise-Phase nach unten zum Gelände gerichtet werden kann. In dem Fall, dass eine Terrain-Following–Betriebsart vorgesehen ist, kann diese identisch der Cruise-Betriebsart sein oder eine Betriebsart innerhalb der Cruise-Betriebsart sein. In letzterem Fall wird die Terrain-Following–Betriebsart nach vorbestimmten Kriterien automatisch oder aufgrund einer externen Vorgabe zugeschaltet.
In der Cruise-Betriebsart steuert das Fluggerät auf zumindest ein Ziel zu, das ein festes oder ein bewegliches Ziel sein kann. Als Ziele kommen insbesondere Luft-, Land- oder Wasser-Fahrzeuge sowie Land- oder Wasser-gestützte Einrichtungen in Betracht. Bei Erreichen eines vorgegebenen Zielbereichs wird der Waffenschacht geöffnet und die für den jeweiligen Zielbereich vorgesehenen Waffen aus dem Waffenschacht abgegeben. Dies kann mehrfach geschehen, auch unterbrochen durch weitere Cruise-Phasen.
Nach vorbestimmten Kriterien oder optional auch durch eine externe Vorgabe wird die Cruise-Betriebsart beendet und, gegebenenfalls über weitere Betriebsarten in eine Lande-Betriebsart übergeführt. Für die Durchführung der Landephase kann also eine Lande-Betriebsart vorgesehen sein und zumindest ein Landeprofil eingespeichert werden, das bei Erreichen bestimmter Soll-Vorgaben aktivierbar ist. Diese kann aufgrund einer Zeitvorgabe, aufgrund des Erreichens einer vorbestimmten Flughöhe oder einer vorbestimmten Position oder eines territorialen Bereichs aktiviert werden.
In der Lande-Betriebsart wird die Fluglage des Fluggeräts 1 derart geändert, dass die Unterseite 2a des Fluggerätes 1 zum Boden oder dem Terrain weist, d. h. dass die Rumpfoberseite 2b nach oben gerichtet ist. Die Orientierung des Querschnitts des Fluggeräts 1 so vorgesehen, dass eine Komponente der resultierenden Auftriebskraft von der Rumpfoberseite 2b wegragt.
Nach der Durchführung dieser Lage-Änderung wird das Fahrwerk 5, 5a, 5b ausgefahren, nachdem die Rumpfoberseite 2b nach oben gerichtet ist.
Für die Durchführung der Landephase ist zumindest ein Landeprofil eingespeichert, das bei Erreichen bestimmter Soll-Vorgaben aktiviert wird. Für diese Soll-Vorgaben kann das Erreichen einer Soll-Flughöhe oder das Erreichen eines Wegpunktes oder eines Territoriums verwendet werden.
Zur Durchführung der Landephase ist dem Flugrechner bzw. der Steuerungs- und Missions-Funktion ein Höhen-Sensor zugeordnet. Optional kann dem Flugrechner bzw. der Steuerungs- und Missions-Funktion ein ILS(Instrument Landing System)-Empfänger zugeordnet sein.
Die dem Flugrechner bzw. der Steuerungs- und Missions-Funktion zugeordnete Navigations-Einrichtung kann eine dem Flugrechner zugeordnete digitale Geländedatenbank mit einem entsprechenden Sensor sein. Alternativ kann die Navigations-Einrichtung ein Satelliten-gestütztes Navigationssystem sein. Auch kann die Navigations-Einrichtung beide Realisierungen umfassen, die über die Auswahl einer Betriebsart aktiviert werden.
Zusätzlich kann zur Erfassung von Bedrohungs-Objekten am Boden oder für Aufklärungs- Zwecke an der Oberseite 2b eine Kamera und/oder ein IR-Sensor oder mehrere solcher Sensoren angeordnet sein. Dadurch kann während der Cruise-Phase, in der die Oberseite 2b zum Boden gereichtet ist, eine Messung nach unten, also zum Boden erfolgen.
