DE102015015938A1 - Autonome, unbemannte Fluggeräte zur Begleitung, Eskortierung und Absicherung von Lutffahrzeugen wie Starr- und Drehflügler - Google Patents

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Abstract

Autonome, unbemannte Fluggeräte zur Begleitung, Eskortierung und Absicherung von Luftfahrzeugen wie Starr- und Drehflügler.

Description

  • Beschreibung und Stand der Technik
  • Aufgrund einer Vielzahl von militärischen Konflikten und Krisenherden ergibt sich für die militärische wie zivile Luftfahrt ein erhebliches Gefährdungspotential. Insbesondere durch die Entwicklung und Verbreitung von portablen Luftabwehrflugkörpern, sogenannten Man Portal Air Defense Systems (MANPADs) ergibt sich eine hohe Bedrohung. Da zwischenzeitlich viele dieser Systeme in Händen von terroristischen Gruppierungen gelangt sind, besteht ein latent hohes Risiko für die zivile als auch die militärische Luftfahrt.
  • Die meisten dieser Systeme arbeiten mit Infrarot-Zielsucheinrichtungen. Diese Zielsucheinrichtungen erkennen die Wärmeentwicklung des Triebwerks des Flugzeuges oder Drehflüglers und lenken den Flugkörper auf dieses Ziel. Daneben gibt es optische Zielverfahren sowie lasergelenkte Flugkörpersysteme, die jedoch weniger verbreitet sind. Diese beiden Varianten sind unempfindlicher gegen Abwehrmaßnahmen, arbeiten jedoch nicht nach dem sogenannten „fire and forget” Prinzip, sondern halbautomatisch und bedürfen des Anvisierens des Zielobjektes durch den Bediener.
  • Als Abwehrmaßnahmen werden überwiegend IR-Täuschkörper eingesetzt. Diese werden vom Flugzeug oder vom Drehflügler im Gefahrenfalle ausgestoßen. IR-Täuschkörper, im Englischen Decoy Flares genannt, sind Täuschkörper gegen Lenkwaffen mit Infrarotsuchkopf. Die beim Einsatz von Flares entstehende Wärmestrahlung soll die Suchkopf-Sensorik vom eigentlichen Ziel ablenken, idealerweise auf die Wärmestrahlung der Hitzefackel. Dies geschieht durch die Erzeugung von IR-Clutter durch viele verschiedene Wärmequllen, die Erzeugung von spezifischen Emissionsspektren um den Sucher ein Scheinziel anzubieten, und der Erzeugung von Hitzewänden zur Verdeckung des eigentlichen Zieles. IR-Täuschkörper enthalten als Energiespeicher entweder pyrotechnische Sätze, pyrophore Feststoffe oder Flüssigkeiten bzw. leicht entzündliche Feststoffe. Wird der Täuschkörper angezündet, so wird eine stark exotherme Reaktion ausgelöst, die in Abhängigkeit von der chemischen Zusammensetzung des Energiespeichers mit einer mehr oder minder starken sichtbaren Flammen- und Rauchentwicklung einhergeht. Dieses Täuschkörper-Verfahren wird bei militärischen Flugzeugen oder Drehflüglern relativ häufig eingesetzt. Bei zivilem Fluggerät hingegen finden sich diese Anwendungen eher selten.
  • Von 1981 bis 2002 gingen mehr als 50% aller zerstörten Fluggeräte durch IR-gelenkte Waffen verloren. Während des Golfkrieges 1991 sollen es sogar 78% gewesen sein. In der Zeit von 1985 bis 2010 sollen 90% aller US-Luftfahrzeugverluste auf IR-gelenkte Waffen zurückzuführen sein.
  • Kritik am Stand der Technik
  • Die Abwehrmaßnahmen mittels IR-Täuschkörper weisen eine Reihe von Nachteilen auf. Das Flugzeug bzw. der Drehflügler kann nur eine begrenzte Anzahl dieser Täuschkörper mitführen. D. h. ein Schutz ist nur in einem relativ engen Zeitfenster, etwa bei Start- oder Landemanövern, möglich sowie als Maßnahme des letzten Augenblicks bei einem erkannten Angriff. Die Tauschkörper werden seitlich vom Flugzeug ausgestoßen, d. h. das Flugzeug bewegt sich immer aus der Täuschkörper-Wolke nach vorne heraus. Dieses Bewegungsmuster kann durch moderne Suchkopf-Algorithmen der Lenkflugkörper erkannt werden und dadurch unwirksam gemacht werden.
