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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine akustische Waffe zur mobilen, nicht-letalen Personenbekämpfung sowie ein Verfahren zur nicht-letalen Personenbekämpfung mittels zumindest einer mobilen akustischen Waffe.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Der Einsatz von akustischen Waffen, so genannten Schallkanonen, ist allgemein bekannt, wobei diese Schallkanonen von Landfahrzeugen oder von Wasserfahrzeugen oder von Standorten am Boden betrieben werden. Derartige Schallkanonen werden auf Personen oder Personenansammlungen gerichtet und erzeugen über große Distanzen (mehrere hundert Meter) einen unangenehmen bis schmerzenden Schall, der die beschallten Personen in die Flucht treibt.
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Der Einsatz von Schallkanonen am Boden ist jedoch nicht gänzlich ohne Gefährdung von Personen möglich, weil der Schalldruck mit der Entfernung von der Schallquelle durch Dämpfung abnimmt und die Druckcharakteristik nicht überall in dem Bereich, der von der Schallquelle ausgeht, denselben Lautstärkepegel hat. Um in einer vorgegebenen Entfernung die gewünschte Lautstärke zu erzielen, ist es erforderlich, vom Schallerzeuger einen Schall mit einer wesentlich höheren Lautstärke auszusenden, die dann bedingt durch die entfernungsbedingte Dämpfung am Ziel noch die gewünschte Lautstärke aufweist. Das bedeutet aber auch, dass Personen, die sich nicht in der Zielentfernung befinden, sondern sich näher an der Schallquelle befinden, durch den vom Schallerzeuger abgegebenen Schall gefährdet sind. Diese Gefährdung kann zu bleibenden Gehörschaden führen, aber auch letale Wirkung haben. Die herkömmlichen Anwendungen von Schallkanonen können somit nicht sicherstellen, dass beim Einsatz der Schallkanone niemand zu Schaden kommt.
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Aus http://www.heise.de/tp/artikel/20/20992/1.html,
DE 10 2005 062 836 A1 ,
DE 44 44 636 A1 und
WO 2005/086 618 A2 sind verschiedene Vorrichtungen und Verfahren der zuvor beschrieben mobilen nicht-letalen Personenbekämpfung mittels einer akustischen Waffe bekannt.
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DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur nicht-letalen Personenbekämpfung mittels mehrerer mobiler akustischer Waffe sowie eine akustische Waffe anzugeben, durch die eine Personengefährdung ausgeschlossen ist.
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Der auf die Vorrichtung gerichtete Teil der Aufgabe wird gelöst durch die im Patentanspruch 1 angegebenes Verfahren zur nicht-letalen Personenbekämpfung mittels mehrerer mobiler akustischer Waffen.
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Diese erfindungsgemäße akustische Waffe weist einen mit einem Antrieb und einer Flugkörpersteuerungseinrichtung versehenen Flugkörper, eine mit dem Flugkörper verbundene, auf ein Ziel ausrichtbare Schallemissionseinrichtung, eine Zielabstandsmesseinrichtung und eine Waffensteuerungseinrichtung auf. Die Waffensteuerungseinrichtung ist dabei so ausgebildet, dass die Schallemissionseinrichtung nur dann als Waffe aktivierbar ist, wenn ein von der Zielabstandsmesseinrichtung ermittelter Ist-Zielabstand größer ist als ein vorgegebener Mindestzielabstand.
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VORTEILE
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Diese Ausgestaltung der Waffensteuerungseinrichtung bei der erfindungsgemäßen akustischen Waffe sorgt dafür, dass bei einem zu geringen Zielabstand kein Schall von der Schallemissionseinrichtung abgegeben werden kann, der zu einer Schädigung der das Ziel bildenden Personen führen würde. Die Messung des Abstandes zwischen der Schallemissionseinrichtung am Flugkörper und den das Ziel bildenden Personen erfolgt entweder durch eine Radarhöhenmessung, mit der die Höhe des Flugkörpers über Grund ermittelt wird, oder mittels einer Laserentfernungsmessung, wobei letztere auch dann einsetzbar ist, wenn der Schall nicht vertikal nach unten, sondern schräg nach unten oder zur Seite abgestrahlt werden soll.