Optional kann das Fluggerät eine Sensor-Einrichtung aufweisen, mit der Bedrohungs-Objekte entdeckbar sind. Diese Sensor-Einrichtung steht vorzugsweise funktional mit der Flugrechner-Einrichtung in Verbindung. Es kann vorgesehen sein, dass bei der Entdeckung eines Bedrohungs-Objektes der Soll-Flugbahn geändert wird. Dafür können abgespeicherte Flugbahn-Abschnitte oder zumindest ein Umgehungs-flugbahnabschnitt verwendet werden, die einen Abschnitt oder mehrere Abschnitte der Soll-Flugbahn ersetzen. Mit Hilfe der Steuerungs- und Missions-Funktion folgt das Fluggerät diesen Flugbahn-Abschnitten, um einen entsprechenden Geländebereich um ein entdecktes oder identifiziertes Bedrohungs-Objekt zu umgehen oder zu umfliegen.
Es kann in der Steuerungs- und Missions-Funktion auch eine Flugbahn-Optimierungsfunktion vorgesehen sein, mit der unter Verwendung weiterer Kriterien eine optimale Flugbahn oder ein optimaler Flugbahn-Abschnitt zur Umgehung entdeckter oder identifizierter Bedrohungs-Objekte generiert wird. Ein weiteres Kriterium kann eine Zeit-Bedingung, eine Energieverbrauchs- oder Leistungs-Vorgabe sein.
Es kann in der Steuerungs- und Missions-Funktion auch eine Funktion enthalten sein, die aufgrund der Entdeckung eines Bedrohungs-Objektes einen Zielpunkt oder Waffen-Absetz-Punkt ermittelt oder festlegt. Bei der Ermittlung eines solchen Ziel- oder Absetz-Punktes können auch Vorgaben oder Ist-Werte wie die momentane Flug-Geschwindigkeit, die Flug-Höhe oder das Absetz-Verhalten der abzusetzenden Waffe eine Rolle spielen.
Weiterhin kann eine Einrichtung zur Aufnahme und zum Absetzen von Radar- und/oder IR-Tauschkörpern vorgesehen sein, der ein geeigneter Sensor zur Erkennung von Bedrohungs-Objekten zugeordnet ist. Dieser Sensor kann ein Radar-Sensor sein. Das Absetzen kann aufgrund des Kommandos der Steuerungs- und Missions-Funktion aufgrund des Erreichens einer Soll-Vorgabe oder aufgrund einer über die Empfangs-Einrichtung zugeführten externen Vorgabe oder aufgrund der Entdeckung eines Bedrohungs-Objektes mittels der Sensor-Einrichtung erfolgen.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren sind verschiedene Flugphasen mit zugehörigen Fluglagen vorgesehen:

– Auf dem Boden („on ground”), beim Start und bei der Landung hat das Flugzeug 1 eine erste Fluglage, bei der das Fahrwerk 5 bzw. die Rumpfunterseite 2b nach unten gerichtet ist. Die Öffnung des Waffenschachtes 10 ist dabei in Bezug auf das erdfeste Koordinatensystem nach oben, also in Bezug auf das Flugzeug 1 oder das flugzeugfeste Koordinatensystem der Schwerkraft entgegen gerichtet.
– In der Cruise-Phase und zumindest der Absetzphase fliegt das Fluggerät 1 in einer Lage, bei der die Hochachse z_f des flugzeugfesten Koordinaten-Systems (Luftfahrtnorm IN 9300) eine Komponente hat, die nach oben, also der Schwerkraft-Richtung entgegen gerichtet ist. Die Oberseite des Fluggerätes 1 und somit der auf der Oberseite 2b befindliche Waffenschacht 10 weisen also mehr oder weniger zur Gelände-Oberfläche hin. Das bedeutet: die Orientierung des Querschnitts des Fluggeräts 1 in der Cruise-Betriebsart so vorgesehen, dass eine Komponente der resultierenden Auftriebskraft existiert, die von der Rumpfunterseite 2a aus entgegen die Schwerkraft-Richtung in der negativen geodätischen Lotachse oder geodätischen z_g-Richtung wegragt.

