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Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Luftverteidigung, z. B. zur bodengebundenen Luftverteidigung, ein Kommunikationsmodul für einen unbemannten Flugkörper und ein Verfahren zum Lenken bzw. Steuern oder Manövrieren eines Bekämpfungsflugkörpers.
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Bei einem System zur Luftverteidigung zur Bekämpfung von fliegenden Zielen, wie z. B. ballistischen Raketen, wird ein Bekämpfungs- oder Abwehrflugkörper typischerweise entweder ins Ziel oder in einen Hand-over-Bereich geführt, von dem er mittels eigener Sensorik das Ziel erfassen kann. Die zur Lenkung des Bekämpfungsflugkörpers notwendigen Flugleitdaten werden üblicherweise aus von einem Feuerleitradar erfassten Positionsdaten des Ziels erzeugt und mittels einer Datenübertragungsvorrichtung direkt an den Bekämpfungsflugkörper gesendet, was üblicherweise als up-link bezeichnet wird.
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Die
US 5 340 056 A beschreibt ein Verteidigungssystem zur Abwehr ballistischer Raketen mit mehreren unbemannten Trägerluftfahrzeugen, welche jeweils mehrere Bekämpfungsflugkörper mit sich führen und über einem vorbestimmten Gebiet kreisen, und einer fliegenden Relaisstation, welche sowohl mit den Trägerluftfahrzeugen als auch mit einer Bodenstation in Kommunikationsverbindung steht.
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Typischerweise handelt es sich bei Luftverteidigungssystemen um abgeschlossene Systeme, in denen die Komponenten Feuerleitradar, Datenübertragungsvorrichtung und Bekämpfungsflugkörper aufeinander abgestimmt sind.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, verbesserte Lösungen für die Luftverteidigung bereitzustellen, insbesondere Lösungen, welche die Flexibilität der Luftverteidigung verbessern.
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Diese Aufgabe wird jeweils durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist ein System zur bodengebundenen Luftverteidigung, auch als Flugabwehrsystem bezeichnet, vorgesehen. Das System umfasst ein Radar zum Erfassen eines fliegenden Ziels bzw. zur Bestimmung oder Erfassung von Positionsdaten des Ziels, einen unbemannten Bekämpfungsflugkörper zum Bekämpfen des Ziels, welcher z. B. mit einem Gefechtskopf ausgestattet ist, eine mit dem Radar kommunikationsverbundenen Datenübertragungsvorrichtung zum Senden von basierend auf den Positionsdaten ermittelten Flugleitdaten zur Lenkung des Bekämpfungsflugkörpers und einen unbemannten Unterstützungsflugkörper. Die Flugleitdaten können beispielsweise eine aktuelle Position des Ziels oder einen prädizierten Kollisionspunkt enthalten. Optional kann in den Flugleitdaten auch eine durch ein Bodenradar vermessene und/oder eine vermutete Position des Bekämpfungsflugkörpers enthalten sein. Die Datenübertragungsvorrichtung kann beispielsweise Teil des Radars sein oder in eine Startvorrichtung zum Starten des Bekämpfungs- oder Abwehrflugkörpers und/oder zum Starten des Unterstützungsflugkörpers integriert sein. Der Unterstützungsflugkörper umfasst ein Kommunikationsmodul mit einer Eingangsschnittstelle, welche zum Empfangen der Flugleitdaten von der Datenübertragungsvorrichtung eingerichtet ist, einer mit der Eingangsschnittstelle verbundenen Prozessoreinrichtung, welche zur Verarbeitung der empfangenen Flugleitdaten und zum Ausgeben von verarbeiteten Flugleitdaten eingerichtet ist, und einer mit der Prozessoreinrichtung verbundenen Ausgangsschnittstelle, welche zum Senden der verarbeiteten Flugleitdaten an den Bekämpfungsflugkörper eingerichtet ist.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist ein Kommunikationsmodul für einen unbemannten Flugkörper vorgesehen, z. B. kann das Kommunikationsmodul in den Unterstützungsflugkörper des Systems zur bodengebundenen Luftverteidigung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung eingebaut werden. Das Kommunikationsmodul umfasst eine Eingangsschnittstelle, welche zum Empfangen von Flugleitdaten zur Lenkung eines unbemannten Bekämpfungsflugkörpers von einer Datenübertragungsvorrichtung eingerichtet ist, eine mit der Eingangsschnittstelle verbundene Prozessoreinrichtung, welche zur Verarbeitung der empfangenen Flugleitdaten und zum Ausgeben von verarbeiteten Flugleitdaten eingerichtet ist, und eine mit der Prozessoreinrichtung verbundene Ausgangsschnittstelle, welche zum Senden der verarbeiteten Flugleitdaten an den Bekämpfungsflugkörper eingerichtet ist.