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Vorzugsweise ist die Zielabstandmesseinrichtung derart zur Datenübertragung mit der Flugkörpersteuerungseinrichtung verbunden, dass die Flugkörpersteuerungseinrichtung den Antrieb des Flugkörpers bei Unterschreiten des vorgegebenen Mindestzielabstands derart kommandiert, dass der Ist-Zielabstand durch Veränderung der Position des Flugkörpers gleich oder größer wird als der Mindestzielabstand. Beispielsweise kann der Flugkörper durch Steigflug oder auch durch eine Seitwärtsbewegung und/oder Sinkflug auf den erforderlichen Mindestzielabstand als ideale Bekämpfungsdistanz gebracht werden.
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Vorteilhaft ist dabei, wenn die Flugkörpersteuerungseinrichtung so ausgebildet ist, dass sie den Ist-Zielabstand auf dem Mindestzielabstand oder oberhalb davon hält. Auf diese Weise kann auch über längere Zeit eine Beschallung des Ziels beziehungsweise der Zielpersonen gefahrlos vorgenommen werden.
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Dabei ist weiter von Vorteil, wenn die Flugkörpersteuerungseinrichtung so ausgebildet ist, dass sie den Ist-Zielabstand konstant auf dem Mindestzielabstand oder auf einem konstanten Wert oberhalb davon hält. Diese konstante Einhaltung des Zielabstands sorgt dafür, dass über den Zeitraum der Beschallung eine konstante Schallintensität beibehalten werden kann.
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Bevorzugterweise ist der Flugkörper ein unbemannter Flugkörper, vorzugsweise eine Drehflügler-Drohne. Derartige Flugkörper können wesentlich kleiner ausgebildet werden als bemannte Flugkörper und sind daher besonders geeignet, um im urbanen Umfeld eingesetzt zu werden.
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Es ist von Vorteil, wenn die Schallemissionseinrichtung derart am Flugkörper angebracht ist, dass die Abstrahlrichtung der Schallemissionseinrichtung nach unten, vorzugsweise im Wesentlichen direkt nach unten, gerichtet ist. Diese Ausbildung der akustischen Waffe gestattet es, den mit der Schallemissionseinrichtung versehenen Flugkörper unmittelbar über einem Zielgebiet, beispielsweise über einer aufzulösende Personenansammlung, einzusetzen und dieses Zielgebiet im Wesentlichen senkrecht von oben zu beschallen, wodurch das Risiko der Überbeschallung einzelner Personen drastisch reduziert wird.
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Vorzugsweise weist der Flugkörper eine im Wesentlichen lateral wirkende Abstandsmesseinrichtung auf, die mit der Flugkorpersteuerungseinrichtung derart zur Datenübertragung verbunden ist, dass der Flugkörper zu benachbarten Flugkörpern einen, vorzugsweise im Wesentlichen konstanten, Abstand einhält. Diese zusätzliche im Wesentlichen lateral wirkende Abstandsmesseinrichtung verhindert, dass sich bei einem Einsatz von mehreren als akustische Waffe ausgebildeten Flugkörpern diese Flugkörper zu nahe kommen. Dadurch wird einerseits das Risiko einer Kollision vermindert, andererseits wird dadurch aber auch erreicht, dass eine Überschneidung der Schallausbreitungskegel der Schallemissionseinrichtungen von benachbarten Flugkörpern und damit eine unerwünschte Erhöhung des Schalldrucks im Ziel vermieden wird.
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Der auf das Verfahren gerichtete Teil der Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8.
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Bei diesem Verfahren zur nicht-letalen Personenbekämpfung, bei welchem zumindest eine erfindungsgemäße mobile akustische Waffe eingesetzt wird, wird ein akustisches Signal von vorgegebener, konstanter oder sich ändernder Frequenz und von vorgegebenem, konstantem oder sich änderndem Schalldruck während einer vorgegebenen Zeitdauer mittels zumindest einer Schallemissionseinrichtung von zumindest einer von einem Flugkörper gebildeten luftgestützten Plattform nach unten auf ein Zielgebiet abgestrahlt.
