DE102017008489A1

DE102017008489A1 - Flugkörper zur Drohnenbekämpfung

Info

Publication number: DE102017008489A1
Application number: DE102017008489.0A
Authority: DE
Inventors: René Freter; Martin Walzer; Peter Gerd Fisch
Original assignee: Diehl Defence GmbH and Co KG
Current assignee: Diehl Defence GmbH and Co KG
Priority date: 2017-09-09
Filing date: 2017-09-09
Publication date: 2019-03-14
Also published as: EP3679314B1; WO2019048074A1; EP3679314A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Flugkörper (2) zur Drohnenbekämpfung mit einem Antrieb (4) und einem Gehäuse (8) um den Antrieb (4) und einem Wirkkörper (18) zum Beschädigen einer Drohne (32).
Ein präziser Anflug auf die Drohne (32) kann erreicht werden, wenn der Flugkörper (2) einen Suchkopf (12) mit einem optischen Sucher (14) aufweist und eine Steuereinheit (10) zur Drohnenerkennung, zum Steuern eines Anfliegens auf die erkannte Drohne (32) und zum Auslösen des Wirkkörpers (18).

Description

Die Erfindung betrifft einen Flugkörper zur Drohnenbekämpfung mit einem Antrieb und einem Gehäuse um den Antrieb und einem Wirkkörper zum Beschädigen der Drohne.
Ferngesteuerte Kleinfluggeräte werden immer leistungsfähiger, sowohl hinsichtlich ihrer Nutzlast, als auch hinsichtlich ihrer Steuer- und Flugfähigkeiten. Mittels einer Kamera und einer drahtlosen Videoübertragung lassen sich Modellbaudrohnen ferngesteuert leicht über große Distanzen fliegen, ohne dass sie hierbei vom am Boden stehenden Piloten im Auge behalten werden müssen.
Die Gefahr, dass derart agile Kleinfluggeräte als Waffe missbraucht werden, ist groß. Insofern besteht ein Bedarf zur Abwehr von ferngesteuerten Kleinfluggeräten, im Folgenden der Einfachheit halber auch Drohne genannt.
Eine solche Abwehrvorrichtung ist aus der DE 10 2016 211 371 A1 bekannt. Aus einem Werfer wird ein pfeilartiger Flugkörper abgeschossen, der an seinem vorderen Ende einen Netzwerfer umfasst. Kommt der Flugkörper in die Nähe der abzufangenden Drohne, wird das Netz nach vorne ausgeschleudert, die Drohne wird eingefangen und die am Flugkörper durch das Netz verwickelte Drohne fällt an einem Fallschirm zu Boden.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Flugkörper zur Drohnenbekämpfung anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch einen Flugkörper der eingangs genannten Art gelöst, der erfindungsgemäß einen Suchkopf mit einem optischen Sucher aufweist sowie eine Steuereinheit zur Drohnenerkennung und zum Steuern eines Anfliegens auf die erkannte Drohne sowie zum Auslösen des Wirkkörpers.
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass kleine und leichte Drohnen nur durch einen gerichteten Abschuss schwer zu treffen sind. Insbesondere das Einfangen mithilfe eines Netzes bedarf einer hohen Zielgenauigkeit des anfliegenden Flugkörpers. Durch den Suchkopf mit dem optischen Sucher kann der Flugkörper gezielt den Bewegungen einer agilen Drohne nachgeführt werden, sodass ein Zielanflug präzise und das Auslösen des Wirkkörpers in ausreichender Nähe zur Drohne erfolgen kann.
Unter einer Drohne kann ein unbemanntes Luftfahrzeug, wie ein ferngesteuertes Fluggerät, insbesondere bis zwanzig Kilogramm Gesamtgewicht, verstanden werden, beispielsweise aus dem Hobbybereich des Flugmodellbaus. Es kann ein sogenanntes Small Unmaned Aircraft (SUA) beziehungsweise ein Micro Air Vehicle (MAV) sein. Eine Drohne kann ein Drehflügler sein, insbesondere mit einer Mehrzahl von Rotoren, beispielsweise ein Quadrokopter oder ein Hexakopter. Möglich ist jedoch auch ein Starrflügler bzw. nur Flügler.
Die Steuereinheit ist zur Drohnenerkennung vorbereitet, insbesondere anhand von Daten des Suchers beziehungsweise eines Detektors des Suchkopfs. Unter einer Drohnenerkennung kann sowohl das Halten eines übergebenen Ziels als auch ein autonomes Erkennen des Ziels als solches verstanden werden. Ist beispielsweise ein Flugkörperwerfer zum Abschuss des Flugkörpers mit einer Optik oder einem anderen Zielerfassungssystem ausgestattet, mit dem das Ziel erfasst wird und an den Flugkörper übergeben wird, so reicht es zur Drohnenerkennung aus, wenn die Steuereinheit dazu vorbereitet ist, das übergebene Ziel in der Weise zu halten, dass hierdurch der Flugkörper zum Ziel gesteuert wird. Ein zügigerer Abschuss ist jedoch möglich, wenn die Drohnenerkennung vom Flugkörper selbst erfolgt. Hierzu können von der Steuereinheit bildverarbeitende Algorithmen verwendet werden, mit denen das Ziel als solches erkannt wird. Zum Erkennen des Ziels reicht eine Klassifizierung des Ziels in eine von mehreren unterschiedlichen Klassen verschiedener Flugkörper aus. Die Steuereinheit kann Eigenschaften des Flugkörpers, beispielsweise optische Eigenschaften mit Klasseneigenschaften vergleichen und den Flugkörper anhand des Vergleichsergebnisses in eine oder mehrere der Klassen einteilen. Zweckmäßigerweise umfasst eine Klassifizierung des Flugkörpers eine Unterscheidung von anzugreifenden und nicht anzugreifenden Flugkörpern. Hierdurch kann ein fehlerhafter Angriff auf einen nicht zu bekämpfenden Flugkörper vermieden werden. Besonders zweckmäßig ist die Erkennung von unbemannten kleinen Flugkörpern an sich. Die Drohne kann unter mehreren am Himmel sichtbaren Objekten als solches erkannt werden, wodurch einer fehlerhaften Bekämpfung entgegengewirkt wird. Zweckmäßigerweise ist die Steuereinheit in der Lage, zwischen Drehflüglern und Starrflüglern zu unterscheiden beziehungsweise die Drohne als Drehflügler oder Starrflügler zu klassifizieren.
Der Wirkkörper ist zumindest zum Beschädigen der Drohne vorbereitet. Eine Beschädigung kann eine Verringerung oder Beendigung der Flugfähigkeit der Drohne sein. Dies kann auf mechanischem und/oder elektronischem Wege geschehen, beispielsweise durch Strahlung zur Störung des Funkverkehrs und/oder zur Beeinträchtigung, insbesondere Zerstörung von elektronischen Komponenten der Drohne. So kann der Wirkkörper einen Mikrowellensender oder einen Sender in einem anderen Frequenzbereich enthalten, der auf ein Bekämpfungskommando hin Wirkstrahlung zum Beschädigen der Drohne aussendet. Selbstverständlich ist auch eine vollständige Zerstörung möglich, beispielsweise ein Abstürzen bewirkendes Abbrechen von Teilen der Drohne. Insofern kann der Wirkkörper eine Sprengladung, eine Schrotladung oder dergleichen aufweisen, beispielsweise Gummischrot.
Die Steuereinheit dient zum Steuern des Anfliegens des Flugkörpers auf die erkannte Drohne. Zweckmäßigerweise ist dies ein autonomes Anfliegen auf die Drohne, ohne dass es hierfür einer kontinuierlichen Steuerung eines Bedieners bedarf. Der Suchkopf kann ein Artilleriesucher sein, also ein Sucher, wie er in Artilleriegeschossen Verwendung findet. Als Antrieb ist ein Raketentriebwerk vorteilhaft, wobei auch ein Propellerantrieb mit einer Batterie und einem Akku möglich ist.
Vorteilhafterweise wird der Flugkörper von einem Handlauncher oder Batterielauncher abgeschossen, im Folgenden vereinfacht als Werfer bezeichnet. Besonders günstig ist ein Werfer für 40 mm kalibrige Geschosse beziehungsweise Raketen.