  • Gegen halbautomatische Lenkverfahren wie etwa optische Verfahren, sogenannte „Command Line of Sight” sowie lasergelenkte Lenkflugkörper sind IR-Täuschkörper konzeptionsbedingt wirkungslos.
  • Die ganz überwiegende Anzahl ziviler Passagier- und Transportflugzeuge und Drehflügler verfügt über keine solchen Abwehrmaßnahmen. Der kostenmäßige Aufwand hierfür wäre unverhältnismäßig hoch. Ebenso die Logistik der erforderlichen Schulung und Ausbildung einer sehr großen Anzahl an zivilen Flugzeugführern.
  • Sehr hoch fliegende Flugzeuge und Drehflügler können mit portablen Luftabwehrsystemen nicht erreicht werden. Ein Verkehrsflugzeug hat eine Reiseflughöhe von etwa 10 Kilometer. Für diese Höhen sind IR-basierte Systeme ungeeignet. Der Vorfall des Abschusses einer Verkehrsmaschine in der jüngeren Geschichte ereignete sich nach dem Stand der Erkenntnisse mit einem radargelenkten Flugabwehrsystem.
  • Lösung gemäß Erfindung
  • Der Schutz von zivilen und militärischen bemannten Luftfahrzeugen, also Starr- und Drehflüglern, vor Angriffen mit Lenkflugkörpern lässt sich durch das Verfahren gemäß dieser Erfindung erheblich verbessern.
  • Eingesetzt werden sollen dabei unbemannte Luftfahrzeuge, die auch unter der Bezeichnung Drohnen bekannt sind.
  • Diese Drohnen sollen die bemannten Luftfahrzeuge eskortieren, also entweder die gesamte Flugstrecke oder nur einen besonderes kritischen Abschnitt der Flugstrecke begleiten. Die begleitende Drohne soll dabei Angriffe auf das bemannte Luftfahrzeug mit Lenkflugkörpern verhindern und versuchte Angriffe mit Luftabwehrflugkörpern primär auf die Drohne zu lenken. Die eskortierende Drohne ist daher als Verlustgerät konzipiert. Durch geeignete Steuerungsmaßnahmen und eigene Abwehr- und Ausweichmechanismen ist jedoch ein Verlust des Drohnenfluggeräts bei einem erfolgten Angriff nicht automatisch der Fall. Das Verfahren gemäß Erfindung eignet sich sowohl zur Abwehr von Infrarot-gesteuerten Lenkflugkörpern in geringen und mittleren Höhen als auch zur Abwehr von Radar-gesteuerten Lenkflugkörpern die in größeren Höhen eingesetzt werden.
  • Die Funktionsweise der Erfindung soll anhand von möglichen Bedrohungsszenarien erläutert werden. Einige Bedrohungsszenarien entfallen auf die leichten, portablen Systeme, die sogenannten MANPADS. Ein Bedrohungsszenario betrifft einen möglichen Angriff auf ein Luftfahrzeug mit radargesteuerten Systemen großer Reichweite, wie etwa durch das US-System PATRIOT.
  • Portable Flugabwehrsysteme/MANPADS
  • Das mit großem Abstand am häufigsten eingesetzte Funktionsverfahren sind infrarot-gesteuerte Lenkflugkörper. Die begleitende Drohne ist grundsätzlich als Verlustgerät konzipiert, d. h. die Drohne stellt sich im Angriffsfall als Ersatzziel zur Verfügung. Dabei muss es nicht so sein, dass die Drohne bei einem Angriffsvorgang zwangsläufig verloren geht. Sobald der Angriff erfolgreich vom eigentlichen Ziel – also etwa einem Flugzeug oder Drehflügler – auf die begleitende Drohne abgelenkt ist, kann die Drohne vorprogrammierte Ausweichroutinen einleiten und durchführen. Da eine Drohne im Regelfall deutlich beweglicher, manövrierfähiger und schneller wie das zu schützende, bemannte Luftfahrzeug ist, bestehen gute Chancen, dem angreifenden Flugkörper durch Ausweichmanöver zu entgehen. Genutzt wird dabei insbesondere der Umstand, dass die von einem Feststoff-Raketentriebwerk angetriebenen Flugkörper nur über eine nur limitierte Brenndauer verfügen. Ist der Raketentreibstoff abgebrannt, ist der Lenkflugkörper antriebslos und somit wirkungslos.
