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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Trägerplattform zum Tragen von militärischen Nutzlasten, wie Flugkörpern, Rohrwaffen, Laserwaffen oder Sensoren. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Fahrzeug, insbesondere ein militärisches Fahrzeug, mit einer solchen Trägerplattform, ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Trägerplattform, ein System zum Tragen von militärischen Nutzlasten und ein Verfahren zum Bereitstellen eines solchen Systems.
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Herkömmliche Trägerplattformen zum Tragen von militärischen Nutzlasten sind herkömmlicherweise aus Stahl oder Aluminium hergestellt. Nachteiligerweise sind solche herkömmlichen Trägerplattformen aus Stahl oder Aluminium sehr schwer und damit für den Einsatz auf leichten Trägerfahrzeugen in der Regel ungeeignet.
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Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine verbesserte Trägerplattform zu schaffen.
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Gemäß einem ersten Aspekt wird eine Trägerplattform zum Tragen zumindest einer militärischen Nutzlast vorgeschlagen, wobei die Trägerplattform aus einem kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff hergestellt ist.
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Die aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff hergestellte Trägerplattform hat gegenüber herkömmlichen Trägerplattformen aus Stahl oder Aluminium ein deutlich reduziertes Gewicht. Diese signifikante Gewichtsreduktion der vorgeschlagenen Trägerplattform aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff macht es möglich, die Trägerplattform auf leichten Trägerfahrzeugen einzusetzen.
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Der kohlenstofffaserverstärkte Kunststoff kann auch als Karbonfaserverstärkter Kunststoff (CFK) oder als Karbon bezeichnet werden. Der kohlenstofffaserverstärkte Kunststoff ist insbesondere ein Verbundwerkstoff, bei dem Kohlenstofffasern in eine Kunststoff-Matrix, beispielsweise aus Epoxidharz, eingebettet sind.
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Der kohlenstofffaserverstärkte Kunststoff hat den Vorteil der geringen Masse und der gleichzeitig hohen Steifigkeit.
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Aufgrund der hohen Steifigkeit und Festigkeit und der hohen Dämpfungseigenschaften des Karbon werden bei der Trägerplattform Resonanzpegel reduziert und dadurch bedingt höhere Stabilisierungsgüten erreicht. Aufgrund der hohen Chemikalienbeständigkeit und hohen Korrosionsbeständigkeit des Karbon ist ein großer Einsatzbereich für die Trägerplattform ohne aufwendige zusätzliche Oberflächenschutzmaßnahmen möglich.
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Des Weiteren erlaubt die sehr hohe Ermüdungsbeständigkeit des Karbon für die Trägerplattform eine sehr lange Einsatzzeit im Feld. Durch eine gezielte Auswahl und Verlegung des Fasermaterials des Karbon wird selbst unter Beschuss ein Aufreißen der Trägerplattform auf der Geschossaustrittsseite verhindert.
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Des Weiteren hat das für die Trägerplattform verwendete Karbon vorteilhafterweise neben der geringen thermischen Ausdehnung auch eine geringe elektrische und thermische Leitfähigkeit. Beispielsweise führt bei einer eine Waffe tragenden Trägerplattform eine längere einseitige Wärmebeaufschlagung vorteilhafterweise nicht zur Dejustierung der Achsen LOS (Line-Of-Sight) und LOF (Line-Of-Fire) der Waffe.
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Die Trägerplattform kann auch als Waffenplattform bezeichnet werden.