Zum Abfangen einer Drohne besteht die Möglichkeit, sie mit kleinen Geschossen zu bombardieren, beispielsweise Splittern oder Schrot, und hierdurch zu zerstören oder zumindest flugunfähig zu machen, sodass sie herabfällt. Hierdurch können jedoch auch unbeteiligte Personen, gerade in einem zivilen Umfeld, zu Schaden kommen, beispielsweise durch herumfliegende Splitter oder die herabfallende Drohne an sich. Es ist daher wünschenswert, das Abfangen der Drohne beherrschbarer zu machen, als es bei einem bloßen Abschuss durch eine Sprengung der Fall ist. Eine solche Beherrschbarkeit kann erleichtert werden, wenn der Wirkkörper einen Auswurf eines Wirkelements nach hinten bewirken kann, möglichst ohne eine Zerstörung des Flugkörpers an sich. Beispielsweise kann ein Fangelement und/oder ein Fallschirm nach hinten ausgeworfen werden, sodass die Drohne eingefangen werden kann und das gesamte System am Fallschirm nach unten schwebt, ohne durch eine zu große Aufprallgeschwindigkeit eine Gefahr für Personen darzustellen.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Antrieb in der Weise lösbar im Gehäuse gehalten, dass er im Flug abwerfbar ist. Ein hinterer Raum des Flugkörpers, der durch den Antrieb zuvor besetzt war, kann nun anderweitig genutzt werden. Zweckmäßigerweise ist der Wirkkörper so zum Antrieb angeordnet, dass er durch den Abwurf einen Wirkfreiheitsgrad gewinnt. Ein Wirkfreiheitsgrad wird dann gewonnen, wenn durch den Abwurf eine Wirkung des Wirkkörpers erzielbar ist, die vor dem Abwurf nicht oder noch nicht möglich ist.
Um Personenschäden bei einem Abfangen einer Drohne durch deren Herabfallen oder das Herabfallen von Teilen zu vermeiden, ist es vorteilhaft, wenn die Drohne und/oder der Flugkörper an einem Fallschirm schwebend herabgleitet. Entsprechend ist es vorteilhaft, wenn der Flugkörper einen Fallschirm aufweist, der in einer Nutzlastkammer des Flugkörpers angeordnet ist. Die Anordnung kann hierbei in Flugrichtung vor dem Antrieb sein, insbesondere unmittelbar vor dem Antrieb. Ist der Antrieb abwerfbar, so kann der Fallschirm durch einen Antriebsraum, der durch das Abwerfen des Antriebs durchgängig ist, nach hinten ausgeworfen werden. Ein Auswerfen nach hinten ist erheblich einfacher und birgt wesentlich kleinere Risiken des Verhedderns des Fallschirms am Flugkörper als ein seitliches Ausstoßen, beispielsweise durch eine seitliche Klappe. Zum Ausstoßen des Fallschirms kann ein Auslöser vorhanden sein, der zusammen mit dem Fallschirm so ausgeführt ist, dass er beim Auslösen den Fallschirm durch einen Antriebsraum hindurch nach hinten abwirft. Der Antriebsraum, der den Antrieb vor und beim Start des Flugkörpers beherbergt, ist nach dem Abwerfen des Antriebs insoweit frei, dass der Fallschirm durch den Antriebsraum hindurch nach hinten ausgestoßen werden kann.
Ein Starten des Flugkörpers erfolgt zweckmäßigerweise aus einem Rohr, aus dem der Flugkörper entweder durch eine Kartusche, insbesondere jedoch durch seinen eigenen Antrieb ausgestoßen wird. Für eine lenkbare Ansteuerung des Flugkörpers zum Ziel sind Lenkflügel vorteilhaft, die zweckmäßigerweise am Heck des Flugkörpers angeordnet sind. Ein Flügel hat zumindest eine zum Gehäuse des Flugkörpers bewegliche Steuerfläche als Außenfläche, deren Bewegung zweckmäßigerweise von der Steuereinheit gesteuert wird. Um einen Rohrverschuss zu ermöglichen, sind zweckmäßigerweise mehrere Steuerflügel vorhanden, die als Klappflügel ausgestaltet sind. Klappflügel können im Rohr eingeklappt sein und nach dem Rohrverschuss beziehungsweise Verlassen des Flugkörpers aus dem Rohr aufklappen und hierdurch beispielsweise senkrecht radial vom Gehäuse abstehen und durch die entsprechende Steuerfläche eine Steuerung des Flugkörpers ermöglichen.
Soll der Antrieb abgeworfen werden, so ist es sinnvoll, wenn er vor und während des Starts in der Weise verriegelt im Gehäuse beziehungsweise seinem Antriebsraum angeordnet ist, dass er nicht fehlerhafterweise aus dem Gehäuse beziehungsweise Antriebsraum herausfällt. Zweckmäßigerweise ist hierfür eine Antriebsverriegelung vorhanden, die den Antrieb so im Gehäuse beziehungsweise Antriebsraum verriegelt, dass ein Herausfallen blockiert ist. Eine einfache Antriebsverriegelung kann erreicht werden, wenn diese so mit einem Klappflügel verbunden ist, das ein Ausklappen des Klappflügels die Antriebsverriegelung mechanisch so bewegt, dass sie den Antrieb zum Abwerfen freigibt. Ein mechanischer Formschluss kann freigegeben werden, sodass der Antrieb nun abwerfbar ist.
Zweckmäßigerweise sind Antrieb und Gehäuse so gestaltet, dass der Antrieb nach einem Anschieben bei einem Start nach hinten frei auswerfbar ist. Sind beispielsweise Klappflügel ausgeklappt und die Antriebsverriegelung in eine solche Stellung gebracht, dass der Antrieb freigegeben ist, kann er den Flugkörper trotzdem nach seinem Start noch eine Weile anschieben und hierdurch im Gehäuse eingedrückt bleiben. Lässt das Anschieben nach, wird beendet oder anderweitig umgelenkt, kann der Antrieb nach hinten ausgeworfen werden.
Eine besonders einfache Freigabe des Antriebs kann erreicht werden, wenn die Antriebsverriegelung starr mit einem Klappflügel verbunden ist. Durch das Ausklappen kann beispielsweise eine Ausformung in eine Freigabestellung bewegt werden, sodass ein zuvor durch die Nase blockierend ausgeführter Formschluss gelöst ist.
Ein einfaches Auswerfen des Antriebs aus dem Gehäuse beziehungsweise einem Antriebsraum kann erreicht werden, wenn der Antrieb so ausgeführt ist, dass er durch seine Schubumkehr aus dem Gehäuse ausgeworfen wird. Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn der Antrieb und das Gehäuse so gestaltet sind, dass der Antrieb, der zum Antreiben über einen vorbestimmten Zeitraum ausgeführt ist, gegen Ende des Zeitraums im Gehäuse einen Druck entwickelt, der den Antrieb aus dem Gehäuse austreibt. Beispielsweise kann der Antrieb gegen Ende des Zeitraums einen nach vorne gerichteten Gasausstoß bewirken, der vor dem Antrieb einen Gasdruck erzeugt, der den Antrieb aus dem Gehäuse auswirft.
Eine abzufangende Drohne ist in der Regel klein und insofern nur über kurze Distanzen mit bloßem Auge sichtbar. Wenn eine Drohne von beispielsweise einem Bediener gesehen wird und die Entscheidung, die Drohne abzufangen, gefallen ist, kann es sein, dass diese bereits relativ nah, also nur wenige hundert Meter, vom Bediener entfernt ist. Das Gleiche gilt auch für eine automatische Drohnenerkennung und einen Abschuss des Flugkörpers aus einer automatisierten Batterie. Soll der Antrieb abgeworfen sein, um beispielsweise den Ausstoß eines Fallschirms nach hinten zu ermöglichen, muss insofern der Antrieb vor Erreichen der abzufangenden Drohne ausgeschaltet beziehungsweise ausgebrannt sein. Es ist insofern vorteilhaft, wenn sich das Gewicht und eine Aerodynamik des Flugkörpers dadurch auszeichnen, dass der Antrieb zum Antreiben über einen vorbestimmten Zeitraum ausgeführt ist, und dieser Zeitraum im Zusammenspiel mit Gewicht und Aerodynamik so bemessen ist, dass der Antrieb seinen Schub nach einer vorbestimmten Maximalstrecke nach dem Start regulär beendet. Je nach abzufangender Drohnenklasse und insofern der Sichtbarkeit der Drohne kann die maximale Antriebsstrecke angepasst bemessen sein. Vorteilhaft ist eine Antriebsstrecke von maximal 200 m, insbesondere nur maximal 150 m, bevorzugt nur maximal 100 m. So ist beispielsweise ein Triebwerkabbrand nach 100 m beendet, sodass der Antrieb danach ausgeworfen wird.