  • Jedoch ist selbst im Verlustfall der eingetretene Schaden weit geringer als beim Verlust des eigentlichen Zieles, eines im Regelfall sehr kostenintensiven Luftfahrzeugs, wobei hier noch die menschlichen Verluste zu beklagen wären.
  • Die Abwehr eines MANPADS erfolgt bei einem Infrarot(IR)-gelenkten Lenkflugkörper wie nachstehend beschrieben. Die ganz überwiegende Masse der heute verbreiteten MANPADS arbeitet nach diesem Steuerungsprinzip. Der IR-Lenkflugkörper verfügt über wärmempfindliche Sensoren, die die Wärmeabstrahlung eines Luftfahrzeuges, insbesondere seine warmen Abgase, erkennen und erfassen kann. Die Steuerung und Lenkung des Lenkflugkörpers erfolgt autonom, der Lenkflugkörper richtet sich nach der erfassten Wärmequelle aus und steuert sich ins Ziel. Die Detonation der Wirkladung erfolgt entweder durch einen Annäherungszünder oder einen Aufschlagzünder oder einer Kombination aus diesen beiden Mechanismen. Die begleitende Drohne fliegt in einem vorprogrammierten relativen Abstand und relativer Position zum begleiteten Luftfahrzeug. Das Luftfahrzeug übermittelt über eine Datenverbindung, beispielhaft über Datenfunk oder eine optische Datenverbindung, etwa über Laser, permanent die eigenen Positionsdaten an die eskortierenden Drohnen. Die das Luftfahrzeug begleitenden Drohnen folgen diesem Kurs und halten dabei permanent und automatisiert eine vorab definierte relative Position zum Luftfahrzeug ein. Im dreidimensionalen Luftraum ist diese relative Position bestimmt durch die Entfernung, den Höhenunterschied sowie den Winkel zwischen Drohne und Luftfahrzeug. Die relative Position zwischen Drohne und Luftfahrzeug kann je nach Einsatzprofil programmgesteuert variieren. So wird die Distanz zwischen Drohne und Luftfahrzeug in großen Flughöhen weiter auseinanderliegen als etwa bei Lande- und Startsituationen des Luftfahrzeuges. Die begleitende Drohne führt eine eigene intensive und zuschaltbare Infrarotquelle mit. Zur Erzeugung einer Infrarotquelle gibt es verschiedene chemische und physikalische Verfahren, die entweder ohne externen Sauerstoff auskommen oder luftatmend ausgelegt sind. Durch die Erzeugung eines intensiven, überlagernden Infrarotsignals wird ein gestarteter und abgefeuerter Lenkflugkörper auf diese Drohne gelenkt. Sobald durch die Sensoren der Drohne ein Abschuss eines Lenkflugkörpers erkannt worden ist, etwa durch die Hitzewirkung des Flugkörperantriebs, kann ein Abwehr-Flugprogramm initiiert werden. Die Positionierung der Drohne zum begleiteten Luftfahrzeug wird dabei so gesteuert, dass sich die Drohne in die Flugbahn des Lenkflugkörpers und des begleiteten und zu schützenden Luftfahrzeuges stellt. So ist sichergestellt, dass der Lenkflugkörper mit einer hohen Wahrscheinlichkeit die Drohe als Ersatzziel auffasst und sich in Richtung der Drohne lenkt. Desweiteren ist dadurch sichergestellt, dass sich ein Annäherungszünder des Lenkflugkörpers noch deutlich vor Erreichen des Luftfahrzeuges, nämlich bereits bei Erreichen der Drohne, aktiviert und vorzeitig auslöst und dadurch das Luftfahrzeug nicht beschädigt oder zerstört wird. Die Drohne dient in diesem Szenario als Ersatzziel für den anfliegenden Lenkflugkörper. Die Drohne muss dabei nicht zwangsläufig verloren gehen. Ist durch Erfassung und Vermessung der Flugparameter des anfliegenden Lenkflugkörpers sichergestellt, dass sich dieser möglichst zuverlässig auf die begleitende Drohne anstelle des Luftfahrzeuges aufgeschaltet hat, so kann die Drohne ein automatisiertes Ausweichmanöver einleiten. Da die Drohne immer beweglicher, wendiger und auch schneller als das begleitete Luftfahrzeug ist, kann die Drohne wesentlich schnellere und extremere Ausweichmanöver fliegen und dadurch dem zielsuchenden Lenkflugkörper entkommen. Nach Ausbrennen des Antriebs ist dieser wirkungslos und der Angriff damit fehlgeschlagen.