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Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Lenken eines Bekämpfungsflugkörpers zum Bekämpfen eines fliegenden Ziels vorgesehen. Insbesondere kann das Verfahren mittels eines Systems zur bodengebundenen Luftverteidigung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung durchgeführt werden. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:
- - Erfassen von Positionsdaten des Ziels mittels eines Radars;
- - Erzeugen von Flugleitdaten zur Lenkung des Bekämpfungsflugkörpers;
- - Starten des Bekämpfungsflugkörpers und eines Unterstützungsflugkörpers;
- - Übermitteln der Flugleitdaten an den Unterstützungsflugkörper;
- - Verarbeiten der Flugleitdaten durch eine Prozessoreinrichtung des Unterstützungsflugkörpers;
- - Übertragen der durch die Prozessoreinrichtung verarbeiteten Flugleitdaten an den Bekämpfungsflugkörper; und
- - Lenken des Bekämpfungsflugkörpers basierend auf den verarbeiteten Flugleitdaten.
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Eine der Erfindung zugrundeliegende Idee besteht darin, die zur Lenkung eines Abwehr- oder Bekämpfungsflugkörpers notwendigen Daten nicht direkt an den Bekämpfungsflugkörper zu übertragen, sondern an einen unbemannten, unbewaffneten Unterstützungsflugkörper, welcher mit einem Kommunikationsmodul ausgestattet ist. Die Datenübertragung von der Datenübertragungsvorrichtung an das Kommunikationsmodul und von dort an den Abwehrflugkörper kann auch als „Up-Link“ bezeichnet werden. Das Kommunikationsmodul weist eine Eingangsschnittstelle, eine Ausgangsschnittstelle und eine Prozessoreinrichtung, z. B. in Form eines Mikrocontrollers, einer CPU, eines FPGA, eines ASIC oder dergleichen auf. Die Prozessoreinrichtung ist dazu eingerichtet, Software auszuführen, um die von der vorzugsweise bodengebundenen Datenkommunikationsvorrichtung an der Eingangsschnittstelle empfangenen Flugleitdaten zu modifizieren oder unmodifiziert an die Ausgangsschnittstelle auszugeben, wobei die Software in einem Datenspeicher abgelegt sein kann, welcher auf denselben Chip integriert ist wie die Prozessoreinrichtung oder welcher als eigenständiger, separater Datenspeicher des Kommunikationsmoduls ausgeführt ist.
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Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist es, dass das Kommunikationsmodul des Unterstützungsflugkörpers auf einfache Weise an verschiedene Bekämpfungsflugkörper und/oder Radarsysteme anpassbar ist, z. B. indem eine Software des Kommunikationsmoduls angepasst wird. Beispielsweise können auf einfache Weise neue, leistungsfähige Abwehrflugkörper mit bestehenden Radarsystemen kombiniert werden. Grundsätzlich ist auch auf einfache Weise eine Software für das Kommunikationsmodul realisierbar, welche bereits für eine Auswahl verschiedener Typen von Abwehrflugkörpern einsetzbar ist, was einen flexiblen Einsatz in verschiedenen Systemen mit unterschiedlichen Abwehrflugkörpern erleichtert. Wenn neu entwickelte Abwehrflugkörper in bereits existierende Luftverteidigungssysteme aufgenommen werden sollen, kann dies relativ einfach umgesetzt werden, indem die Software des Kommunikationsmoduls des Unterstützungsflugkörpers, welches wie eine Art „Adapter“ arbeitet, um relevante Daten für den neuen Abwehrflugkörper erweitert wird. Der Unterstützungsflugkörper erleichtert es somit, Performancelücken eines bereits bestehenden Luftverteidigungssystems zu schließen.