Um die Kosten für den Flugkörper niedrig zu halten, ist es vorteilhaft, wenn dieser zumindest zum Teil aus bereits anderweitig verwendeten Komponenten, insbesondere standardisierten Komponenten, aufgebaut sein kann. So ist es insbesondere vorteilhaft, wenn der Wirkkörper ein auch in einem anderen Zusammenhang verwendeter Wirkkörper ist, beispielsweise ein ballistisches Geschoss, sodass dieser dann beispielsweise nur noch in eine Nutzlastkammer des Flugkörpers eingesetzt werden muss.
Insofern ist es vorteilhaft, wenn der Flugkörper eine Nutzlastkammer aufweist, in der der Wirkkörper angeordnet ist, zweckmäßigerweise zusammen mit einem Zündauslöser zum Zünden des Wirkkörpers. Der Zündauslöser kann an die Zündart des Wirkkörpers angepasst sein, sodass bei Verwendung verschiedener Wirkkörper nur der entsprechende Zündauslöser angepasst werden muss. Weist beispielsweise der Wirkkörper einen Aufschlagzünder auf, so ist es vorteilhaft, wenn der Zündauslöser eine Mechanik enthält, die bei Auslösung einen Aufschlag des Wirkkörpers simuliert.
Generell ist es zweckmäßig, wenn der Zündauslöser durch eine Signalleitung mit der Steuereinheit verbunden ist, zweckmäßigerweise über eine mechanische Schnittstelle. Beispielsweise kann ein Verbundkörper aus Zündauslöser und Wirkkörper in die Nutzlastkammer eingeschoben werden, wobei ein elektrischer Kontakt mit der Steuereinheit durch die mechanische Schnittstelle hergestellt wird, zweckmäßigerweise durch ein Einrasten einer mechanischen Rasteinheit, sodass eine zuverlässige Signalverbindung zwischen Zündauslöser und Steuereinheit gewährleistet ist.
Eine Drohne umfasst in der Regel rotierende Teile, wie einen Rotor, einen Propeller oder auch eine Turbine, die durch ein Netz oder allgemeiner: einen Faden, zum Stehen gebracht werden kann. Auf diese Weise kann die Drohne zwar an ihrem Weiterflug gehindert und insofern beschädigt werden, eine Zerstörung muss jedoch nicht erfolgen. Um dies zu erreichen, ist es vorteilhaft, wenn der Flugkörper eine Fadenladung und einen Auswerfer zum Auswerfen der Fadenladung aufweist. Die Fadenladung enthält eine Vielzahl von Fäden. Ein Faden ist ein längliches und biegsames Element, dessen Material von untergeordneter Bedeutung ist, es sich also insofern um einen Kunststoff, ein Naturmaterial, einen Verbundstoff, Metall oder anderes Material handeln kann. Der Auswerfer kann ein Detonationsmittel enthalten, durch dessen Explosion die Fäden ausgeworfen werden. Der Auswurf kann nach hinten, insbesondere durch einen Antriebsraum erfolgen oder seitlich, beispielsweise durch ein Absprengen eines Gehäuseteils.
Die Fadenladung kann lose Fäden beinhalten, die nicht mit dem Flugkörper und/oder nicht aneinander befestigt sind. Die Fäden verwickeln sich in einem rotierenden Element der Drohne, die daraufhin abstürzt. In einer anderen Ausführungsvariante können die Fäden an zumindest einem Ende zumindest indirekt am Gehäuse des Flugkörpers verbunden sein. Sie können ein Fadennetz bilden, mit dem die Drohne eingefangen werden kann.
Um das Gewicht des Flugkörpers möglichst gering zu halten, weisen auch die Fäden nur ein geringes Gewicht auf, was sich bei deren Verteilung im Umraum um den Flugkörper negativ bemerkbar machen könnte, da diese auch bei einem detonativen Ausbringen nicht weit im Umkreis verstreut werden. Um diesen Nachteil zu überwinden, ist es vorteilhaft, wenn Gewichte an den Fäden angebracht sind, die beim Auswerfen mit verschleudert werden. Die Gewichte können die Fäden auseinanderziehen und so in einen weiten Umkreis verbringen, wodurch ein weiter Aktionsradius des Flugkörpers zum Einfangen der Drohne erreicht wird. Es ist möglich, für jeden Faden ein eigenes Gewicht vorzusehen, oder mehrere Fäden an einem Gewicht zu befestigen, sodass mehreren Fäden mit einem Gewicht büschelartig durch die Luft fliegen.
Zum Einsparen von Gewicht des Flugkörpers ist es vorteilhaft, wenn die Gewichte Gehäuseelemente sind. Das Gehäuse kann aufgebrochen werden, und die einzelnen Gehäuseelemente können die Fäden in den Umraum ziehen. Zweckmäßiger enthält das Gehäuse hierfür Sollbruchstellen beziehungsweise Sollbruchlinien, die es in einzelne Gehäuseelemente aufteilen. An einem, mehreren oder jedem so aufgeteilten Gehäuseelement ist zweckmäßigerweise zumindest ein Faden befestigt. Die Gehäuseelemente können insofern Rohrteile sein, insbesondere Rohrstreifen. Vorteilhafterweise bilden die Fäden an Gehäuseelementen, insbesondere wenn die Gehäuseelemente auseinandergetrieben sind, ein Netz.
Um ein unkontrolliertes Herabfallen der eingefangenen Drohne zu vermeiden, ist es vorteilhaft, wenn die Fäden zumindest indirekt am Suchkopf befestigt sind. So können die Fäden beispielsweise am Gehäuse befestigt sein oder an einem dafür vorgesehenen Befestigungselement in einem Nutzlastraum. Flugkörper und Drohne bleiben miteinander verbunden und können beispielsweise an einem Fallschirm herabgleiten. Am anderen Ende können die Fäden an einem Gehäuseelement befestigt sein, um ein weites Verschleudern zu erreichen, beispielsweise an einem Teil des Gehäuses um den Nutzlastraum und/oder den Antriebsraum.
Um ein Auseinandertreiben von Fäden um den Flugkörper zu begünstigen, ist es vorteilhaft, wenn der Auswerfer und das Gehäuse so ausgeführt sind, dass das Gehäuse beim Auswerfen in einem vorderen Bereich zuerst und/oder mehr auseinanderbewegt wird als in einem weiter hinten liegenden Bereich. Es kann hierdurch erreicht werden, dass um das Gehäuse herrschender Fahrtwind die Gehäuseelemente auseinandertreibt. Sind an den Gehäuseelementen Fäden befestigt, so kann die Fadenladung weit auseinandergetrieben werden. Eine Möglichkeit hierfür besteht darin, dass ein Detonationsmittel und das Gehäuse so ausgeführt sind, dass das Gehäuse bei Detonation des Detonationsmittels in einem vorderen Bereich zuerst und/oder mehr aufplatzt als in einem weiter hinten liegenden Bereich.
Die Erfindung ist außerdem gerichtet auf ein System aus einem Flugkörper, insbesondere nach einem wie oben beschriebenen Flugkörper entsprechend der Erfindung, und einem Granatwerfer. Eine günstige Herstellung des Flugkörpers beziehungsweise des gesamten Systems kann erreicht werden, wenn der Granatwerfer als Munition mit einer Kartusche mit einem Treibsatz und einem Wirkkörper bestückt ist und der Flugkörper einen identischen Wirkkörper aufweist. Der Wirkkörper, der beispielsweise ein Detonationskörper ist, kann sowohl im Granatwerfer als auch im Flugkörper verwendet werden beziehungsweise können für den Flugkörper bereits bekannte Wirkkörper aus einem bekannten Granatwerfer verwendet werden.
Der Wirkkörper kann besonders einfach ausgeführt sein und insofern das System kostengünstig sein, wenn der Wirkkörper mit einem Aufschlagzünder bestückt ist und der Flugkörper einen Zündauslöser aufweist, der eine Mechanik enthält, die bei Auslösung einen Aufschlag des Wirkkörpers simuliert, sodass dieser im Flugkörper detoniert.