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Gemäß einer Ausführungsform besteht die Trägerplattform aus dem kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff. Bei dieser Ausführungsform besteht die Trägerplattform ausschließlich aus Karbon. Hierdurch werden die oben beschriebenen Vorteile maximiert.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Trägerplattform dazu eingerichtet, zumindest einen Flugkörper, zumindest eine Rohrwaffe, zumindest eine Laserwaffe und/oder zumindest eine Sensor-Einrichtung zu tragen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die zumindest eine Sensor-Einrichtung eine Kamera, insbesondere eine Tagsicht-Kamera, eine Wärmebildkamera oder eine Nah-Infrarot-Kamera, auf. Auch andere Sensor-Einrichtungen oder Sensoren, wie Entfernungsmesser, können vorteilhafterweise auf der Trägerplattform montiert werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Trägerplattform dazu eingerichtet, die zumindest eine militärische Nutzlast in Azimut und/oder in Elevation auszurichten. Hierdurch kann vorteilhafterweise der Azimut-Winkel und der Elevations-Winkel der militärischen Nutzlast, beispielsweise einer Waffe, ausgerichtet werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Trägerplattform ein Azimut-Modul und ein mit dem Azimut-Modul koppelbares Elevations-Modul auf, wobei das Azimut-Modul dazu eingerichtet ist, das Elevations-Modul zu tragen und die zumindest eine militärische Nutzlast in Azimut auszurichten, und wobei das Elevations-Modul dazu eingerichtet ist, die zumindest eine militärische Nutzlast zu tragen und in Elevation auszurichten. Aufgrund der hohen Temperaturstabilität und der Modularität der Kopplung zwischen Azimut-Modul und Elevations-Modul kann das Elevations-Modul ohne Nachjustierung im Feld ausgetauscht werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Azimut-Modul dazu eingerichtet, die zumindest eine militärische Nutzlast in Azimut mit einem Azimut-Winkel zwischen 0° und 360° auszurichten. Folglich kann die jeweilige militärische Nutzlast N mal um 360° gedreht werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Elevations-Modul dazu eingerichtet, die zumindest eine militärische Nutzlast in Elevation mit einem Elevations-Winkel zwischen –15° und +70° auszurichten.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform bestehen sowohl das Azimut-Modul als auch das Elevations-Modul aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Azimut-Modul auf:
- – eine Träger-Einheit zum Tragen des Elevations-Moduls,
- – eine Koppel-Einheit zum elektrischen Koppeln des Elevations-Moduls,
- – einen Motor und eine Motor-Elektronik zum Verfahren des Azimut-Moduls in Azimut,
- – einen Winkelgeber zum Messen eines aktuellen Azimut-Winkels, und/oder
- – eine Steuerungs-Einrichtung zum Steuern der Trägerplattform.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Elevations-Modul auf:
- – eine Träger-Einheit zum Tragen der zumindest einen militärischen Nutzlast,
- – eine Koppel-Einheit zum elektrischen Koppeln des Azimut-Moduls,
- – einen Motor und eine Motor-Elektronik zum Verfahren der Träger-Einheit in Elevation, und/oder
- – einen Winkelgeber zum Messen eines aktuellen Elevations-Winkels.
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Gemäß einem zweiten Aspekt wird ein Fahrzeug mit einer wie oben beschriebenen Trägerplattform zum Tragen zumindest einer militärischen Nutzlast vorgeschlagen. Das Fahrzeug ist beispielsweise ein PKW, ein LKW, ein Panzer oder ein Schiff.
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Gemäß einem dritten Aspekt wird ein Verfahren zum Herstellen einer Trägerplattform zum Tragen zumindest einer militärischen Nutzlast vorgeschlagen, bei welchem die Trägerplattform aus einem kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff hergestellt wird.
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Gemäß einem vierten Aspekt wird ein System zum Tragen von N militärischen Nutzlasten vorgeschlagen, mit:
einer Mehrzahl von aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff hergestellten Elevations-Modulen, wobei ein jedes der Mehrzahl der Elevations-Module eine Anzahl M der militärischen Nutzlasten trägt, mit M ≤ N, und
einem einzelnen aus dem kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff hergestellten Azimut-Modul, welches mit einem jeden der Mehrzahl der Elevations-Module koppelbar ist und dazu eingerichtet ist, zu einem Zeitpunkt genau eines der Mehrzahl der Elevations-Module zu tragen, wobei das Azimut-Modul dazu eingerichtet ist, die M militärischen Nutzlasten des getragenen Elevations-Moduls in Azimut auszurichten, und wobei das Elevations-Modul dazu eingerichtet ist, die M militärischen Nutzlasten in Elevation auszurichten.