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Ferner wird durch die Unterbringung des Kommunikationsmoduls die Kommunikation mit dem Bekämpfungsflugkörper erleichtert. Einerseits können sehr leistungsfähige Eingangs- und Ausgangsschnittstellen, z. B. in Form von Transceivern, im Unterstützungsflugkörper untergebracht werden, ohne dass Bauraumkonflikte auftreten, z. B. mit einem Gefechtskopf, da der Unterstützungsflugkörper unbewaffnet realisiert ist. Andererseits kann der Unterstützungsflugkörper sehr kostengünstig realisiert werden, da dieser das abzuwehrende Ziel nicht selbst treffen muss und dementsprechend einfach konstruiert sein kann, z. B. hinsichtlich der aerodynamischen Stabilität und Agilität. Ferner kann durch den Unterstützungsflugkörper die Kommunikationsreichweite vergrößert werden. Darüber hinaus besteht ein weiterer Vorteil darin, dass Bekämpfungsmaßnahmen flexibler gewählt werden können. Beispielsweise ist es nicht zwingend notwendig, dass der Bekämpfungsflugkörper, also der Flugkörper, der das abzuwehrende Ziel treffen soll, dauerhaft eine sogenannte Line-Of-Sight (LOS) Verbindung, also eine direkte Sichtverbindung zum Radar besitzen muss, da die Flugleitdaten und optional auch vom Bekämpfungsflugkörper gesendete Daten in diesem sogenannten Non-Line-Of-Sight Fall indirekt über den Unterstützungsflugkörper übertragen werden können.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den auf die unabhängigen Ansprüche rückbezogenen Unteransprüchen in Verbindung mit der Beschreibung.
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Gemäß manchen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass die Eingangsschnittstelle zum Übertragen von Signalen eingerichtet ist, die im Vergleich zu an der Ausgangsschnittstelle übertragbaren Signalen verschiedene physikalische Eigenschaften aufweisen. Insbesondere können die Eingangs- und die Ausgangsschnittstelle unterschiedlich realisiert sein bzw. unterschiedliche physikalische Übertragungseigenschaften aufweisen. Dies erleichtert weiter die Kombination von Bekämpfungsflugkörpern und Radarsystemen, z. B. im Rahmen von vernetzten und verteilten Abwehrsystemen, wobei verschiedene Radarsysteme, z. B. mit verschiedenen Auffassungsraten und -reichweiten oder unterschiedlichen Messgenauigkeiten mit verschiedenen Typen von Abwehrflugkörpern kombiniert werden.
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Gemäß manchen Ausführungsformen kann die Eingangsschnittstelle zum Übertragen von Signalen in einem ersten Frequenzband eingerichtet sein, und die Ausgangsschnittstelle kann zum Übertragen von Signalen in einem von dem ersten Frequenzband verschiedenen zweiten Frequenzband eingerichtet sein.
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Gemäß weiteren Ausführungsformen kann das Kommunikationsmodul eine erste Eingangsschnittstelle aufweisen, die zum Übertragen von Signalen mit ersten physikalischen Eigenschaften, z. B. von Signalen in einem ersten Frequenzbereich oder mit einer ersten Polarität, eingerichtet ist, und eine zweite Eingangsschnittstelle, die zum Übertragen von Signalen mit zweiten physikalischen Eigenschaften eingerichtet ist, z. B. von Signalen in einem zweiten Frequenzbereich oder mit einer zweiten Polarität. Das Kommunikationsmodul des Unterstützungsflugkörpers kann somit mit völlig verschiedenen Datenübertragungsvorrichtungen, z. B. von verschiedenen Radarsystemen, verbunden werden und an der Ausgangsschnittstelle für den Bekämpfungsflugkörper passende Signale ausgeben.
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Gemäß manchen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass die Prozessoreinrichtung dazu eingerichtet ist, die empfangenen Flugleitdaten unmodifiziert als verarbeitete Flugleitdaten an die Ausgangsschnittstelle weiterzuleiten. Der Unterstützungsflugkörper kann somit als einfaches Relais dienen. Dies erleichtert insbesondere die Kommunikation zwischen Datenübertragungsvorrichtung und Abwehrflugkörper, z. B. wenn sich der Abwehrflugkörper außerhalb des Sichtfelds des Radars aufhält.
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Gemäß manchen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass die Prozessoreinrichtung dazu eingerichtet ist, die empfangenen Flugleitdaten gemäß einer prozeduralen Vorgabe, an die Ausgangschnittstelle weiterzuleiten. Unter einer vorbestimmten prozeduralen Vorgabe kann insbesondere eine Vorschrift für einen Zeitpunkt der Weiterleitung der Signale und/oder eine Vorschrift, ob Signale überhaupt weitergeleitet werden, und/oder eine Vorschrift für die Änderung von physikalischen oder Kodierungseigenschaften der Signale verstanden werden. Dabei können prozedurale Vorgaben beispielsweise fest gewählt sein oder diese Eigenschaften/Parameter werden dynamisch gewählt. Im letztgenannten Fall können z. B. in einem aktuell übertragenen Datenpaket die jeweiligen Vorschriften für das nächsten Datenpaket festgelegt werden. Dies gilt sowohl für von der Datenübertragungsvorrichtung an das Kommunikationsmodul übertragene Flugleitdaten als auch für vom Abwehrflugkörper an das Kommunikationsmodul übertragene Rückmeldedaten. Beispielsweise können in einem Datenpaket von Flugleitdaten auch die Vorschriften für das folgende Rückmeldedatenpaket enthalten sein.