  • Die Abwehr eines MANPADS erfolgt bei einem kameragelenkten Lenkflugkörper wie nachstehend beschrieben. Hier muss vom Bediener mittels einer Optik der Lenkflugkörper in das optisch erfasste Ziel gelenkt werden. Der Bediener muss also während der ganzen Flugphase des Lenkflugkörpers das Ziel anvisieren. Das System hat damit keine „fire and forget” Eigenschaften. Diese Lenkflugkörper lassen sich mit einer Infrarotquelle nicht ablenken. Hier erfolgt die Abwehrwirkung dadurch, dass sich die Drohne möglichst zwischen Flugbahn des Lenkflugkörpers und dem eigentlichen Ziel positioniert. Nähert sich der Lenkflugkörper der Drohne an, so kann der Annäherungszünder des anfliegenden Lenkflugkörpers vorzeitig ausgelöst werden und dadurch eine Beschädigung oder Zerstörung des Luftfahrzeuges vermieden werden. Darüber hinaus kann die Elektronik der Drohne elektronische Störmanöver einleiten, d. h. die Steuerung des Lenkflugkörpers durch den Bediener am Boden stören oder unterbrechen. Ähnlich funktionieren lasergelenkte Luftabwehrlenkflugkörper. Hier muss der Bediener das Ziel permanent mit einem Laserstrahl beleuchten und nachhalten. Der Lenkflugkörper lenkt sich durch Erfassung und Auswertung der reflektierten Laserstrahlung dann selbst ins Ziel. Auch hier erfolgt die Abwehr durch die Positionierung der Begleitdrohne möglichst in die antizipierte Flugbahn zwischen Lenkflugkörper und Luftfahrzeug. Nähert sich der Lenkflugkörper der Drohne an, so erfolgt eine vorzeitige Auslösung des Annäherungszünders des Lenkflugkörpers. Wird eine Beleuchtung durch einen Laserstrahl erkannt, so kann die Drohne Störmanöver einleiten, also etwa einen eigenen Laserimpuls aussenden, der das originäre Lasersignal stört.
  • Die überwiegende Zahl der eingesetzten und verbreiteten MANPADS wird jedoch per IR-Sensor gesteuert. Insbesondere die konstruktionsbedingte „fire and forget” Eigenschaft macht diese Systeme für den Bediener vorteilhaft.
  • Weitere Abwehrmechanismen
  • Wird das zu schützende Luftfahrzeug durch mehrere Drohnen eskortiert, so können diese bei Anfliegen oder Überfliegen von potentiellen Krisengebieten und Risikogebieten eine vorprogrammierte Abwehrformation einnehmen.
  • Befindet sich das Bedrohungsszenario auf der Steuerbordseite des Luftfahrzeuges, so können die begleitenden Drohnen alle eine definierte Flugposition auf der Steuerbordseite des Luftfahrzeuges einnehmen und halten und somit den Abschnitt des Luftraumes abdecken, aus dem ein potentieller Angriff initiiert werden würde.
  • Liegt bereits ein konkreter Angriff vor, d. h. wurden bereits Lenkflugkörper auf das Luftfahrzeug abgefeuert, so versucht die begleitende Drohne den Abschussort sowie die voraussichtliche Flugbahn zu vermessen und sich zwischen Luftfahrzeug und anfliegendem Lenkflugkörper zu positionieren. Ist es gelungen, den Lenkflugkörper auf die begleitende Drohe anstelle des Luftfahrzeuges aufzuschalten und abzulenken, so kann die Drohne versuchen, sich vom Luftfahrzeug abzusetzen und Ausweichmanöver durchzuführen und so einem direkten Treffer auszuweichen.