Weiter ist die Erfindung gerichtet auf einen Flugkörperwerfer mit einem Flugkörper wie oben zur Erfindung beschrieben. Der Flugkörperwerfer dient zum Abschießen des Flugkörpers, beispielsweise in Form eines Rohrverschusses.
Die Erfindung ist außerdem gerichtet auf ein System aus mehreren Flugkörpern entsprechend der obigen Beschreibung der Erfindung und mehreren verschiedenen Wirkkörpern. Ein kostengünstiges System kann erreicht werden, wenn die Flugkörper alle eine identische Nutzlastkammer aufweisen, in denen die verschiedenen Wirkkörper werkzeuglos einsetzbar und verriegelbar sind. Zweckmäßigerweise sind die Wirkkörper von der Steuereinheit aus zündbar. Durch einen solchen modularen Aufbau können identische Flugkörperrümpfe mit verschiedenen Wirkkörpern bestückt werden, sodass eine hohe Einsatzvariabilität bei geringen Kosten erreichbar ist. Vorteilhafterweise haben die Wirkkörper einen identischen Außenumfang. Das werkzeugfreie Einsetzen des Wirkkörpers ist vorteilhafterweise möglich bei vorhandenen Nachbarmodulen, wie einem Antrieb des Flugkörpers und einer Steuereinheit beziehungsweise Steuerelektronik.
Eine vorteilhafte Ausführungsvariante der Erfindung sieht vor, dass in den Nutzlastkammern jeweils ein Zündauslöser zum Zünden des Wirkkörpers angeordnet ist und die Zündauslöser verschieden und an den jeweiligen Wirkkörper angepasst sind. Ein einfaches Einsetzen des Wirkkörpers in den Flugkörperrumpf kann erreicht werden, wenn jeweils ein Zündauslöser mit seinem Wirkkörper zusammen ein fest verbundenes Paket bilden, das insbesondere als ganzes - zweckmäßigerweise werkzeugfrei - in die Nutzlastkammer eingesetzt und dort als ganzes betriebsfertig montiert werden kann. Zweckmäßigerweise sind die Pakete alle einheitlich in ihrer Außenform. Einheitliche Schnittstellen zur Steuereinheit sind ebenfalls vorteilhaft.
Außerdem ist die Erfindung gerichtet auf ein Verfahren zur Drohnenbekämpfung, bei dem ein Flugkörper gestartet wird und ein Wirkkörper des Flugkörpers ausgelöst wird, sobald der Flugkörper in einer vorgegebenen Position zur Drohne fliegt und die Drohne zumindest beschädigt. Eine präzise Ansteuerung des Flugkörpers zur Drohne kann erreicht werden, wenn erfindungsgemäß ein Suchkopf des Flugkörpers die Drohne mit einem optischen Sucher erfasst. Eine Steuereinheit des Flugkörpers kann diesen unter Verwendung der Sucherdaten zum Ziel steuern, auch wenn dieses eigene Flugbewegungen während des Anflugs des Flugkörpers vollführt. Die vorgegebene Position, in der der Wirkkörper des Flugkörpers ausgelöst wird, kann durch eine Vorbestimmung von Abstand und/oder Richtung des Flugkörpers zur Drohne festgelegt sein.
Vorteilhafterweise wird ein Antrieb des Flugkörpers vor einem Auslösen des Wirkkörpers aus einem Gehäuse des Flugkörpers abgeworfen und der Wirkkörper wirkt durch einen Antriebsraum, in dem der Antrieb vor Abwurf gelagert war, hindurch. Hierunter kann auch ein Ausbringen des Wirkkörpers ganz oder teilweise durch den Antriebsraum hindurch verstanden werden.
Um ein schnelles Abfangen der Drohne zu gewährleisten, ist es vorteilhaft, wenn der Suchkopf die Drohne während des Anflugs autonom erfasst und der Wirkkörper ausgelöst wird, falls sich die Drohne innerhalb eines vorgegebenen Aufenthaltsraums befindet. Zweckmäßigerweise wird eine Prüfung von der Steuereinheit während des Anflugs vorgenommen, ob sich die Drohne in vorgegebener Position, beispielsweise innerhalb eines vorgegebenen Aufenthaltsraums, befindet.
Da eine potentiell gefährliche Drohne eventuell sehr spät erkannt wird, ist es vorteilhaft, wenn die autonome Zielerfassung während des Anflugs des Flugkörpers auf die Drohne erfolgt. Der Flugkörper kann hierdurch sehr zügig abgeschossen werden, ohne dass eine vorgehende Zielerfassung notwendig ist. Um das Erfassen und Ansteuern falscher Ziele zu vermeiden, wird ein Ziel zweckmäßigerweise nur dann als anzusteuerndes Ziel kategorisiert, wenn es in einer vorgegebenen Entfernungsspannung liegt. Die Entfernungsspannung reicht zweckmäßigerweise bis maximal zu einer normalen optischen Erkennung der betreffenden Drohne durch ein menschliches Auge. Diese maximale Entfernung kann im Vorhinein vorgegeben sein oder aus einer Kategorisierung der Drohne während des Anflugs resultieren.
Die bisher gegebene Beschreibung vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung enthält zahlreiche Merkmale, die teilweise in einigen abhängigen Ansprüchen zu mehreren zusammengefasst wiedergegeben sind. Die Merkmale können jedoch zweckmäßigerweise auch einzeln betrachtet und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammengefasst werden, insbesondere bei Rückbezügen von Ansprüchen, sodass ein einzelnes Merkmal eines abhängigen Anspruchs mit einem einzelnen, mehreren oder allen Merkmalen eines anderen abhängigen Anspruchs kombinierbar ist. Außerdem sind diese Merkmale jeweils einzeln und in beliebiger geeigneter Kombination sowohl mit dem erfindungsgemäßen Verfahren als auch mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß den unabhängigen Ansprüchen kombinierbar. So sind Verfahrensmerkmale auch als Eigenschaften der entsprechenden Vorrichtungseinheit gegenständlich formuliert zu sehen und funktionale Vorrichtungsmerkmale auch als entsprechende Verfahrensmerkmale.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich in Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Die Ausführungsbeispiele dienen der Erläuterung der Erfindung und beschränken die Erfindung nicht auf die darin angegebene Kombination von Merkmalen, auch nicht in Bezug auf funktionale Merkmale. Außerdem können dazu geeignete Merkmale eines jeden Ausführungsbeispiels auch explizit isoliert betrachtet, aus einem Ausführungsbeispiel entfernt, in ein anderes Ausführungsbeispiel zu dessen Ergänzung eingebracht und/oder mit einem beliebigen der Ansprüche kombiniert werden.
Es zeigen:

1 einen Flugkörper zur Drohnenbekämpfung,
2 den aus einem Werfer abgeschossenen Flugkörper aus 1 auf dem Weg zu einer abzufangenden Drohne,
3 eine schematische Darstellung eines Flugkörpers zur Drohnenbekämpfung mit einem Fallschirm,
4 einen Flugkörper zur Drohnenbekämpfung mit einer Fadenladung zum Einfangen der Drohne,
5 eine Antriebsverriegelung am Heck eines Flugkörpers in verriegelter und in freigebender Stellung und
6 ein System aus mehreren Flugkörpern zur Drohnenbekämpfung mit unterschiedlichen Wirkkörpern.

1 zeigt einen Flugkörper 2 zur Drohnenbekämpfung, der als Raketenflugkörper mit einem Raketenmotor als Antrieb 4 ausgeführt ist. Anstelle eines Raketentriebwerks als Antrieb 4 ist auch ein Propellerantrieb mit einem von einer Batterie oder einem Akku gespeisten Elektromotor möglich. Auch ein solcher Propellerantrieb kann mit der folgenden Beschreibung kombiniert werden. Der Flugkörper 2 ist ein Lenkflugkörper mit Lenkflügeln 6, die durch einen nicht dargestellten Stellantrieb, der zwischen einem Gehäuse 8 und dem Antrieb 4 angeordnet ist, in ihrer gesamten Außenfläche drehbar sind. Gesteuert werden die vier Lenkantriebe durch eine Steuereinheit 10, die hinter einem Suchkopf 12 angeordnet ist, der einen optischen Sucher 14 und einen nicht dargestellten Bilddetektor zur bildhaften Erfassung einer abzufangenden Drohne aufweist. Um einen längeren Segelflug auch ohne einen Antriebsvorschub zu ermöglichen, ist der Flugkörper 2 außerdem mit einem Gleitflügel 16 ausgestattet, der ein Auftriebsprofil analog wie bei Flugzeugen hat.