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Gemäß einem fünften Aspekt wird ein Verfahren zum Bereitstellen eines Systems zum Tragen von N militärischen Nutzlasten vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
Bereitstellen einer Mehrzahl von Elevations-Modulen aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff derart, dass ein jedes der Mehrzahl der Elevations-Module eine Anzahl M der militärischen Nutzlasten trägt, mit M ≤ N, und dazu eingerichtet ist, die M militärischen Nutzlasten in Elevation auszurichten,
Bereitstellen eines einzelnen Azimut-Moduls aus dem kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff derart, dass es mit einem jeden der Mehrzahl der Elevations-Module koppelbar ist, wobei das Azimut-Modul dazu eingerichtet ist, die M militärischen Nutzlasten des getragenen Elevations-Moduls in Azimut auszurichten, und
Koppeln des bereitgestellten Azimut-Moduls zu einem Zeitpunkt mit genau einem der Mehrzahl der Elevations-Module.
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Die für die vorgeschlagene Vorrichtung beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale gelten für das vorgeschlagene Verfahren entsprechend.
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Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Aspekte der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.
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1 zeigt eine Vorderansicht eines Ausführungsbeispiels eines Azimut-Moduls einer Trägerplattform zum Tragen von militärischen Nutzlasten;
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2 zeigt eine Draufsicht des Ausführungsbeispiels eines Azimut-Moduls nach 1;
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3 zeigt eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels eines Azimut-Moduls nach 1;
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4 zeigt eine Vorderansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines Elevations-Moduls einer Trägerplattform zum Tragen von militärischen Nutzlasten;
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5 zeigt eine Draufsicht des ersten Ausführungsbeispiels eines Elevations-Moduls nach 4;
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6 zeigt eine Seitenansicht des ersten Ausführungsbeispiels eines Elevations-Moduls nach 4;
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7 zeigt eine Vorderansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Elevations-Moduls einer Trägerplattform zum Tragen von militärischen Nutzlasten;
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8 zeigt eine Draufsicht des zweiten Ausführungsbeispiels eines Elevations-Moduls nach 7;
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9 zeigt eine Seitenansicht des zweiten Ausführungsbeispiels eines Elevations-Moduls nach 7; und
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10 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Bereitstellen eines Systems zum Tragen von N militärischen Nutzlasten.
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In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen worden, sofern nichts anderes angegeben ist.
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Die in den 1 bis 9 dargestellte Trägerplattform 1 zum Tragen von militärischen Nutzlasten 2, 3, 4, 5 umfasst ein Azimut-Modul 6 sowie ein Elevations-Modul 7. Hierzu zeigen die 1 bis 3 ein Ausführungsbeispiel eines Azimut-Moduls 6. Die 4 bis 6 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel eines Elevations-Moduls 7 und die 7 bis 9 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel eines Elevations-Moduls 7.
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Damit zeigen die 1 bis 9 zwei beispielhafte Möglichkeiten für die Ausbildung einer Trägerplattform 1. Gemäß der ersten Möglichkeit umfasst die Trägerplattform 1 das Azimut-Modul 6 der 1 bis 3 und das Elevations-Modul 7 der 4 bis 6. Gemäß der zweiten Möglichkeit umfasst die Trägerplattform 1 das Azimut-Modul 6 der 1 bis 3 und das Elevations-Modul 7 der 7 bis 9.
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Sowohl das Azimut-Modul 6 der 1 bis 3 als auch das Elevations-Modul 7 der 4 bis 6 als auch das Elevations-Modul 7 der 7 bis 9 sind aus einem kohlenstoffverstärkten Kunststoff, im Folgenden auch kurz Karbon, hergestellt. Insbesondere besteht die Trägerplattform 1 ausschließlich aus Karbon.