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Der Vorteil der nach unten gerichteten Abstrahlung des akustischen Signals besteht, wie bereits ausgeführt worden ist, darin, dass die Gefahr, dass eine der Zielpersonen zu nahe an die Schallemissionseinrichtung in den Schallausbreitungskegel gerät, nahezu ausgeschlossen ist. Das akustische Signal kann daher so gewählt werden, dass seine Wirkung in der vorgegebenen Bekampfungsdistanz maximal ist, ohne bei den beschallten Personen Gesundheitsschäden zu verursachen Das akustische Signal kann von konstanter Frequenz sein oder es kann von einer sich änderten Frequenz sein. Weiterhin kann der von der Schallemissionseinrichtung erzeugte Schalldruck konstant sein oder sich ebenfalls ändern, wobei dann der maximale Schalldruck nicht über dem maximal zulässigen Schalldruck liegen darf.
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Von Vorteil ist es bei diesem Verfahren, wenn mehrere mobile akustische Waffen vorgesehen sind, die einen Schwarm bilden und deren Schallemissionseinrichtungen auf unterschiedliche Bereiche des Zielgebiets gerichtet sind. Auf diese Weise kann durch die Mehrzahl der mobilen akustischen Waffen ein größeres Zielgebiet beschallt werden.
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Bei einer anderen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens bilden mehrere mobile akustische Waffen einen Schwarm und zumindest ein Teil der Schallemissionseinrichtungen der am Schwarm beteiligten mobilen akustischen Waffen ist auf einen gemeinsamen Bereich des Zielgebiets gerichtet. Dabei werden die Abstrahlleistung des Schalldrucks dieser einzelnen Schallemissionseinrichtungen und/oder der Zielabstand der betreffenden mobilen akustischen Waffen so eingestellt, dass der am Zielgebiet ankommende kumulierte Schalldruck den vorgegebenen Maximalwert nicht überschreitet.
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In diesem Fall, in welchem zwei oder mehrere akustische Waffen zur gleichen Zeit denselben Zielort beschallen, wird die Interferenzamplitude der von den Schallemissionseinrichtungen ausgestrahlten akustischen Signale als Maßstab für den zulässigen Schallpegel herangezogen und die Entfernung der einzelnen mobilen akustischen Waffen, also der Flugkörper, vom Zielgebiet wird anhand dieser Interferenzamplitude optimiert. Dabei ist der von der Waffensteuerungseinrichtung der einzelnen akustischen Waffen berechnete Auftreffpunkt der von der Schallemissionseinrichtung ausgesandten Schalldruckwellen kontinuierlich über Datenfunkverbindungen mit allen am Schwarm teilnehmenden akustischen Waffen auszutauschen. Dadurch wird jede der Waffensteuerungseinrichtungen der einzelnen akustischen Waffen in die Lage versetzt, den zu erwartenden Schalldruck in dem von der eigenen Schallemissionseinrichtung bestrahlten Bereich des Zielgebiets vorauszuberechnen und so gegebenenfalls die eigene Position über dem Zielgebiet oder die Ausrichtung der eigenen Schallemissionseinrichtung zu verändern.
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Weiterhin kann es von Vorteil sein, wenn die jeweilige akustische Waffe mit einer Freund-Feind-Erkennungsvorrichtung ausgestattet ist, um dadurch zu verhindern, dass eigene Sicherheitskräfte, die sich am Boden in der Nähe des Zielgebiets aufhalten, von der Schallemissionseinrichtung der betreffenden akustischen Waffe beschallt werden.
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Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung sowohl des erfindungsgemäßen Verfahrens, als auch der erfindungsgemäßen akustischen Waffe besteht darin, dass der entsprechende Flugkörper mit einem nach unten gerichteten Infrarotsensor versehen ist und auf diese Weise uber die empfangene Infrarotstrahlung autonom das Vorhandensein von Personen im Zielgebiet erkennen und diese Personen dann durch entsprechende Ausrichtung der Schallemissionseinrichtung bekämpfen kann. Eine Freund-Feind-Erkennungsvorrichtung verhindert dabei, dass bei dieser autonomen Bekämpfung eigene Sicherheitskräfte mit den akustischen Signalen beschallt werden.