Der Flugkörper 2 ist dazu ausgeführt, eine abzufangende Drohne an deren Weiterflug zu hindern und umfasst hierfür einen Wirkkörper 18 in einer Nutzlastkammer 20. Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Wirkkörper 18 eine Sprenggranate mit Gummischrot und einem vorderen Aufschlagzünder. Entsprechend ist der Wirkkörper 18 mit seinem vorderen Aufschlagzünder an einem Zündauslöser 22 angeordnet, der bei seiner Auslösung einen Aufschlag des Wirkkörpers 18 simuliert, sodass dieser detoniert. Hierfür enthält der Zündauslöser 22 eine Mechanik, die von vorne auf den Aufschlagzünder des Wirkkörpers 18 aufschlägt. Das gesamte Wirkkörperpaket aus Wirkkörper 18 und Zündauslöser 22 ist an einer Schnittstelle 24 zur Signalübertragung an die Steuereinheit 10 angeordnet, sodass der Zündauslöser 22 durch die Steuereinheit 10 auslösbar ist.
Weiter enthält die Nutzlastkammer 20 einen Fallschirm 26, der ermöglicht, dass der Flugkörper 2 nach Beendigung seiner Mission am Fallschirm 26 gehalten nach unten schwebt, sodass einer Verletzung von Personen durch den herunterfallenden Flugkörper 2 entgegengewirkt wird.
2 zeigt den Flugkörper 2 nach dessen Abschuss aus einem Flugkörperwerfer 28. Der Flugkörperwerfer 28 umfasst eine Vielzahl von Kanistern, in denen jeweils ein Flugkörper 2 gelagert ist. Durch eine Steuereinheit 30 des Flugkörperwerfers 28 kann ein oder können mehrere Flugkörper 2 hintereinander gestartet werden. Mehrere solcher Flugkörperwerfer 28 werden beispielsweise um eine Großveranstaltung herum so angeordnet, dass ein Abschuss der Flugkörper 2 gefahrlos vonstatten gehen kann. Das Veranstaltungsgelände wird beispielsweise aus der Luft oder von einem erhöhten Standort aus von einem oder mehreren Bedienern oder automatisiert mittels einer oder mehrerer Kameras überwacht. Nähert sich eine Drohne 32 und wird entschieden, dass die Drohne 32 abgefangen werden soll, so wird von einem Bediener oder einer Steuereinheit ein Befehl zum Starten eines Flugkörpers 2 an die Steuereinheit 30 des Flugkörperwerfers 28 übermittelt. Ein Flugkörper 2 startet aus einem Rohr des Flugkörperwerfers 28, beispielsweise senkrecht nach oben.
Der Flugkörper 2 hat einen Durchmesser von etwa 5 cm entlang seines Gehäuses 8, und ein Rohr des Flugkörperwerfers 28 hat einen äußeren Durchmesser von rund 7 cm. Es ist insofern sehr einfach möglich, einen Flugkörperwerfer mit einem einzelnen Rohr durch einen Bediener tragen zu lassen und den Flugkörper 2 per Hand abzuschießen, beispielsweise indem der Flugkörperwerfer auf die Drohne 32 gerichtet wird und eine Abzug betätigt wird, woraufhin der Flugkörper 2 aus dem Flugkörperwerfer startet. So können beispielsweise in einem und um ein Veranstaltungsgelände mehrere Bediener mit einem solchen Flugkörperwerfer ausgerüstet sein und den Flugkörper 2 bei einer potentiellen Bedrohung durch eine Drohne 32 per Hand abschießen.
Eine dritte Möglichkeit besteht darin, den Flugkörperwerfer 28 vor einem Abschuss eines Flugkörpers 2 in Richtung zur Drohne 32 auszurichten, sodass die Drohne 32 im Sucher 14 des Flugkörpers 2 sichtbar erscheint. Alle drei Varianten sind im Folgenden kurz beschrieben.
Der Flugkörper 2 soll die Drohne 32 anfliegen und sie entweder direkt treffen oder in unmittelbarer Nachbarschaft zu ihr seinen Wirkkörper 18 auslösen. Anstelle einer Drohne 32 kann generell auch ein anderes Luftfahrzeug bekämpft beziehungsweise abgefangen werden. Um die Drohne 32 anfliegen zu können, ist es sinnvoll, wenn die Steuereinheit 10 die Drohne 32 als solche erkennt beziehungsweise als anzufliegendes Objekt klassifiziert. Ist der Sucher 14 ein starrer Sucher, so ist es notwendig, dass der Flugkörper 2 zumindest im Wesentlichen auf die Drohne 32 ausgerichtet ist, um sie durch den Sucher 14 auf den Detektor abzubilden. Bei einem senkrechten Start, wie in 2 dargestellt, ist insofern eine Voreinweisung nötig, die durch die Steuereinheit 30 oder eine andere Steuereinheit an den Flugkörper 2 beziehungsweise dessen Steuereinheit 10 übergeben wird. Beispielsweise wird eine Starttrajektorie vorgegeben, an der entlang der Flugkörper 2 fliegt, bis er die Drohne 32 selbstständig erkennt. Die Starttrajektorie kann aus den Positionen des Flugkörperwerfers 28 und der Drohne 32 sowie Flugkörperdaten in einfacher Weise berechnet werden.
Eine Voreinweisung kann vereinfacht werden, wenn der Flugkörperwerfer 28 vor dem Start des Flugkörpers 2 auf die abzufangende Drohne 32 ausgerichtet wird. Bereits beim Start oder unmittelbar danach ist die Drohne 32 durch den Sucher 14 des Flugkörpers 2 auch ohne eine Richtungsänderung des Flugkörpers 2 erkennbar und der Flugkörper 2 kann die Drohne 32 unmittelbar nach dem Start selbstständig ansteuern. Das gleiche gilt auch für einen Start aus einem vom Bediener getragenen Flugkörperwerfer, der vor dem Start auf die Drohne 32 ausgerichtet wird. Die Drohne 32 kann beispielsweise durch eine Optik des Flugkörperwerfers 28 oder des manuellen Flugkörperwerfers angepeilt werden und eine Markierung kann auf dem Bild der Drohne 32 geloggt werden. Das derart markierte Bild wird an die Steuereinheit 10 des Flugkörpers 2 übergeben, die nun selbstständig ein vergleichbares Bild durch seinen Sucher 14 sucht und nach dessen Auffinden die entsprechende Abbildung und damit die Drohne 32 verfolgt.
Auf eine Voreinweisung kann gänzlich verzichtet werden, wenn die Steuereinheit 10 zum selbstständigen Auffinden einer abzufangenden Drohne 32 eingerichtet ist. Hierfür kann die Steuereinheit 10 zweckmäßigerweise eine Drohne 32 als solche klassifizieren und zweckmäßigerweise auch entscheiden, ob diese abgefangen werden soll. Ein geeignetes Entscheidungskriterium ist eine Entfernung vom Flugkörperwerfer 28 oder einem manuellen Flugkörperwerfer zu Drohne 32. Ist keine Entfernungsmessung vorhanden, so kann die Entfernung durch die optische Größe der Drohne 32 im Suchbild abgeschätzt werden. Ist die Drohne 32 näher als eine Abfangentfernung 34 zum Flugkörperwerfer 28, so wird die Drohne 32 abgefangen. Ist die tatsächlich oder geschätzte Entfernung größer als die Abfangentfernung 34, beispielsweise größer als 800 m, so wird die Drohne 32 nicht abgefangen, da die Steuereinheit 10 davon ausgeht, dass es sich hierbei nicht um die von einem Bediener erkannte abzufangende Drohne 32 handelt, da diese durch die hohe Entfernung kaum sichtbar ist. Die Steuereinheit 10 wird nun mithilfe des Suchkopfs 12 nach einer anderen abzufangenden Drohne 32 suchen.
Wird keine solche abzufangende Drohne 32 gefunden oder die Bekämpfung der Drohne 32 abgebrochen, beispielsweise durch einen Befehl der Steuereinheit 30, so wird die Mission beendet und der Fallschirm 26 wird ausgeworfen. Hängend am Fallschirm 26 gleitet der Flugkörper 2 nach unten, sodass einer Verletzung von Personen durch einen schnell herabfallenden Flugkörper 2 entgegengewirkt wird.