  • Darüber hinaus die Drohne autark weitere Abwehrmaßnahmen einleiten, sofern sie dafür ausgerüstet und ausgestattet ist. So kann die Drohne eigenständig Hitzefackeln, sogenannte Flares, ausstoßen und damit den Lenkflugkörper ablenken und damit einen Treffer auf die Drohne zu vermeiden. Desweiteren können elektronische Störmaßnahmen eingeleitet werden um die Steuerung des anfliegenden Lenkflugkörpers zu stören.
  • Abwehr von radargelenkten Lenkflugkörpern
  • In großen Höhen, als Daumenwert gelten etwa 5.000 Meter Höhe, können MANPADS nicht mehr wirksam eingesetzt werden. Für diese Höhenbereiche kommen fahrzeuggestützte oder stationäre Systeme zur Anwendung. Die Ansteuerung an das Ziel erfolgt dann nicht mehr per IR-Steuerung und Lenkung sondern im Regelfall durch einen radargelenkten Lenkflugkörper.
  • Der Abwehrvorgang für eine Drohne erfolgt dann entweder durch Aussenden eines Störsignals an den anfliegenden Lenkflugkörper oder das beleuchtende Leitradar, so dass die Steuerung des Lenkflugkörpers gestört wird.
  • Als weitere Abwehrvariante kann die Aussendung eines besonders starken Radarrückstrahlsignals erfolgen, die die Radarsignatur des eigentlichen Zieles deutlich übertrifft. Der anfliegende, radargelenkte Lenkflugkörper nimmt dann das Objekt mit der stärksten Rückstrahlung als Ziel und lenkt sich auf die Drohne anstelle des Luftfahrzeuges.
  • Abwehr von sogenannten „air-to-air” Lenkflugkörpern.
  • Dies sind Lenkflugkörper, die von anderen Luftfahrzeuge, also etwa Abfang-Jagdflugzeugen, auf das Ziel abgeschossen werden. Ein Beispiel für diese Art von Lenkflugkörpern ist das weit verbreitete U.S. System AIM-9 „Sidewinder”. Dieser Flugkörpertyp ist in der westlichen Welt weit verbreitet und besitzt eine IR-Steuerung. Zur Abwehr dieses Flugzeugtyps kann die Begleitdrohne ebenfalls wirkungsvoll eingesetzt werden. Die Drohne fliegt dabei im Abwehr-Modus hinter dem zu schützenden Luftfahrzeug bzw. zwischen der Position des angreifenden Jagdflugzeuges und dem angegriffenen Luftfahrzeug. Die Verteidigungswirkung ist wie oben beschrieben. Durch Verwendung einer sehr intensiven IR-Quelle in der Drohne lenkt sich der anfliegende IR-gesteuerte Lenkflugkörper auf die heißeste bzw. intensivste IR-Quelle und damit auf die Drohne.
  • Das eigentlich angegriffene Luftfahrzeug entkommt somit dem Angriff. Sofern entsprechend ausgerüstet, kann die eskortierende Drohe selbst als zusätzliche Maßnahme IR-Täuschkörper, sogenannte Flares, ausstoßen.
  • Der große Vorteil einer Begleitdrohe gegenüber anderen Abwehrmechanismen – also etwa vom Luftfahrzeug ausgestoßenen Hitzefackeln oder „Flares” – liegen auf der Hand:
    Die Flares stehen nur begrenzt zur Verfügung und können nur seitlich bzw. nach hinten ausgestoßen werden. Das Luftfahrzeug entfernt sich somit stets aus dieser Wolke von diesen ausgestoßenen Hitzefackeln. Die Begleitdrohne kann dagegen über eine permanente oder dauerhafte IR-Quelle verfügen, d. h. eine ablenkende Wirkung ist über einen deutlich längeren Zeitraum und eine deutlich längere Wegstrecke gewährleistet. Darüber hinaus lässt sich diese IR-Quelle bzw. dieser IR-Störsender immer optimal zum schützenden Flugzeug positionieren. Also abhängig von der Bedrohungsrichtung vor, hinter oder unterhalb des zu schützenden Objekts. Die Abwehr-Vorgänge laufen dabei weitgehend programmgesteuert und automatisiert ab. Insbesondere zivil ausgebildete Flugzeugführer müssen daher nicht trainiert oder angelernt werden, wie das bei herkömmlichen, fest montierten Abwehreinrichtungen, wie etwa Auswurfgeräte für Hitzefackeln für zivile Flugzeuge der Fall ist.