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Die prozeduralen Vorgaben können beispielweise sein:
- - eine Verzögerungszeit, z. B. eine Verzögerungszeit, nach der die Prozessoreinrichtung die an der Eingangsschnittstelle empfangenen Flugleitdaten an die Ausgangsschnittstelle weiterleitet, oder eine Verzögerungszeit nach dem Senden der Flugleitdaten an den Abwehrflugkörper, nach der ein Empfang von Rückmeldedaten erwartet wird;
- - eine Zeitallokation, also ein definierter Zeitpunkt, für das Senden von Flugleitdaten und/oder Rückmeldedaten, z. B. basierend auf einem timeslot-Verfahren,
- - ein temporäres Aussetzen der Datenübertragung zwischen Kommunikationsmodul und Abwehrflugkörper und/oder zwischen Kommunikationsmodul und Datenübertragungsvorrichtung, z. B. einmalig, zweimalig, etc. oder für einen definierten Zeitraum,
- - ein Wählen eines speziellen Modulationsverfahrens für die Frequenz der übertragenen Signale aus einer vorbestimmten Auswahl an Modulationsverfahren,
- - ein Wählen einer speziellen Frequenz bzw. eines Frequenzbandes zur Übertragung der Signale aus einer Auswahl vorbestimmter Frequenzen oder Frequenzbänder,
- - ein Wählen eines Frequenz-Hopping-Verfahrens,
- - ein Wählen von Parametern für eine Kodierung der Flugleitdaten und/oder der Rückmeldedaten aus einer vorbestimmten Auswahl an Parametern und/oder eine Wählen zwischen Anwenden und Aussetzen eines solchen Kodierungsverfahrens.
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Wie dies bereits für einige Beispiele erläutert wurde, kann das Weiterleiten gemäß den prozeduralen Vorgaben sowohl bei der Weiterleitung von Flugleitdaten an den Abwehrflugkörper als auch bei der Weiterleitung von Rückmeldedaten an die Datenübertragungsvorrichtung erfolgen.
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Gemäß manchen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass die Prozessoreinrichtung dazu eingerichtet ist, die in einem ersten Datenformat empfangenen Flugleitdaten als verarbeitete Flugleitdaten in einem zweiten Datenformat auszugeben. Beispielsweise kann das Dateiformat oder Aufbau der Datenfelder der Flugleitdaten an das vom Bekämpfungsflugkörper geforderte Format angepasst werden.
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Gemäß manchen Ausführungsformen kann die Prozessoreinrichtung dazu eingerichtet sein, anhand der empfangenen Flugleitdaten eine Lenkungskenngröße zu ermitteln und auszugeben. Die Lenkungskenngröße kann insbesondere eine aktuelle Position des Ziels und/oder eine vorausgesagte Abfangposition des Ziels enthalten. Ferner kann die Lenkungskenngröße auch eine sogenannte Target-Object-Map (TOM) enthalten, in welcher relative Positionen des Ziel und möglicher Täuschkörper enthalten sind. Demnach kann die Prozessoreinrichtung dazu eingerichtet sein, den Inhalt der Flugleitdaten so anzupassen, dass diese vom Bekämpfungsflugkörper verwendet werden können. Dies erleichtert weiter die Kombination mit verschiedenen Radarsystemen, welche unterschiedliche Inhalte als Positionsdaten bzw. Flugleitdaten bereitstellen können.