Mit der erfindungsgemäßen Waffenschacht-Anordnung bzw. dem damit verbundenen Waffenabsetzverfahren ergeben sich z. B. folgende Vorteile:

– Der Waffenschacht 10 kann größere geometrische Abmessungen aufweisen, als es bei bekannten Waffnschacht-Anordnungen möglich ist, da der für den Waffenschacht 10 vorgesehene Raum nicht durch den Fahrwerksraum begrenzt ist.
– Die Anordnung des Waffenschachts auf der Rumpfoberseite 2b erlaubt bessere Gestaltungsmöglichkeiten des Lufteinlaufes und Lufteinlauf Kanals, denn in Flugphasen in denen die Rumpfoberseite 2b nach unten, also zum Boden gerichtet ist, beeinträchtigt der Lufteinlauf nicht die Stealth-Eigenschaften des Flugzeugs. Beim Start und bei der Landung (bei hohem Anstellwinkel), ist der Lufteinlauf nach unten gerichtet, also zum Boden und das ist, aus strömungs-technischer Sicht, die optimale Anordnung für diese Flugphasen.
– Die Operationen beim Laden des Waffenschachtes 10 mit Waffen und damit auch die zugehörige Bodenausrüstung vereinfachen sich, da der Zugang zur Waffenschacht-Öffnung für das Bodenpersonal verbessert ist.
– In Flugphasen, in denen die Rumpfoberseite 2b nach unten, also zum Boden gerichtet ist, beeinträchtigen die Fahrwerk-Tore nicht die Stealth-Eigenschaften des Flugzeugs.
– Avionik-Sensoren, Antennen und Kameras können auf der Rumpfoberseite 2b angeordnet sein, so dass diese beim Start, bei der Landung und beim Rollen am Boden, während dem die Rumpfoberseite 2b nach oben gerichtet ist, gegen Kollisionen beim Rollen am Boden, Stein- oder Vogelschlag geschützt sind. Während der Cruise-Phase, in denen die Rumpfoberseite 2b nach unten, also zum Boden gerichtet ist, sind diese Avionik-Sensoren, Antennen und Kameras optimal für den operationellen Einsatz ausgerichtet.

Anstelle eines Waffenschachtes kann auch ein Waffen-Pod, also ein externer Waffen-Träger oder eine Waffen-Träger, der außerhalb des Rumpfes angebracht ist, verwendet werden. Die genannten Einrichtungen und Funktionen sind bei dieser Ausführungsform analog anwendbar.

Claims

Fluggerät (1), das einen Rumpf (2) mit einem an einer Rumpfunterseite (2a) angeordneten Fahrwerk (5) und mit einer dieser entgegengesetzt angeordneten Rumpfoberseite (2b) aufweist, wobei – an der Rumpfoberseite (2b) eine Waffenträger-Einrichtung (10) angeordnet ist, – die Waffenträger-Einrichtung (10) im Querschnitt des Rumpfes an der Stelle eines Hauptfahrwerks (5b) betrachtet oberhalb Fahrwerkschachten (15) des Hauptfahrwerks (5b) und oberhalb eines Triebwerk-Strömungskanals (17) angeordnet ist, – das Fluggerät (1) eine Flugrechner-Einrichtung mit einer Steuerungs- und Missions-Funktion sowie eine Stell-Einrichtung zur Bewegung von Steuerflächen zur Steuerung des Fluggerätes (1) aufweist, wobei die Steuerungs- und Missions-Funktion eine Flugführungs-Funktion zur Hinführung des Fluggeräts (1) zu einem Zielpunkt oder Absetzpunkt und eine Waffenabsetz-Funktion zum Absetzen zumindest einer in der Waffenträger-Einrichtung (10) mitführbaren Waffe aufgrund einer Vorgabe aufweist, – das Fluggerät (1) eine jeweils der Steuerungs- und Missions-Funktion zugeordnete Funktion und eine Fluglagen-Sensorik aufweist, mit denen das Fluggerät (1) um seine Längsachse x_f soweit gedreht werden kann, so dass eine Komponente der resultierenden Auftriebskraft von der Rumpfunterseite (2a) aus entgegen der Schwerkraft-Richtung verläuft, und – der Flugrechner-Einrichtung ein Höhen-Sensor zugeordnet ist und die Steuerungs- und Missions-Funktion eine Geländefolgeflug-Funktion aufgrund der von dem Höhen-Sensor ermittelten Höhendaten aufweist.