  • Die beschriebene Lösung gem. Erfindung kommt dabei grundsätzlich ohne zusätzliche Bodenstation oder ein Kontrollzentrum aus. Der Datenaustausch erfolgt zwischen dem zu schützenden Luftfahrzeug und der eskortierenden Drohne. Insbesondere überträgt das Luftfahrzeug permanent seine eigenen Positionsdaten per Datenfunk oder einer optischen Datenverbindung an die begleitende Drohne. Diese kann anhand dieser Positions- und Kursdaten automatisiert eine relative Position zum zu schützenden Luftfahrzeug einnehmen und behalten.
  • Wie erläutert, kann sich diese relative Position programmgesteuert ändern, etwa bei Start- und Landeoperationen sowie insbesondere bei potentiellen oder erkannten Bedrohungsszenarien.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist die Trennung und Übertragung von Abwehrmechanismen insbesondere bei zivilen Luftfahrzeugen auf spezialisierte Luftfahrtgeräte, hier auf diese eskortierende Begleitdrohne. Derzeit setzen nur sehr wenige Verkehrsfluggesellschaften Zusatzausrüstungen für oder an Verkehrsflugzeugen ein, also etwa Auswurfeinrichtungen für Hitzefackeln. Beispielhaft etwa die israelische Fluggesellschaft EI-AI, die einer erhöhten Bedrohungslage ausgesetzt ist. Grund für die Zurückhaltung der übrigen Fluggesellschaften sind einmal Kostengründe aber auch logistische Probleme und Ausbildungsgründe. Zur wirkungsvollen Nutzung der festmontierten Abwehreinrichtungen bedarf es einer intensiven Schulung der Flugzeugführer, was einen erheblichen Kostenaufwand bedeutet. Durch Verlagerung der Abwehraufgaben auf ein autonomes, separates Fluggerät in Form einer unbemannten Drohe, kann dies vermieden werden. Insbesondere kann der Eskortierungs-Einsatz durch eine Drohne auf jene Szenarien beschränkt werden, die als kritisch eingestuft werden. Also etwa Start und Ladungen in Krisengebieten sowie Überflüge über Krisen- und Kriegsgebiete. Für den überwiegenden Anteil an Luftverkehren über risikofreies Gebiet bedarf es keiner Absicherung oder Begleitung durch Drohnen. Somit stellt das Begleitdrohnen-Konzept die deutlich kostengünstigere Lösung im Vergleich zu einer flächendeckenden Umrüstung von Passagier- und Transportflugzeugen dar. Das Einsatzkonzept kann so gestaltet sein, dass ein Treffen bzw. Rendezvous zwischen zu schützendem Luftfahrzeug und Begleitdrohne erst kurz vor Erreichen eines kritischen Gebietes oder Flugpfades erfolgt und der ganz überwiegende Teil der Route des Luftfahrzeuges – da unkritisch – ohne zusätzliche Begleitung erfolgt.
  • Technische Umsetzung
  • Die technische Realisierung der Erfindung erfolgt durch Bereitstellung von einer oder mehreren unbemannter Begleitdrohnen für ein zu schützendes Luftfahrzeug. Das zu schützende Luftfahrzeug kann ein ziviles Verkehrs- oder Transportflugzeug sein, ein ziviler Drehflügler bzw. Hubschrauber oder aber ein militärisches Flugzeug oder Drehflügler. Die Flugeigenschaften der Drohnen müssen so konzipiert sein, dass sie dem zu schützenden Luftfahrzeug problemlos folgen können. Das zu schützende Luftfahrzeug wird mit einem Sender bzw. Transmitter ausgestattet, der permanent die aktuellen Flugdaten, insbesondere die laufende Position und den Kurs über trägt. Die Übertragung der Daten erfolgt an die Drohnen. Dies kann per Datenfunk oder eine optische Datenübertragung, etwa per Laserverfahren, erfolgen.