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Gemäß manchen Ausführungsformen kann das Radar dazu eingerichtet sein, die Positionsdaten mit einer ersten Updaterate bereitzustellen, und die Prozessoreinrichtung kann dazu eingerichtet sein, anhand der empfangenen Flugleitdaten, welche entsprechend der ersten Updaterate ermittelt wurden, verarbeitete Flugleitdaten mit einer gegenüber der ersten Updaterate vergrößerten zweiten Updaterate an die Ausgangsschnittstelle auszugeben. Beispielsweise kann das Radar die Positionsdaten mit einer bestimmten ersten Frequenz oder Häufigkeit je Zeiteinheit erfassen. Damit stehen diskrete Positionsdaten des Ziels in bestimmten Zeitabständen zur Verfügung. Die Flugleitdaten, die von der Datenübertragungsvorrichtung an das Kommunikationsleitmodul des Unterstützungsflugkörpers gesendet werden, sind basierend auf diesen Positionsdaten erzeugt und können damit maximal mit derselben Updaterate übertragen werden. Die Prozessoreinrichtung kann die verarbeiteten Flugdaten jedoch mit einer größeren Updaterate ausgeben, z. B. indem die Prozessoreinrichtung, basierend auf den empfangenen Flugleitdaten virtuelle Flugleitdaten erzeugt und an die Ausgangsschnittstelle ausgibt. Beispielsweise können für Zeitpunkte, für die keine von der Datenübertragungsvorrichtung empfangenen Flugleitdaten zur Verfügung stehen, Werte für die Flugleitdaten extrapoliert oder in anderer Weise angenähert werden. Alternativ oder zusätzlich können Flugleitdaten aus anderen Datenquellen abgerufen und mit den von der Datenübertragungsvorrichtung empfangenen Flugleitdaten fusioniert werden. Somit wird die Anzahl an Flugleitdatensätzen, die je Zeiteinheit zur Verfügung stehen vergrößert. In gleicher Weise kann dadurch die Genauigkeit der Lenkung oder Navigation verbessert werden, z. B. durch den optionalen Einsatz von Filtern, wie einem Kalman-Filter, oder durch das erwähnte Hinzuziehen zusätzlicher Datenquellen. Damit können leistungsfähigere Abwehrflugkörper, welche typischerweise eine hohe Updaterate für die Flugleitdaten benötigen, mit bestehenden Radarsystemen und Datenübertragungsvorrichtungen noch einfacher kombiniert werden.
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Gemäß manchen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass der Unterstützungsflugkörper ein Sensorsystem aufweist, das zum Erfassen von Positionsdaten des Ziels eingerichtet ist, wobei die Prozessoreinrichtung dazu eingerichtet ist, die verarbeiteten Flugleitdaten zumindest teilweise basierend auf den vom Sensorsystem erfassten Positionsdaten zu ermitteln. Demnach kann ein Erfassen von Positionsdaten des Ziels mittels eines Sensorsystems des Unterstützungsflugkörpers erfolgen, wobei die Prozessoreinrichtung des Unterstützungsflugkörpers die verarbeiteten Flugleitdaten zumindest teilweise basierend auf den durch das Sensorsystem des Unterstützungsflugkörpers erfassten Positionsdaten erzeugt. Beispielsweise kann das Sensorsystem des Unterstützungsflugkörpers als zusätzliche Datenquelle genutzt werden, um die Updaterate zu erhöhen, mit welcher die verarbeiteten Flugleitdaten an der Ausgangsschnittstelle bereitgestellt bzw. an den Bekämpfungsflugkörper gesendet werden. Optional können die vom Sensorsystem des Unterstützungsflugkörpers erfassen Positionsdaten des Ziels, zumindest zeitweise, auch als ausschließliche Datenquelle zur Erzeugung von Flugleitdaten und damit zur Führung des Abwehrflugkörpers genutzt werden. Damit kann das beispielsweise bodengebundene Radar des Flugabwehrsystems erheblich entlastet werden, um z. B. mehrere Bekämpfungen parallel zu ermöglichen. Damit kann auf einfache Weise eine sogenannte Fire-and-Forget-Funktionsweise realisiert werden. Weiterhin kann das Radar auch zweitweise abgeschaltet werden, z. B. um für gegnerische Systeme nicht sichtbar zu sein.
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Gemäß manchen Ausführungsformen kann das Sensorsystem des Unterstützungsflugkörpers einen Infrarotsensor und/oder einen Radarsensor, insbesondere einen Ku-Band-Radarsensor, aufweisen. Optional können ein Sensorsystem des Bekämpfungsflugkörpers und das Sensorsystem des Unterstützungsflugkörpers komplementär ausgeführt sein. Beispielswiese kann der Bekämpfungsflugkörper einen Radarsensor, insbesondere einen Ka-Band-Radarsensor, und/oder hochauflösende, bildgebende Sensoren aufweisen. Diese Sensoren können z. B. dazu genutzt werden, um eine Klassifikation und/oder eine Unterscheidung und/oder eine Identifikation des Ziels durchzuführen oder um diese Funktionen zu unterstützen. Auch wird dadurch eine Trefferüberwachung erleichtert. Ein Vorteil der Unterbringung derartiger Sensoren im Unterstützungsflugkörper liegt darin, dass der Unterstützungsflugkörper im Vergleich zu einem Bodenradar auch eine geringere Distanz zum beobachteten Objekt bzw. Ziel oder einen anderen Blickwinkel aufweist. Ka-Band-Radarsensoren und hochauflösende, bildgebende Sensoren haben eine relativ geringe Reichweite bzw. ein enges Sichtfeld, sind dafür jedoch sehr genau. Ergänzend hierzu kann das Sensorsystem des Unterstützungsflugkörpers beispielsweise einen Infrarotsensor aufweisen, welcher bei der Erfassung der Position des Ziels zwar mit einem im Vergleich zu einem Ka-Band-Radarsensor großen Fehler behaftet ist, dafür aber eine hohe Auffassungsreichweite und/oder ein größeres Sichtfeld hat.