Soll die Mission jedoch ausgeführt werden, so fliegt der Flugkörper 2 direkt an oder in die Nähe der Drohne 32 und löst den Wirkkörper 18 aus, wenn dieser näher als eine Abfangentfernung zur Drohne 32 situiert ist. Die Entfernung des Flugkörpers 2 zur Drohne 32 wird hierbei durch die Steuereinheit 10 anhand optischer Daten des Suchkopfs 12 abgeschätzt, und auch die Auslösung des Wirkkörpers 18 wird durch die Steuereinheit 10 gesteuert. Beispielsweise wird der Wirkkörper 18 mit seinem Gummischrot ausgelöst und die Drohne 32 wird hierdurch zerstört. Nach dem Auslösen des Wirkkörpers 18 wird der Fallschirm 26 ausgeworfen und der Flugkörper 2 gleitet am Fallschirm 26 hängend zu Boden.
Aus 1 ist zu sehen, dass der Fallschirm 26 in Flugrichtung des Flugkörpers 2 vor dem Antrieb 4 innerhalb des Gehäuses 8 untergebracht ist. Um den Fallschirm 26 zuverlässig ausbringen zu können, ist es wünschenswert, wenn dieser nach hinten ausgestoßen werden kann. Um dies zu ermöglichen, ist der Antrieb 4 lösbar im Gehäuse 8 gehalten. Nach dem Abbrand des Antriebs 4 oder gegen Ende des Abbrands wird der Antrieb 4 nach hinten ausgestoßen, und ein Antriebsraum 36, in dem der Antrieb 4 während des Starts positioniert war, wird frei. Hierfür kann der Antrieb so ausgestaltet sein, dass er gegen Ende seines Abbrands Abbrenngase nach vorne ausstößt, sodass vor dem Antrieb 4 ein hoher Überdruck entsteht, durch den der Antrieb 4 nach hinten ausgestoßen wird. Alternativ ist ein Explosionsmittel möglich, das vor dem Antrieb 4 gelegen ist und durch die Entfaltung von Explosionsgasen den Antrieb 4 nach hinten ausdrückt. Die Abbrenngase können sich hierbei frei entfalten oder in einem Kissen gehalten sein, analog zu einem Airbag, der den Antrieb 4 nach hinten ausstößt. Das Auswerfen des Antriebs 4 ist schematisch in 2 dargestellt.
Der Antriebsraum 36 ist nun frei und der Fallschirm 26 kann durch Zünden beziehungsweise Auslösen eines Auswurfselements nach hinten durch den Antriebsraum 36 ausgestoßen werden. Dies ist schematisch und beispielhaft in 3 dargestellt. Ein Verheddern des Fallschirms 26 an den Lenkflügeln 6 kann hierdurch vermieden werden. Der Flugkörper 2 kann zuverlässig abgebremst und sanft auf die Erdoberfläche zurückgebracht werden.
Durch das Abwerfen des Antriebs 4 erhält der Wirkkörper 18, der auch den Fallschirm 26 umfassen kann, einen zusätzlichen Wirkfreiheitsgrad, da nun ein Abwurf nach hinten durch den Antriebsraum 36 ermöglicht ist, was zuvor bei dort platziertem Antrieb 4 nicht ginge.
Zum Schutz von Personen, beispielsweise bei einer Großveranstaltung, ist es sinnvoll, auch die abgefangene Drohne 32 nicht einfach herabfallen zu lassen, sondern einzufangen und am Fallschirm 26 herabgleiten zu lassen. Eine Möglichkeit hierfür ist das sehr dichte Vorbeiziehen des Fallschirms 26 an der abzufangenden Drohne 32, die sich in den Seilen 38 beziehungsweise Fäden des Fallschirms 26 verheddert und von diesem dann eingefangen wird. Hierfür ist es sinnvoll, die Seile 38 deutlich länger auszuführen, als in 3 dargestellt ist, um das Einfangen der Drohne 32 zu erleichtern.
Um eine Drohne 32 allein mit dem Fallschirm 26 einzufangen, muss der Flugkörper 2 sehr präzise nahe an die Drohne 32 herangesteuert werden. Um den Aktionsradius zu vergrößern, kann ein Fangnetz 40 am Fallschirm 26 befestigt sein, das durch eine entsprechende aerodynamische Ausgestaltung noch weiter nach radial außen getrieben wird, als der Fallschirm 26 an sich. Ein solches Fangnetz 40 ist in 3 nur schematisch gestrichelt angedeutet.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, den Fallschirm 26 sehr groß auszuführen, sodass er sich radial sehr weit um den Flugkörper 2 ausdehnt. Er kann hierzu eine Vielzahl von Öffnungen 42 tragen, um seinen Luftwiderstand auf eine dem Flugkörper 2 angemessene Größe zu verringern.
Eine weitere Möglichkeit zum Einfangen einer Drohne 32 ist in 4 dargestellt. 4 zeigt einen Flugkörper 2, der im Wesentlichen analog zum Flugkörper 2 aus 1 aufgebaut ist, jedoch einen anderen Wirkkörper 18 enthält. Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zum Ausführungsbeispiel in den 1 bis 3, auf das bezüglich gleich bleibender Merkmale und Funktionen verwiesen wird. Um nicht bereits Beschriebenes mehrfach ausführen zu müssen, sind generell alle Merkmale eines vorangegangenen Ausführungsbeispiels in jeweils folgenden Ausführungsbeispiele übernommen, ohne dass sie erneut beschrieben sind, es sei denn, Merkmale sind als Unterschiede zu den vorangegangenen Ausführungsbeispiel beschrieben.
Der Flugkörper 2 aus 4 umfasst eine Fadenladung 44 mit einer Vielzahl von Fäden 46. Die Fäden 46 sind an ihrem vorderen Ende am Suchkopf 12 entweder direkt oder indirekt befestigt und sind an ihrem hinteren Ende mit einem Gewicht 48 verbunden, in diesem Ausführungsbeispiel Gehäuseteilen des Gehäuses 8. Durch einen nicht dargestellten Auswerfer in Form einer Detonationsladung wurde das Gehäuse 8 - gesteuert durch die Steuereinheit 10 zum Zeitpunkt, an dem der Flugkörper 2 in der Nähe der Drohne 32 ist - im Bereich um die Nutzlastkammer 20 gesprengt. Um ein definiertes Auseinanderbrechen zu erleichtern, hat das Gehäuse 8 im Bereich der Nutzlastkammer 20 Sollbruchlinien, entlang derer das Gehäuse 8 bei Auslösen des Auswerfers auseinanderbricht in eine Vielzahl von Gehäuseelementen, die als Gewichte 48 dienen. Jedes der durch die Sollbruchlinien definierten Gehäuseelemente ist mit zumindest einem Faden 46 verbunden und trägt diesen durch seine hohe bei der Explosion gewonnenen kinetischen Energie weit nach radial auswärts, sodass ein großer Aktionsradius des Flugkörpers 2 erreicht wird. Hierdurch kann die abzufangende Drohne 32 auch bei einer nur relativ ungenauen Ansteuerung von Fäden 46 getroffen werden, die sich in zumindest einen Rotor der Drohne 32 verwickeln. Die hierdurch an den Flugkörper 2 angebundene Drohne 32 wird vom Flugkörper 2 mitgerissen und stürzt ab, um dann an den Flugkörper 2 gebunden mit diesem am Fallschirm 26 herabzuschweben. Ein Halteelement 50, beispielsweise eine Haltestange, kann verhindern, dass der Flugkörper 2 bei Sprengung des Gehäuses 8 zerbricht und der vordere Teil mit dem Suchkopf 12 unkontrolliert nach unten fällt.
Um den Aktionsradius des Flugkörpers 2 noch weiter zu erhöhen, kann die Sprengung des Gehäuses 8 in der Weise erfolgen, dass es vorne zuerst oder mehr nach außen gedrückt wird als weiter hinten. Die den Flugkörper 2 von vorne umströmende Luft greift in die aufplatzenden Gehäuseelemente und treibt diese zusätzlich nach radial außen.