  • Die begleitenden Drohnen erhalten eine Programmierung, die verschiedene Flugmodi für unterschiedliche Szenarien vorsieht. Grundsätzlich hält die Drohne eine vorprogrammierte Position zum zu schützenden Luftfahrzeug ein. Die relative Position zum Luftfahrzeug kann durch Entfernung, Höhenunterschied und Winkel charakterisiert sein.
  • Die verschiedenen, vorprogrammierten Einsatzmodi lassen sich beispielhaft unterscheiden in
    • – Start- oder Landemanöver
    • – Unkritische Marsch- oder Reisephase
    • – Queren von potentiell risikobehafteten Terrain
    • – Identifikation eines erfolgten Angriffs – Lokation unbekannt
    • – Identifikation eines erfolgten Angriffs – Lokation identifiziert und Flugbahn LFK berechnet
    und andere mehr. Je nach gerade anliegendem Einsatzprofil wird die begleitende Drohne eine bestimmte Positionierung vornehmen. Diese kann wiederum davon abhängen, ob lediglich eine Drohne für das zu schützende Luftfahrzeug eingesetzt ist oder ob mehrere Drohnen dafür eingesetzt sind.
  • Im Abwehrfall kann die Drohne eine Reihe von Abwehrmechanismen einleiten. Insbesondere kann für die kritischen Flugphasen eine intensive Infrarotquelle eingeschaltet werden, um potentielle Lenkflugkörper abzulenken. Daneben können bestimmte Ausweichroutinen programmiert werden, so dass die Drohne Ausweichmanöver bei einem anfliegenden Lenkflugkörper durchführen kann und somit einem Angriff eventuell entgehen kann. Darüber hinaus kann die Drohne IR-Hitzefackeln ausstoßen, sogenannte IR Decoy Flares. Darüber hinaus ist denkbar, dass die Drohen über elektronische Störmaßnahmen verfügt, um etwa die Kommunikation zwischen dem Bediener und dem Lenkflugkörper zu stören. Darüber hinaus kann die Drohne über Einrichtungen zur Erzeugung von Laser-Störsignalen zur Störung einer Lasersteuerung des anfliegenden Lenkflugkörpers verfügen. Darüber hinaus kann die Drohne über Einrichtungen zur Erzeugung eines Radar-Störsignales verfügen um die Störung eines radargesteuerten Lenkflugkörpers zu erreichen. Darüber hinaus kann die Drohne über einen eigenen Generator zur Erzeugung eines starken Radarrücksignals verfügen, um einen anfliegenden, radargelenkten Lenkflugkörper auf sich zu lenken. Darüber hinaus kann die Drohne über Einrichtung zum Ausstoß von sonstigen Täuschkörpern, etwa von sogenannten Düppeln, verfügen, um etwa die Radarsteuerung eines anfliegenden Lenkflugkörpers zu stören oder einen Annäherungszünder vorzeitig auszulösen.
  • In einer weiteren Entwicklungsstufe kann die Drohne über eigene Lenkflugkörper, lenkbare Geschosse oder ähnliche Einrichtungen verfügen, um autonom einen anfliegenden Lenkflugkörper zu zerstören.
  • Die Lösung gemäß Erfindung kommt grundsätzlich ohne Steuerung oder Kontrolle durch eine Bodenstation oder eine zusätzliche Satellitenverbindung aus. Die Drohne arbeitet vorprogrammiert und benötigt lediglich den Datenaustausch mit dem zu schützenden Luftfahrzeug. Eine zusätzliche Verbindung zu einer Bodenstation oder einer Satellitenverbindung kann dennoch vorgesehen werden, etwa um zusätzliche Daten zu Bedrohungen oder abgefeuerten Lenkflugkörpern an die Drohne zu übermitteln.
  • Ist die Datenverbindung zum zu schützenden Luftfahrzeug unterbrochen oder gestört, so verfügt die Begleitdrohne über automatisierte Routinen, die die Drohne vom zu schützenden Luftfahrzeug wegsteuert um so eine Kollision zu vermeiden. Die Drohne kehrt in diesem Falle automatisiert gesteuert zu ihrer Einsatzbasis zurück.