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Voranstehend wurde insbesondere beschrieben, dass Flugleitdaten von der Datenübertragungsvorrichtung an den Unterstützungsflugkörper und von diesem an den Bekämpfungsflugkörper gesendet werden. Gemäß manchen Ausführungsformen kann auch vorgesehen sein, dass die Ausgangsschnittstelle zum Empfangen von Rückmeldedaten von dem Bekämpfungsflugkörper eingerichtet ist, dass die Prozessoreinrichtung, welche zur Verarbeitung der vom Bekämpfungsflugkörper empfangenen Rückmeldedaten und zum Ausgeben von verarbeiteten Rückmeldedaten eingerichtet ist, und dass die Eingangsschnittstelle zum Senden der verarbeiteten Rückmeldedaten an die Datenübertragungsvorrichtung eingerichtet ist. Dieser Datenübertragungsvorgang kann auch als „Down-Link“ bezeichnet werden. Die Rückmeldedaten können beispielsweise Betriebszustandsdaten des Abwehrflugkörpers enthalten. Alternativ oder zusätzlich können die Rückmeldedaten auch eine vom Abwehrflugkörper angenommene eigene Position, Suchkopfdaten und dergleichen beinhalten. Grundsätzlich kann die Prozessoreinrichtung dazu eingerichtet sein, dieselben Verarbeitungsschritte für die Rückmeldedaten durchzuführen, wie dies für die Flugleitdaten beschrieben wurde. Insbesondere kann die Prozessoreinrichtung dazu eingerichtet sein, die empfangenen Rückmeldedaten unmodifiziert als verarbeitete Rückmeldedaten an die Eingangsschnittstelle weiterzuleiten und/oder die empfangenen Rückmeldedaten mit einem vorbestimmten Zeitversatz an die Eingangschnittstelle weiterzuleiten und/oder die in einem ersten Datenformat empfangenen Rückmeldedaten als verarbeitete Rückmeldedaten in einem zweiten Datenformat auszugeben. Optional kann die Prozessoreinrichtung auch dazu eingerichtet sein, die mit einer ersten Rückmelde-Updaterate vom Abwehrflugkörper bereitgestellten Rückmeldedaten als verarbeitete Rückmeldedaten mit einer gegenüber der ersten Rückmelde-Updaterate vergrößerten oder verringerten zweiten Updaterate an die Eingangsschnittstelle auszugeben.
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Die im Zusammenhang mit einem Aspekt der Erfindung offenbarten Merkmale und Vorteile sind auch für die jeweils anderen Aspekte offenbart. Beispielsweise kann der Prozessor des Kommunikationsmoduls gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung dazu eingerichtet sein, Schritte des Verfahrens gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung auszuführen. In gleicher Weise kann das System zur bodengebundenen Luftverteidigung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung das Verfahren gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung ausführen.
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Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnungen erläutert. Von den Figuren zeigen:
- 1 eine schematische, funktionale Blockdarstellung eines Systems zur bodengebundenen Luftverteidigung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 2 eine schematische Ansicht eines Abwehr- oder Bekämpfungsflugkörpers und eines Unterstützungsflugkörpers für ein System zur bodengebundenen Luftverteidigung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 3 eine schematische Darstellung der Funktionsweise eines Systems zur bodengebundenen Luftverteidigung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
- 4 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Lenkung eines Bekämpfungsflugkörpers gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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In den Figuren bezeichnen dieselben Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
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1 zeigt beispielhaft ein System 100 zur Luftverteidigung bzw. ein Flugabwehrsystem zum Bekämpfen fliegender Ziele T (in 1 nicht dargestellt), wie beispielsweise ballistische Raketen, unbemannte Flugsysteme, Marschflugkörper und Flugzeuge. Das System 100 kann insbesondere zumindest ein Radar 110, eine Datenübertragungsvorrichtung 130, einen unbemannten Bekämpfungsflugkörper 120 und einen Unterstützungsflugkörper 140 aufweisen. In 1 ist rein beispielhaft ein bodengebundenes System 100 zur Luftverteidigung gezeigt, bei welchem das Radar 100, die Datenübertragungsvorrichtung 130, der Bekämpfungsflugkörper 120 und der Unterstützungsflugkörper 140 jeweils in bodengebundenen Stationen, z. B. Fahrzeuge oder Posten, positioniert sind.