Fluggerät (1) nach dem Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Waffenträger-Einrichtung (10) ein Waffenschacht (10) ist.
Fluggerät (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flugführungs-Funktion eine Abfolge von Steuerungs-Kommandos umfasst, um das Fluggerät (1) zu einem Zielpunkt oder Absetzpunkt zu führen.
Fluggerät (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Empfangs-Einrichtung vorgesehen ist, mit der Steuerungs- und Missions-Funktion externe Steuerungs-Vorgaben zuführbar sind, um die Steuerungs- und Missions-Funktion zu beeinflussen.
Fluggerät (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungs- und Missions-Funktion einen Umschalt-Mechanismus umfasst, mit dem diese in eine Cruise-Betriebsart schaltbar ist, die automatisch aufgrund einer Zeitvorgabe oder über die von einer externen Sende-Einrichtung ansteuerbaren Empfangs-Einrichtung an Bord des Fluggerätes aufgrund einer externen Vorgabe aktivierbar ist.
Fluggerät (1) nach dem Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Umschalt-Mechanismus an Bord des Fluggerätes aufgrund einer externen Vorgabe über eine externe Sende-Einrichtung und die Empfangs-Einrichtung einstellbar ist, nach welchem Kriterium das Umschalten auf den Cruise-Betrieb erfolgt.
Fluggerät (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuerungs- und Missions-Funktion ein Umschalt-Mechanismus zum Umschalten auf den Cruise-Betrieb implementiert ist und eine der Flugführungs-Funktion zugeordnete Sensorik zur Ermittlung der Ist-Position des Fluggerätes (1) vorgesehen ist, eingerichtet zum Einschalten der Cruise-Betriebsart bei Erreichen einer vorbestimmten Flughöhe oder einer vorbestimmten Position oder eines territorialen Bereichs.
Fluggerät (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Flugrechner-Einrichtung zugeordnete Speicher-Einheit, in der ein Soll-Flugpfad abgespeichert werden kann, sowie eine Funktion zur Zuordnung der Ist-Position zu dem Soll-Flugpfad vorgesehen ist, eingerichtet das Fluggerät aufgrund der Ermittlung der Ist-Position des Fluggerätes an dem Soll-Flugpfad zu führen.
Fluggerät (1) nach dem Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerungs- und Missions-Funktion die Sensorik zur Ermittlung der Ist-Position eine satellitengestützten Navigations-Einrichtung ist.
Fluggerät (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Waffenabsetz-Funktion zum Absetzen der zumindest einen in der Waffenträger-Einrichtung (10) befindlichen Waffe mit einer Entriegelungs-Funktion in Verbindung steht, die aufgrund der von der Sensorik ermittelten Ist-Position des Fluggerätes (1) bei Erreichen eines Zielpunktes für die abzusetzende Waffe oder eines Absetzpunktes oder bei Erreichen eines Zeit- oder Weg-Intervalls vor dem Ziel- bzw. Absetzpunkt aktivierbar ist.
Fluggerät (1) nach dem Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Zielpunkt oder der Absetzpunkt ein Zeitpunkt oder eine Position oder ein Wegpunkt ist.
Fluggerät (1) nach dem Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Soll-Flugpfad für das Absetzen mit einem Zielpunkt oder Absetzpunkt abgespeichert ist, der den Strecken-Sollflugpfad abschnittsweise ersetzt.
Fluggerät (1) nach einem der voranstehenden Patentansprüche, wobei die Steuerungs- und Missions-Funktion mit einer Funktion eingerichtet ist, mit der aufgrund des Erreichens eines vorgegebenen Wertes ein Umschalten auf eine Lande-Betriebsart erfolgt, um das Fluggerät (1) landen zu können.
Fluggerät (1) nach dem Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass in der Flugrechner-Einrichtung Soll-Flugpfade abspeicherbar sind, an der das Fluggerät (1) in der Lande-Betriebsart zur Durchführung der Landung geführt werden kann.