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Derartige autonome Personenerkennungsvorrichtungen ermöglichen auch ein autonomes Verfolgen flüchtiger Personen oder Personengruppen. Agieren mehrere erfindungsgemäße akustische Waffen, die jeweils mit einem entsprechenden Infrarotsensor ausgestattet sind, als Schwarm, so ist es sogar möglich, flüchtende Personen oder Personengruppen zu verfolgen, einzuholen, zu umzingeln, in eine bestimmte Richtung zu treiben oder ihnen den Weg abzuschneiden.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben und erläutert.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Es zeigt:
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1 eine schematische Darstellung des Aufbaus einer als akustische Waffe ausgestalteten Helikopter-Drohne und
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2 ein Szenario einer Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit zwei als akustische Waffen ausgebildeten Helikopter-Drohnen.
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DARSTELLUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
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1 zeigt einen als Helikopter-Drohne ausgebildeten Flugkörper 1 in schematischer Darstellung.
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Der Flugkörper 1 ist an seiner Unterseite mit einer Schallemissionseinrichtung 2 versehen, die so am Flugkörper 1 angebracht ist, dass das als Schall von ihr abgestrahlte akustische Signal S im Wesentlichen senkrecht nach unten gerichtet ist. Die Schallemissionseinrichtung 2 kann entweder fest am Flugkörper 1 angebracht sein oder sie kann mittels einer gelenkigen Halterung und einer Steuerung schwenkbar an der Unterseite des Flugkörpers 1 angeordnet sein. In diesem Fall kann die Abstrahlrichtung 20 der Schallemissionseinrichtung 2 verändert werden, sodass das akustische Signal S nicht nur senkrecht nach unten, sondern auch schräg zur Seite, nach Vorne oder nach Hinten abgestrahlt werden kann.
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Der Flugkörper 1 ist weiterhin mit einer Flugkörpersteuerungseinrichtung 10, einer Zielabstandsmesseinrichtung 12, einer Waffensteuerungseinrichtung 14 und selbstverständlich einem Antrieb 16 versehen. Schließlich ist der Flugkörper 1 zum Zweck der autonomen Steuerung noch mit einer lateral wirkenden Abstandsmesseinrichtung 11 sowie mit einer Datenkommunikationseinrichtung 13 versehen. Die lateral wirkende Abstandsmesseinrichtung 11 dient dazu, Kollisionen zwischen zwei gleichzeitig in der Luft befindlichen Flugkörpern 1, 1' oder die Kollision eines Flugkörpers 1 mit anderen Hindernissen zu verhindern Dazu sendet die lateral wirkende Abstandsmesseinrichtung 11 Abstandsdaten an die Flugkörpersteuerungseinrichtung 10 über eine Datenleitung 11'.
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Die Flugkörpersteuerungseinrichtung 10 steht über eine Datenleitung 10' in einer Datenaustauschverbindung mit dem Antrieb 16 und über eine Datenleitung 10'' in direktem Datenaustausch mit der Waffensteuerungseinrichtung 14. Über eine dritte Datenleitung steht die Flugkörpersteuerungseinrichtung 10 in Verbindung mit der Datenübertragungseinrichtung 13. Mittels dieser drahtlosen Datenübertragungseinrichtung 13 kann ein Datenaustausch zum Zweck der Steuerung des Flugkörpers 1 zwischen einer Bodenstation B und dem Flugkörper 1 durchgeführt werden, was durch den Doppelpfeil D1 symbolisiert ist. Mittels der Datenübertragungseinrichtung 13 kann aber auch ein Datenaustausch mit anderen Flugkörpern erfolgen, was durch den Doppelpfeil D2 symbolisiert ist.
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Die Zielabstandsmesseinrichtung 12 ist über Datenleitungen 12', 12'' sowohl mit der Flugkörpersteuerungseinrichtung 10, als auch mit der Waffensteuerungseinrichtung 14 zum Datenaustausch verbunden.