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In 1 ist rein beispielhaft ein System 100 dargestellt, welches zwei Radarsysteme 110 aufweist. Selbstverständlich kann auch nur ein Radarsystem 110 vorgesehen sein oder es können mehr als zwei Radarsysteme 110 vorgesehen sein. Das Radarsystem 110 dient zum Erfassen des fliegenden Ziels T (in 1 nicht dargestellt), um eine aktuelle Position des fliegenden Ziels zu bestimmen. Die aktuelle Position des fliegenden Ziels T kann in Form von Positionsdaten P1 ausgegeben werden. Hierzu kann das Radarsystem 110 eine Radarsensoranordnung 111 zum Aussenden und Empfangen von Radarstrahlen aufweisen. Das Radarsystem 110 kann eine sich typischerweise ändernde Position des Ziels T beispielsweise mit einer vorbestimmten Updaterate erfassen. Das heißt, das Radarsystem 110 ist dazu eingerichtet, je Zeiteinheit eine vorbestimmte Anzahl an Positionsdatensätzen zu liefern, welche die Position des Ziels T angeben. Je größer die Leistungsfähigkeit des Radarsystems 110 ist, desto höher ist dessen Updaterate.
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Optional kann das Radarsystem 110 eine Prozessoreinrichtung (nicht dargestellt) aufweisen, welche dazu eingerichtet ist, aus den Positionsdaten P1 Flugleitdaten F zu erzeugen. Die Flugleitdaten F können die Positionsdaten P1 enthalten und/oder können andere Lenkungskenngrößen, wie z. B. eine Trajektorie, einen geplanten Abfangpunkt, an dem das Ziel zerstört werden soll, oder ähnliche Daten enthalten, welche zur Navigation oder Lenkung des Abwehrflugkörpers 120 verwendet werden können. Die Erzeugung der Flugleitdaten F aus den Positionsdaten P1 kann alternativ auch getrennt von dem Radarsystem 110 erfolgen, z. B. in einem Gefechtsstand oder einer Startvorrichtung 150.
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Wie in 1 bespielhaft dargestellt, kann die Datenübertragungsvorrichtung 130 als Teil des Radarsystems 110 ausgeführt sein. Die Datenübertragungsvorrichtung 130 kann auch als eigenständiges Modul oder als Teil einer Abschuss- oder Startvorrichtung 150 zum Starten des Abwehrflugkörpers 120 und/oder des Unterstützungsflugkörpers 140 realisiert sein. Allgemein ist die Datenübertragungsvorrichtung 130 mit dem Radar 110 kommunikationsverbunden, z. B. über eine Funkverbindung, eine drahtgebundene oder eine lichtwellenleitergebundene Signalverbindung.
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Die Datenübertragungsvorrichtung 130 dient zum Senden der Flugleitdaten F an einen Empfänger und kann dementsprechend einen Sender (nicht dargestellt) aufweisen. Der Sender ist insbesondere dazu eingerichtet, Funksignale zu senden. Optional kann die Datenübertragungsvorrichtung 130 zusätzlich einen Empfänger (nicht dargestellt) aufweisen.
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In 1 ist rein beispielhaft dargestellt, dass der Bekämpfungsflugkörper 120 und der Unterstützungsflugkörper 140 in einer gemeinsamen Startvorrichtung 150 angeordnet sind. Es ist auch denkbar, dass der Bekämpfungsflugkörper 120 und der Unterstützungsflugkörper 140 aus verschiedenen, gegebenenfalls sogar räumlich getrennten Startvorrichtungen gestartet werden. In 2 sind der Bekämpfungsflugkörper 120 und der Unterstützungsflugkörper 140 mit mehr Details schematisch dargestellt.