Fluggerät (1) nach einem der Patentansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass zur Durchführung der Landephase ein der Flugrechner-Einrichtung zugeordneter Höhen-Sensor vorgesehen ist.
Fluggerät (1) nach einem der Patentansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Fluggerät (1) ein zur Durchführung der Landephase der Flugrechner-Einrichtung zugeordneter Instrument Landing System-Empfänger integriert ist.
Fluggerät (1) nach einem der voranstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluggerät (1) eine Sensor-Einrichtung aufweist, mit der Bedrohungs-Objekte entdeckbar sind.
Fluggerät (1) nach dem Anspruch 17, eingerichtet den Zielpunkt oder Absetzpunkt zum Absetzen zumindest einer Waffe an Bord des Fluggerätes (1) aufgrund der Entdeckung eines Bedrohungs-Objektes mittels der Sensor-Einrichtung zu bestimmen.
Fluggerät (1) nach einem der voranstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses eine Einrichtung zur Aufnahme und zum Absetzen von Radar- und/oder IR-Tauschkörpern aufweist.
Fluggerät (1) nach einem der voranstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungs- und Missions-Funktion eine Umschalt-Funktion aufweist, mit denen eine manuelle Steuerung von einer externen Überwachungs-Einrichtung mittels einer Sende-Empfangs-Einrichtung erfolgen kann, um das Fluggerät (1) von diesen Einrichtungen aus über eine Fernsteuerung steuern zu können.
Verfahren zum Absetzen einer in einem Waffenschacht (10) befindlichen Waffe von einem Fluggerät (1) mit einer in Bezug auf die Boden-Lage Rumpf-Oberseite (2b) und einer entgegengesetzt zu dieser gelegenen Rumpf-Unterseite (2a), – wobei an der Rumpfoberseite (2b) des Fluggeräts (1) eine Waffenträger-Einrichtung (10) angeordnet ist und – die Waffenträger-Einrichtung (10) im Querschnitt des Rumpfes an der Stelle eines Hauptfahrwerks (5b) betrachtet oberhalb des Fahrwerkschachts (15) des Hauptfahrwerks (5b) und oberhalb eines Triebwerk-Strömungskanals (17) angeordnet ist, – wobei das Fluggerät (1) eine Flugrechner-Einrichtung mit einer Steuerungs- und Missions-Funktion sowie eine Stell-Einrichtung zur Bewegung von Steuerflächen zur Steuerung des Fluggerätes (1) aufweist, wobei die Steuerungs- und Missions-Funktion eine Flugführungs-Funktion zur Hinführung des Fluggeräts (1) zu einem Zielpunkt oder Absetzpunkt und eine Waffenabsetz-Funktion zum Absetzen zumindest einer in der Waffenträger-Einrichtung (10) mitführbaren Waffe aufgrund einer Vorgabe aufweist, und der Flugrechner-Einrichtung ein Höhen-Sensor zugeordnet ist und die Steuerungs- und Missions-Funktion eine Geländefolgeflug-Funktion aufgrund der von dem Höhen-Sensor ermittelten Höhendaten aufweist, wobei – eine Startphase durchgeführt wird, in der das Fluggerät (1) eine Lage einnimmt, bei der eine Komponente der resultierenden Auftriebskraft von der Rumpfoberseite (2b) in der positiven geodätischen Z-Richtung wegragt, – eine Cruise-Phase durchgeführt wird, in der das Fluggerät (1) in eine Lage gedreht wird, in der eine Komponente der resultierenden Auftriebskraft von der Rumpfunterseite (2a) in der positiven geodätischen Z-Richtung wegragt, in der Fahrwerk (5) eingefahren wird und in der zumindest eine Waffe von dem Fluggerät (1) abgesetzt wird, und – eine Landephase durchgeführt wird, in der das Fluggerät (1) eine Lage einnimmt, bei der eine Komponente der resultierenden Auftriebskraft von der Rumpfoberseite (2a) in der positiven geodätischen Z-Richtung verläuft und in der das Fahrwerk (5) ausgefahren wird.