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Schließlich ist die Waffensteuerungseinrichtung 14 über eine Signalleitung 14' mit der Schallemissionseinrichtung 2 verbunden.
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Die Waffensteuerungseinrichtung 14 erhält von der Zielabstandsmesseinrichtung 12 Zielabstandsdaten und prüft, ob der von der Zielabstandsmesseinrichtung 12 gemessenen Abstand zum Ziel, der so genannte Ist-Zielabstand, einem Mindestzielabstand entspricht oder größer ist als dieser vorgegebene Mindestzielabstand, der in einem Speicher der Waffensteuerungseinrichtung 14 abgespeichert ist. Ist eines dieser beiden Kriterien erfüllt, so wird die Schallemissionseinrichtung 2 zum Betrieb freigegeben, sodass bei Auslösung der Schallemissionseinrichtung 2 ein akustisches Signal S als Schall von der Schallemissionseinrichtung 2 in der Abstrahlrichtung 20 ausgesandt wird.
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Ist der Ist-Zielabstand jedoch kleiner als der vorgegebene Mindestzielabstand, so wird im gezeigten Beispiel ein Signal von der Waffensteuerungseinrichtung 14 an die Flugkörpersteuerungseinrichtung 10 weitergeleitet, welches bewirkt, dass die Flugkörpersteuerungseinrichtung eine Positionsänderung des Flugkörpers, beispielsweise einen Anstieg der Flughöhe über Grund, an die Antriebseinheit 16 des Flugkörpers 1 kommandiert.
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Der Flugkörper 1 kann entweder von der Bodenstation B über die Datenlinkverbindung D1 gesteuert werden oder er kann sich anhand bordeigener Sensoren autonom bewegen. Dazu kann neben der Zielabstandsmesseinrichtung 12 und der lateral wirkenden Abstandsmesseinrichtung 11 noch ein nach unten gerichteter Infrarotsensor 15 vorgesehen sein, der über eine Datenverbindung 15'' mit der Waffensteuerungseinrichtung 14 verbunden ist und der Personen oder Personenansammlungen in seinem Sichtbereich unterhalb des Flugkörpers 1 erfasst. Zusätzlich kann der Flugkörper 1 auch mit einer (nicht gezeigten) eigenständigen Navigationseinrichtung versehen sein, die entsprechende Navigationsdaten an die Flugkörpersteuerungseinrichtung 10 liefert.
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Zusätzlich kann der Flugkörper 1 mit einer Bilderfassungseinrichtung 17 versehen sein, die Bilddaten von aufgenommenen Bildern mittels der Datenübertragungseinrichtung 13 über die Datenlinkverbindung D1 an die Bodenstation B übertragen kann. Die Bilderfassungseinrichtung 17 kann eine oder mehrere stationär ausgerichtete oder schwenkbare Kameras aufweisen.
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2 zeigt ein Szenario des Einsatzes der in 1 gezeigten akustischen Waffe gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren. Eine nicht genehmigte Menschenansammlung (Personengruppe 100) ist aufzulösen und stellt folglich ein Zielgebiet für zwei als erfindungsgemäße akustische Waffen ausgebildete Flugkörper 1, 1' dar. Jeder der beiden Flugkörper 1, 1' ist mit einer nach unten abstrahlenden Schallemissionseinrichtung 2, 2' versehen, die jeweils ein akustisches Signal S, S' nach unten in Richtung auf das von der Personengruppe 100 gebildete Zielgebiet abstrahlt.
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Typische Höhen, in denen die erfindungsgemäße akustische Waffe über einer ein Ziel bildenden Personenansammlung 100 operiert, ist ein Bereich von 50 bis 100 Metern über Grund.