Ist es nicht notwendig, dass die Drohne 32 an dem Flugkörper 2 gebunden wird, um mit diesem am Fallschirm 26 nach unten zu gleiten, können die Fäden 46 auch lose ausgeworfen werden, also nicht am Flugkörper 2 befestigt sein. Auch bei dieser Ausführungsform können Gewichte 48, beispielsweise als Gehäuseelemente, die Fäden 46 nach außen ziehen, wobei es alternativ auch ohne die Gewichte 48 geht, und die Fäden nur durch eine entsprechende Detonationsladung nach außen getrieben werden. Die Drohne 32 verheddert sich mit einem oder mehreren Rotoren in den Fäden 46 und stürzt ab. Die Fäden können ein Fadennetz bilden, also mehrfach untereinander verknüpft sein, sodass einem Hindurchrutschen der Drohne 32 durch die Fäden 46 entgegengewirkt wird. Das Netz umschlingt die Drohne 32 und hält diese fest.
In einer einfacheren Ausgestaltung kann die Fadenladung 44 beziehungsweise können die Fäden 46 nach hinten durch den Antriebsraum 36 ausgeworfen werden. Jeweils ist zweckmäßig, wenn der Fallschirm 26 - falls vorhanden - vor der Fadenladung in der Nutzlastkammer 20 platziert ist, sodass zunächst die Fäden 46 ausgeworfen werden können und dann der Fallschirm 26 danach durch den Antriebsraum 36 ausgestoßen werden kann.
5 zeigt eine Möglichkeit zur Verriegelung und Freigabe des Antriebs 4 im Antriebsraum 36. Dargestellt ist der hintere Teil des Flugkörpers 2 mit schematisch gezeichneten Lenkflügeln 6. Befindet sich der Flugkörper 2 noch in einem Rohr des Flugkörperwerfers 28, so sind die Lenkflügel 6 eingeklappt um eine kompakte Anordnung im Flugkörperwerfer 28 zu ermöglichen. Dies ist in den oberen Zeichnungen von 5 dargestellt, von der Seite (linke Darstellung) und von hinten (rechte Darstellung). Die Lenkflügel 6 sind entgegen einer Federkraft eingeklappt und entfalten sich, sobald der Flugkörper 2 mit seinem hinteren Teil das Rohr beziehungsweise den Flugkörperwerfer 28 verlassen hat. Die Lenkflügel klappen aus, wie in den unteren Darstellungen der 5 gezeigt ist.
Wie aus der schematischen Darstellung aus 5 zu ersehen ist, trägt jeder Lenkflügel 6 eine Antriebsverriegelung 52, beispielsweise in Form einer Nase, die starr mit dem übrigen Lenkflügel 6 verbunden ist. Klappt der Lenkflügel 6 aus, so verändert sich auch die Position der Antriebsverriegelung 52 des Lenkflügels 6. Sind die Lenkflügel 6 eingeklappt, so greifen die Antriebsverriegelungen 52 radial nach innen und bilden einen Formschluss hinter dem Antrieb 4, wie aus 5, obere rechte Darstellung zu sehen ist. Der Antrieb 4 kann nicht nach hinten herausfallen und ist während seiner Lagerung im Flugkörperwerfer 28 sicher gehalten. Nach dem Start des Flugkörpers 2 klappen die Lenkflügel aus und die Antriebsverriegelungen 52 klappen nach radial außen, wie im unteren rechten Teil von 5 dargestellt ist. Der Antrieb 4 ist nun nach hinten freigegeben und kann herausfallen. Während seines Anschubs beziehungsweise Abbrands drückt der Antrieb 4 jedoch in ausreichendem Maße nach vorne, um ein Herausfallen zuverlässig zu verhindern. Der Antrieb 4 wird erst ausgeworfen, wenn er seinen Vorschub beendet oder durch eine Auswurfeinheit, wie oben beschrieben, oder wenn er sich durch seine Schubumkehr aus eigener Kraft auswirft.
Bei einem Auswurf des Fallschirms 26 nach hinten durch den Antriebsraum 36 hindurch ist es sinnvoll, wenn der Antrieb schon deutlich vor Erreichen der Drohne 32 ausgeworfen wurde, damit der Flugkörper 2 nicht an der Drohne 32 vorbeischießt. Bei zu hoher Geschwindigkeit könnte ein Einfangen mit dem Fallschirm 26, einem Fangnetz 40 oder den Fäden 46 durch Abreißen der entsprechenden Einrichtung misslingen. Insofern ist es vorteilhaft, wenn der Antrieb 4 nur sehr kurz antreibt und der Flugkörper 2 die restliche Strecke segelnd und antriebslos in Richtung zur Drohne 32 fliegt. Hierfür sind der Antrieb 4 und das Gewicht und die Aerodynamik des Flugkörpers 2 so aufeinander abgestimmt, dass der Antrieb 4 nur über einen maximalen vorbestimmten Zeitraum antreibt beziehungsweise abbrennt. Eine Anschubstrecke 54 beziehungsweise Ausbrandstrecke beträgt zweckmäßigerweise weniger als 200 m, insbesondere weniger als 100 m. Mit gleichem Vorteil beträgt eine Anschubbeziehungsweise Abbrandszeit des Antriebs 4 maximal 3 Sekunden, insbesondere nur maximal 2 Sekunden. Der Antrieb 4 wird frühzeitig ausgeworfen und es steht der Flugkörper 2 bereits nach kurzer Zeit zum Abfangen der Drohne 32 zur Verfügung.
Drohnen 32 sind einfache Einheiten, die mit wenig Mitteln aus einem Modellbauhandel bezogen werden können. Zur effizienten Bekämpfung einer Drohne 32 sollte daher auch die Herstellung eines Flugkörpers 2 zur Drohnenbekämpfung möglichst günstig erfolgen. 6 zeigt mehrere Maßnahmen, mit denen eine günstige Fertigung erleichtert wird.
6 zeigt drei Flugkörper 2, die bis auf den Inhalt der Nutzlastkammer 20 identisch sind. Der in 6 zu oberst dargestellte Flugkörper 2a trägt als Wirkkörper 18a eine Granate 56 mit Aufschlagzünder, wie eine Gummischrotgranate, die beispielsweise zu 1 beschrieben ist. Ein Fallschirm 26, wie zu 1 beschrieben, kann vorhanden sein, muss jedoch nicht vorhanden sein. Ganz generell kann der Wirkkörper 18 ein Geschoss, insbesondere eine Granate 56 sein. Bei dem Ausführungsbeispiel 2a aus 6 ist der Wirkkörper 18 eine Granate 56, wie sie durch einen üblichen Granatwerfer 58 verschossen wird. Hierzu steckt die Granate 56 in einer Kartusche 60, die einen Treibsatz beherbergt zum Abschießen der Granate 56 aus dem Granatwerfer 58. Zur vereinfachten Herstellung des Flugkörpers 2a kann nun die Munition des Granatwerfers 58 als Wirkkörper 18a im Flugkörper 2a verwendet werden. Hierfür wird beispielsweise die Granate 56 von der Kartusche 60 getrennt und in die Nutzlastkammer 20 eingesetzt. Auf die eigene Herstellung eines Wirkkörpers 18 zur Verwendung in einem Flugkörper 2 zur Drohnenbekämpfung kann verzichtet werden.
Bei dem Flugkörper 2b aus 6 besteht der Wirkkörper 18b aus einer Fadenladung 44 mit einem entsprechenden Auswerfer und gegebenenfalls noch einem Fallschirm 26. Beim Ausführungsbeispiel 2c ist der Wirkkörper 18c ein Fallschirm 26 mit einem Fangnetz 40. Alle drei Wirkkörper 18a - c sind in der Weise gleich ausgeführt, dass sie werkzeuglos durch eine Öffnung im Gehäuse 8 in die Nutzlastkammer 20 eingesetzt werden und dort befestigt werden können, wobei sie mit einer Signalschnittstelle die Schnittstelle 24 der Steuereinheit 10 berühren, sodass eine Signalverbindung zwischen Steuereinheit 10 und Wirkkörper 18 erreicht wird. Die Wirkkörper 18 sind allesamt mit einem gleichen maximalen Außenradius ausgeführt, der auf das Fassungsvermögen beziehungsweise die Maße der Nutzlastkammer 20 abgestimmt ist. Auf diese Weise kann ein Flugkörper 2 je nach Anwendung mit der entsprechenden Wirkladung 18 versehen werden, sodass eine sehr einfache und kostengünstige Fertigung des Flugkörpers 2 ermöglicht wird. So ist es beispielsweise möglich, eine Vielzahl von Flugkörpern 2 ohne Wirkkörper 18 auszuliefern und eine Variation von Wirkkörpern hinzuzufügen. Vor dem Einsatz kann - eventuell sogar erst vor Ort - entschieden werden, in welcher Weise die Drohne 32 abgefangen werden soll und welcher Wirkkörper 18 insofern Anwendung findet. Der Wirkkörper kann werkzeuglos in einfacher Weise in den Flugkörper 2 beziehungsweise dessen Nutzlastkammer 20 eingesetzt werden, und der Flugkörper 2 ist einsatzbereit.