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Nun im Detail zu dem Ausführungsbeispiel des Azimut-Moduls 6 der Trägerplattform 1 zum Tragen von militärischen Nutzlasten 2, 3, 4, 5 gemäß der 1 bis 3. Hierzu zeigt die 1 eine Vorderansicht, die 2 eine Draufsicht und die 3 eine Seitenansicht des Azimut-Moduls 6. Das Azimut-Modul 6 der 1 bis 3 ist dazu eingerichtet, das Elevations-Modul 7 zu tragen und die militärischen Nutzlasten 2, 3, 4, 5 in Azimut auszurichten. Insbesondere ist das Azimut-Modul 6 dazu eingerichtet, die militärischen Nutzlasten 2, 3, 4, 5 in Azimut mit einem Azimut-Winkel zwischen 0° und 360° auszurichten. Mit anderen Worten ist das Azimut-Modul 6 beliebig oft um 360° drehbar. Dies illustriert der Doppelpfeil in 2. Mit A1 ist die Azimut-Achse in den 1 und 2 bezeichnet, um welche das Azimut-Modul 6 zur Ausrichtung der militärischen Nutzlasten 2, 3, 4, 5 drehbar ist.
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Wie insbesondere 1 illustriert, umfasst das Azimut-Modul 6 eine Träger-Einheit 8 zum Tragen des Elevations-Moduls 7. Die Träger-Einheit 8 kann auch als Schnittstellen-Modul oder Schnittstelle für das Elevations-Modul 7 bezeichnet werden. Ferner umfasst das Azimut-Modul 6 eine Koppel-Einheit (nicht gezeigt) zum elektrischen Koppeln des Elevations-Moduls 7. Außerdem umfasst das Azimut-Modul 6 einen Antrieb 9 und eine Antriebs-Elektronik 10 zum Verfahren des Azimut-Moduls 6. Des Weiteren kann das Azimut-Modul 6 einen Winkelgeber zum Messen eines aktuellen Azimut-Winkels und eine Steuerungs-Einrichtung zum Steuern der gesamten Trägerplattform 1 umfassen (nicht gezeigt). Außerdem zeigt die 1 eine Schnittstelle 11 zum Fahrzeug, auf welches die Trägerplattform 1 montiert werden kann.
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Wie oben bereits ausgeführt, zeigen die 4 bis 6 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Elevations-Moduls 7 der Trägerplattform 1 zum Tragen von militärischen Nutzlasten 2, 3, 4, 5. Das erste Ausführungsbeispiel des Elevations-Moduls 7 der 4 bis 6 trägt als militärische Nutzlasten eine Anzahl von Flugkörpern 3 sowie eine Anzahl von Kameras 5, welche auf einem Sensor-Träger 15 angeordnet sind. Das Elevations-Modul 7 der 4 bis 6 ist über eine Schnittstellen-Einrichtung 16 mit der Träger-Einheit 8 des Azimut-Moduls 6 der 1 bis 3 koppelbar. Das Elevations-Modul 7 der 4 bis 6 umfasst eine Träger-Einheit 12 zum Tragen der militärischen Nutzlasten 3, 5 und eine Koppel-Einheit (nicht gezeigt) zum elektrischen Koppeln des Azimut-Moduls 6. Ferner umfasst das Elevations-Modul 7 einen Antrieb 13 zum Verfahren der Träger-Einheit 8 in Elevation. Der Elevations-Winkel ist in den 4 bis 6 mit A2 bezeichnet. Des Weiteren umfasst das Elevations-Modul 7 ein Federgehäuse 14.
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Wie oben bereits ausgeführt, ist das zweite Ausführungsbeispiel für ein Elevations-Modul 7 in den 7 bis 9 dargestellt. Hierbei zeigt die 7 eine Vorderansicht des zweiten Ausführungsbeispiels des Elevations-Moduls 7, die 8 eine Draufsicht und die 9 eine Seitenansicht.
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Der wesentliche Unterschied des zweiten Ausführungsbeispiels des Elevations-Moduls 7 gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel der 4 liegt in den militärischen Nutzlasten, welche von dem jeweiligen Elevations-Modul 7 getragen werden. In dem zweiten Ausführungsbeispiel der 7 bis 9 trägt das Elevations-Modul 7 zwei Flugkörper 2, eine Laserwaffe 4 und eine Mehrzahl von Sensor-Einrichtungen 5. Die Sensor-Einrichtungen 5 umfassen insbesondere Kameras, beispielsweise Wärmebildkameras, Tagsichtkameras oder Nah-Infrarot-Kameras.