  • Die Lösung gemäß Erfindung erfordert grundsätzlich keine permanent festeingebauten Transmitter oder Sender beim zu schützenden Luftfahrzeug, etwa einem Verkehrsflugzeug. Diese Sendeeinrichtungen können als mobile und portable Einheit mitgeführt oder montiert oder in sonstiger Weise am zu schützenden Luftfahrzeug temporär installiert und befestigt werden. Da nur kurze Funkstrecken zwischen dem zu schützenden Luftfahrzeug und den begleitenden Drohne n überbrückt werden müssen, kann die Datenfunkeinrichtung entsprechend kompakt ausgeführt sein.
  • In einer weitergeführten Variante kann die begleitende Drohne mit eigenen Lenkflugkörpern oder lenkbaren oder steuerbaren Geschossen ausgerüstet werden, so dass eine autonome Bekämpfung und Zerstörung von anfliegenden Lenkflugkörpern möglich ist.

Claims (1)

  1. Verfahren zum Schutz von Luftfahrzeugen aller Art wie Starr- und Drehflügler durch autonome, unbemannte Drohnen, dadurch gekennzeichnet, dass 1. Ein permanenter Datenaustausch zwischen dem zu schützenden Luftfahrzeug und der oder den begleitenden Drohnen erfolgt und die Drohnen sich durch eine Programmierung und eine automatisierte Steuerung stets in einem definierten relativen Abstand und Position zum zu schützenden Luftfahrzeug gehalten werden. 2. Anspruch nach Ziffer 1, gekennzeichnet dadurch, dass die das Luftfahrzeug begleitenden Drohnen optional weitere Steuer- und Informationssignale durch eine Bodenstation und/oder eine Satellitenverbindung erhalten. 3. Anspruch nach Ziffer 1, gekennzeichnet dadurch, dass die das Luftfahrzeug begleitenden Drohnen über eine Programmierung verfügen, die unterschiedliche Positionierungen und Flugmanöver je nach vorliegenden Einsatzszenario wie Start/Landung, Marsch-/Reisephase, Gefahrensituation oder konkrete Abwehrsituation vorsehen wobei als weiterer Parameter die Anzahl zum Schutz vorhandener und eingesetzter Drohnen vorgesehen sein soll. 4. Anspruch nach Ziffer 1, gekennzeichnet dadurch, dass im Störungsfalle der Datenverbindung zwischen Drohne und dem zu schützenden Luftfahrzeug eine Anti-Kollisionssteuerung und eine automatisierte Rückführung der Drohne zur Einsatzbasis der Drohne erfolgt. 5. Anspruch nach Ziffer 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Drohe automatisiert und programmgesteuert verschiedene Abwehrmaßnahmen und Abläufe einleiten kann, etwa Anschaltung einer intensiven Infrarot-Quelle, Erzeugung von Laser-Signalen und Laser-Störsignalen, Erzeugung von Radar-Signalen und Radar-Störsignalen, Erzeugung von Störsignalen zur Störung des gegnerischen Datenfunks, Ausstoß von Hitzefackeln, Ausstoß von Tauschkörpern und Düppeln und sonstige Abwehrmaßnahmen. 6. Anspruch nach Ziffer 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Drohne über eine Sensorausstattung zur Erkennung von abgefeuerten Lenkflugkörpern, insbesondere der Wärmeentwicklung der jeweiligen Lenkflugkörperantriebe verfügt, und bei Anflug dieser Lenkflugkörper autonom und programmgesteuert Ausweichmanöver einleitet und durchführt. 7. Anspruch nach Ziffer 6, gekennzeichnet dadurch, dass die Drohne Daten über erkannte Gefahren, insbesondere den Abschuss von Lenkflugkörpern auf das zu schützende Luftfahrzeug automatisiert an weitere Drohnen, das schützende Luftfahrzeug selbst sowie ggf. an eine Bodenstation oder ein Kontrollzentrum übermittelt. 8. Anspruch nach Ziffer 6, gekennzeichnet dadurch, dass die Steuerung der Drohne die Berechnung der voraussichtlichen Flugbahn eines auf das Luftfahrzeug abgefeuerten Lenkflugkörper durchführen kann und diese Daten an das Luftfahrzeug sowie ggf. an ein Kontrollzentrum übermitteln kann. 9. Anspruch nach Ziffer 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Drohne mit Hilfe von eigenen, mitgeführten Lenkflugkörpern oder eigenen lenkbaren oder steuerbaren Geschossen eine autonome Zerstörung von anfliegenden Lenkflugkörpern durchführen kann.
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