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Die beiden Flugkörper 1, 1' stehen über die Datenlinkverbindung D2 miteinander in Verbindung und halten mittels ihrer jeweiligen lateralen Abstandsmesseinrichtung 11 einen vorgegebenen Abstand zueinander ein. Diese Regelung des lateralen Abstandes zwischen den beiden Flugkörpern 1, 1' sorgt dafür, dass bei gleichzeitiger Fluglageregelung der beiden Flugkörper 1, 1' der von der jeweiligen Schallemissionseinrichtung 2, 2' nach unten abgestrahlte Schall im Ziel Z keine Interferenzen bildet, die zu einem Schalldruck führen, der höher ist als der vorgegebene maximal zulässige Gesamt-Schalldruck, um so eine Schädigung der Personen in der Personengruppe 100 zu vermeiden. Gleichzeitig regelt jeder der beiden Flugkörper 1, 1' seine Flughöhe über Grund und somit den Zielabstand zwischen der jeweiligen Schallemissionseinrichtung 2, 2' und der davon beschallten Personengruppe 100, um auch auf diese Weise zu gewährleisten, dass der in Höhe der Personengruppe 100 wirkende Schalldruck den maximal zulässigen Schalldruck nicht überschreitet.
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Bei einer mittels der vom Infrarotsensor 15 erfassten Infrarotsignale durchgeführten autonomen Steuerung des Flugkörpers 1, 1' folgt der Flugkörper 1 dem Dichtegradienten des Mittelwerts aller aufsummierten Ortswerte am Boden, die eine vorgegebene Temperaturdifferenz überschreiten. Auf diese Weise kann schnell und zuverlässig eine Bewegung der Personengruppe auf der Erdoberfläche festgestellt werden und der Flugkörper folgt dieser Bewegung in jener Richtung, in der sich die meisten Personen der Personengruppe 100 hinbewegen. Diese Steuerungsvariante gestattet somit auf unkomplizierte Weise eine Verfolgung der Personengruppe 100 oder eines Teils der Personengruppe. Es ist dabei von Vorteil, wenn störende stationäre Wärmeobjekte in der Zielumgebung bei dieser Zielverfolgung ausgeblendet werden, was durch entsprechende Programmierung der Flugkörpersteuerungseinrichtung 10 beziehungsweise der Waffensteuerungseinrichtung 14 mittels Kontextwissen erfolgen kann.
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Der Erfolg der durchgeführten Beschallung wird sichtbar, sobald sich die Flächendichte der vom Infrarotsensor 15 erfassten Infrarotsignatur ausdünnt, was bedeutet, dass die Menschenmenge auseinander strömt. Diese Abnahme der Flächendichte der Infrarotsignatur kann bei einem autonomen Einsatz der akustischen Waffe als Signal für die Beendigung der Abstrahlung der akustischen Signale herangezogen werden.
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Grundsätzlich ist es auch denkbar, anstelle der als Helikopter ausgebildeten Flugkörper Tragflächenflugkörper zu verwenden, doch sind die Helikopter zu bevorzugen, da diese auf recht einfache Weise eine stationäre Positionierung über dem Zielgebiet Z erlauben. Für den Fall, dass einer der Flugkörper durch technischen Defekt oder durch Angriff von außen abstürzen sollte, kann der Flugkörper 1, 1' mit einem sich automatisch öffnenden Bremsfallschirm versehen sein, der den Sturz abmildert und die dadurch entstehenden Schäden reduziert.
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Bezugszeichen in den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen dienen lediglich dem besseren Verständnis der Erfindung und sollen den Schutzumfang nicht einschränken.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Flugkörper
- 1'
- Flugkörper
- 2
- Schallemissionseinrichtung
- 2'
- Schallemissionseinrichtung
- 10
- Flugkörpersteuerungseinrichtung
- 10'
- Datenleitung
- 10''
- Datenleitung
- 11
- lateral wirkende Abstandsmesseinrichtung
- 11'
- Datenleitung
- 12
- Zielabstandsmesseinrichtung
- 12'
- Datenleitung
- 12''
- Datenleitung
- 13
- Datenkommunikationseinrichtung
- 14
- Waffensteuerungseinrichtung
- 14'
- Signalleitung
- 15
- Infrarotsensor
- 15''
- Datenverbindung
- 16
- Antrieb
- 17
- Bilderfassungseinrichtung
- 20
- Abstrahlrichtung
- 100
- nicht genehmigte Menschenansammlung
- B
- Bodenstation
- D1
- Doppelpfeil
- D2
- Doppelpfeil
- S
- akustisches Signal
- S'
- akustisches Signal
- Z
- Ziel