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Dadurch, dass das Azimut-Modul 6 der 1 bis 3 mit unterschiedlichen Elevations-Modulen 7, beispielsweise gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der 4 bis 6 oder dem zweiten Ausführungsbeispiel der 7 bis 9, koppelbar ist, wird hierdurch auch ein System zum Tragen von N militärischen Nutzlasten 2, 3, 4, 5 geschaffen. Der Nutzer oder Anwender kann auf dem Elevations-Modul 7 je nach Applikation verschiedene militärische Nutzlasten 2, 3, 4, 5 montieren und dadurch unterschiedliche Elevations-Module 7 ausbilden. Je nach Applikation kann der Anwender eines der Elevations-Module 7 wählen und auf dem Azimut-Modul 6 montieren. Beispielsweise ist es denkbar, ein Elevations-Modul 7 auszustatten mit einem Flugkörper und einem elektrischen Sensor, ein anderes Elevations-Modul 7 auszustatten mit einer Laserwaffe von beispielsweise 10 kW und einem Flugkörper. Möglich ist auch ein Elevations-Modul 7 auszustatten mit einem Flugkörper und einem Sichtgerät oder Kameras. Des Weiteren ist es möglich, ein Elevations-Modul 7 auszustatten mit einem Flugkörper, einem Sichtgerät und einer Rohrwaffe. Solche Elevations-Module 7 bilden dann mit dem Azimut-Modul 6 eine Waffenstation als Trägerplattform 1. Allerdings ist es auch möglich, eine Trägerplattform 1 auszubilden, bei welcher als militärische Nutzlasten nur Sensoren oder Sensor-Einrichtungen verwendet werden.
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In 10 ist ein schematisches Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Bereitstellen eines Systems zum Tragen von N militärischen Nutzlasten 2, 3, 4, 5 dargestellt.
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Das Ausführungsbeispiel der 10 umfasst die folgenden Verfahrensschritte S1 bis S3:
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In Schritt S1 wird eine Mehrzahl von Elevations-Modulen 7 aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (Karbon) derart bereitgestellt, dass ein jedes der Mehrzahl der Elevations-Module 7 eine Anzahl M der militärischen Nutzlasten 2, 3, 4, 5 trägt, mit M ≤ N, wobei das jeweilige Elevations-Modul 7 dazu eingerichtet ist, die M militärischen Nutzlasten 2, 3, 4, 5, die es trägt, in Elevation auszurichten.
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In Schritt S2 wird ein einziges Azimut-Modul 6 aus dem kunststofffaserverstärkten Kunststoff derart bereitgestellt, dass es mit einem jeden der Mehrzahl der Elevations-Module 7 koppelbar ist. Dabei ist das Azimut-Modul 6 dazu eingerichtet, die M militärischen Nutzlasten 2, 3, 4, 5 des getragenen Elevations-Moduls 7 in Azimut auszurichten.
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In Schritt S3 wird das bereitgestellte Azimut-Modul 6 zu einem bestimmten Zeitpunkt mit genau einem der Mehrzahl der Elevations-Module 7 gekoppelt, so dass eine Trägerplattform 1 – wie in den 1 bis 9 dargestellt – hergestellt ist.
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Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist sie vielfältig modifizierbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Trägerplattform
- 2
- Flugkörper
- 3
- Flugkörper
- 4
- Laserwaffe
- 5
- Sensor-Einrichtung
- 6
- Azimut-Modul
- 7
- Elevations-Modul
- 8
- Träger-Einheit des Azimut-Moduls
- 9
- Antrieb des Azimut-Moduls
- 10
- Antriebs-Elektronik des Azimut-Moduls
- 11
- Schnittstelle zum Fahrzeug
- 12
- Trägereinheit
- 13
- Antrieb des Elevations-Moduls
- 14
- Federgehäuse
- 15
- Sensor-Träger
- 16
- Schnittstelleneinrichtung
- A1
- Azimut-Achse
- A2
- Elevations-Achse
- S1
- Verfahrensschritt
- S2
- Verfahrensschritt
- S3
- Verfahrensschritt