Bezugszeichenliste

2a - c: Flugkörper
4: Antrieb
6: Lenkflügel
8: Gehäuse
10: Steuereinheit
12: Suchkopf
14: Sucher
16: Gleitflügel
18a - c: Wirkkörper
20: Nutzlastkammer
22: Zündauslöser
24: Schnittstelle
26: Fallschirm
28: Flugkörperwerfer
30: Steuereinheit
32: Drohne
34: Abfangentfernung
36: Antriebsraum
38: Seil
40: Fangnetz
42: Öffnung
44: Fadenladung
46: Faden
48: Gewicht
50: Halteelement
52: Antriebsverriegelungen
54: Anschubstrecke
56: Granate
58: Granatwerfer
60: Kartusche

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102016211371 A1 [0004]

Claims

Flugkörper (2) zur Drohnenbekämpfung mit einem Antrieb (4) und einem Gehäuse (8) um den Antrieb (4) und einem Wirkkörper (18) zum Beschädigen einer Drohne (32), gekennzeichnet durch einen Suchkopf (12) mit einem optischen Sucher (14) und eine Steuereinheit (10) zur Drohnenerkennung, zum Steuern eines Anfliegens auf die erkannte Drohne (32) und zum Auslösen des Wirkkörpers (18).
Flugkörper (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (4) in der Weise lösbar im Gehäuse (8) gehalten ist, dass er im Flug abwerfbar ist, und der Wirkkörper (18) so zum Antrieb (4) angeordnet ist, dass er durch den Abwurf einen Wirkfreiheitsgrad gewinnt.
Flugkörper (2) nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Fallschirm (26), der in einer Nutzlastkammer (20) in Flugrichtung vor dem Antrieb (4) angeordnet ist und zusammen mit einem Auslöser so ausgeführt ist, dass er bei Auslösung durch einen Antriebsraum (36) hindurch nach hinten abgeworfen wird.
Flugkörper (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest einen Klappflügel (6) zum Ausklappen nach dem Start und zur Fluglenkung, und eine Antriebsverriegelung (52), die so mit dem Klappflügel (6) verbunden ist, dass ein Ausklappen des Klappflügels (6) die Antriebsverriegelung (52) mechanisch so bewegt, dass sie den Antrieb (4) zum Abwerfen freigibt.
Flugkörper (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (4) und das Gehäuse (8) so gestaltet sind, dass der Antrieb (4) nach einem Anschieben bei einem Start nach hinten frei auswerfbar ist.
Flugkörper (2) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsverriegelung (52) starr mit einem Klappflügel (6) verbunden ist.
Flugkörper (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (4) so ausgeführt ist, dass er durch seine Schubumkehr aus dem Gehäuse (8) ausgeworfen wird.
Flugkörper (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (4) und das Gehäuse (8) so gestaltet sind, dass der Antrieb (4), der zum Antreiben über einen vorbestimmten Zeitraum ausgeführt ist, gegen Ende des Zeitraums im Gehäuse (8) einen Druck entwickelt, der den Antrieb (4) aus dem Gehäuse (8) austreibt.
Flugkörper (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Gewicht und eine Aerodynamik und dadurch, dass der Antrieb (4) zum Antreiben über einen vorbestimmten Zeitraum ausgeführt ist, der in Zusammenspiel mit Gewicht und Aerodynamik so bemessen ist, dass der Antrieb (4) seinen Schub nach maximal 200 m, insbesondere nach max. 100 m, Flugstrecke nach dem Start regulär beendet.
Flugkörper (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Nutzlastkammer (20), in der der Wirkkörper (18) und ein Zündauslöser (22) zum Zünden des Wirkkörpers (18) angeordnet ist, wobei der Wirkkörper (18) einen Aufschlagzünder aufweist und der Zündauslöser (22) eine Mechanik enthält, die bei Auslösung einen Aufschlag des Wirkkörpers (18) simuliert.
Flugkörper (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet, durch eine Fadenladung (44) und einen Auswerfer zum Auswerfen der Fadenladung (44) enthaltend eine Vielzahl von Fäden (46).
Flugkörper (2) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Auswerfer und die Fäden (46) zusammen so ausgeführt sind, dass sie beim Auswerfen durch einen Antriebsraum (36) hindurch nach hinten ausgestoßen werden.
Flugkörper (2) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Fadenladung (44) lose Fäden (46) beinhaltet.
Flugkörper (2) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Fäden (46) ein Fadennetz bildet.
Flugkörper (2) nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass Gewichte (48) an den Fäden (46) angebracht sind, die beim Auswerfen verschleudert werden.
Flugkörper (2) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewichte (48) Gehäuseelemente sind.
Flugkörper (2) nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Fäden (46) zumindest indirekt am Suchkopf (12) befestigt sind.
Flugkörper (2) nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Auswerfer und das Gehäuse (8) so ausgeführt sind, dass Gehäuseelemente des Gehäuses (8) beim Auswerfen in einem vorderen Bereich zuerst und/oder mehr auseinanderbewegt werden als in einem weiter hinten liegenden Bereich, sodass um das Gehäuse (8) herrschender Fahrtwind die Gehäuseelemente auseinandertreibt.
System aus einem Flugkörper (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und einem Granatwerfer (58), dadurch gekennzeichnet, dass der Granatwerfer (58) als Munition mit einer Kartusche (60) mit einem Treibsatz und einem Wirkkörper (18) bestückt ist und der Flugkörper (2) einen identischen Wirkkörper (18) aufweist.
System nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Wirkkörper (18) mit einem Aufschlagzünder bestückt ist und der Flugkörper (2) einen Zündauslöser (22) aufweist, der eine Mechanik enthält, die bei Auslösung einen Aufschlag des Wirkkörpers (18) simuliert, sodass dieser im Flugkörper (2) detoniert.
System aus mehreren Flugkörpern nach einem der Ansprüche 1 bis 18 und mehreren verschiedenen Wirkkörpern (18), dadurch gekennzeichnet, dass die Flugkörper (2) alle eine identische Nutzlastkammer (20) aufweisen, in denen die verschiedenen Wirkkörper (18) werkzeuglos so einsetzbar und verriegelbar sind, dass sie von der Steuereinheit (10) aus zündbar sind.
System nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass in den Nutzlastkammern (20) jeweils ein Zündauslöser (22) zum Zünden des Wirkkörpers (18) angeordnet ist, die Zündauslöser (22) verschieden und an den jeweiligen Wirkkörper (18) angepasst sind, und Zündauslöser (22) und Wirkkörper (18) zusammen in jedem Flugkörper (2) jeweils ein fest verbundenes Paket bilden und die Pakete alle einheitlich in ihrer Außenform und Schnittstelle zur Steuereinheit (10) sind.
Verfahren zur Drohnenbekämpfung, bei dem ein Flugkörper (2) gestartet wird und ein Wirkkörper (18) des Flugkörpers (2) ausgelöst wird, sobald der Flugkörper (2) in einer vorgegebenen Position zu einer Drohne (32) fliegt und die Drohne (32) zumindest beschädigt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Suchkopf (12) des Flugkörpers (2) die Drohne (32) mit einem optischen Sucher (14) erfasst.
Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass ein Antrieb (4) des Flugkörpers (2) vor einem Auslösen des Wirkkörpers (18) aus einem Gehäuse (8) abgeworfen wird und der Wirkkörper (18) durch einen Antriebsraum (36), in dem der Antrieb (4) vor Abwurf gelagert war, hindurch wirkt.
Verfahren nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Suchkopf (12) die Drohne (32) während des Anflugs autonom erfasst und der Wirkkörper (18) ausgelöst wird, falls sich die Drohne (32) innerhalb eines vorgegebenen Aufenthaltsraums befindet, wobei die Prüfung, ob sich die Drohne (32) innerhalb des vorgegebenen Aufenthaltsraums befindet, von einer Steuereinheit (10) während des Anflugs vorgenommen wird.