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Der Bekämpfungsflugkörper 120 ist dazu ausgelegt, das Ziel T zu treffen und dadurch zu bekämpfen. Insbesondere ist der Bekämpfungsflugkörper 120 als manövrierfähiger, unbemannter Flugkörper realisiert. Wie in 2 schematisch und rein beispielhaft dargestellt ist, kann der Bekämpfungsflugkörper 120 einen Rumpf 121 und von dem Rumpf 121 abstehende aerodynamische Steuerfinnen 122 aufweisen. Alternativ oder zusätzlich zu den Steuerfinnen 122 können auch Querschubsysteme (nicht dargestellt) integriert sein. Zum Bekämpfen des Ziels T kann ferner ein Gefechtskopf 125 vorgesehen sein, welcher beispielsweise wie in 2 schematisch dargestellt im Rumpf 121 aufgenommen sein kann. Ferner kann der Bekämpfungsflugkörper 120 einen eigenen Antrieb (nicht dargestellt), z. B. in Form eines Triebwerks aufweisen.
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Zum Manövrieren des Bekämpfungsflugkörpers 120 kann eine Flugsteuerungsvorrichtung 123 vorgesehen sein, welche dazu eingerichtet ist, Steuersignale zu erzeugen, um die Steuerfinnen 122 mittels Aktuatoren (nicht dargestellt) zu bewegen und/oder gegebenenfalls vorhandene Querschubsysteme zu betätigen und/oder um den Antrieb (nicht dargestellt) zu regeln. Die Flugsteuerungsvorrichtung 123 kann beispielsweise dazu eingerichtet sein, die Steuersignale basierend auf Flugleitdaten zu erzeugen, die von einer externen Quelle, z. B. dem Unterstützungsflugkörper 140, an den Bekämpfungsflugkörper 120 gesendet werden, wie dies nachfolgend noch im Detail erläutert wird. Wie in 2 beispielhaft gezeigt, kann zusätzlich vorgesehen sein, dass der Bekämpfungsflugkörper 120 einen Suchkopf 124 mit einem eigenen Sensorsystem 126 aufweist, welches dazu eingerichtet ist, das Ziel T zu erfassen und zu verfolgen. Beispielsweise kann das Sensorsystem 126 einen optischen Sensor 127 und/oder einen Radarsensor 128 aufweisen. Das Sensorsystem 126 kann mit der Flugsteuerungsvorrichtung 123 verbunden sein, so dass die Flugsteuerungsvorrichtung 123 von dem Sensorsystem 126 Sensordaten P3 erhält, welche eine aktuelle Position des Ziels repräsentieren, wobei die Flugsteuerungsvorrichtung 123 dazu eingerichtet ist, die Steuersignale basierend auf den Sensordaten P3 zu erzeugen.
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Wie in 2 beispielhaft dargestellt, kann die Flugsteuerungsvorrichtung 123 insbesondere im Rumpf 121 untergebracht sein. Optional kann die Flugsteuerungsvorrichtung 123 oder allgemein der Bekämpfungsflugkörper 120 dazu eingerichtet sein, Statusdaten an einen Empfänger zu senden, z. B. an den Unterstützungsflugkörper 140. Die Statusdaten können beispielsweise eine aktuelle Position des Bekämpfungsflugkörpers 120, einen Betriebszustand und dergleichen enthalten.
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Der Unterstützungsflugkörper 140 ist ebenfalls schematisch und rein beispielhaft in 2 dargestellt. Insbesondere kann der Unterstützungsflugkörper 140 ebenfalls als manövrierfähiger, unbemannter Flugkörper realisiert sein. Wie in 2 schematisch und rein beispielhaft dargestellt ist, kann der Unterstützungsflugkörper 140 einen Rumpf 141 und von dem Rumpf 141 abstehende aerodynamische Steuerfinnen 145 aufweisen. Ferner kann der Unterstützungsflugkörper 140 einen eigenen Antrieb (nicht dargestellt), z. B. in Form eines Triebwerks aufweisen, und eine Flugsteuerungsvorrichtung (nicht dargestellt) aufweisen, welche dazu eingerichtet ist, Steuersignale zu erzeugen, um die Steuerfinnen 145 mittels Aktuatoren (nicht dargestellt) zu bewegen und/oder um den Antrieb (nicht dargestellt) zu regeln. Die Flugsteuerungsvorrichtung kann beispielsweise dazu eingerichtet sein, die Steuersignale basierend auf Flugleitdaten zu erzeugen, die von einer externen Quelle, z. B. der Datenübertragungsvorrichtung 130, an den Unterstützungsflugkörper 140 gesendet werden.
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Wie in 2 ferner dargestellt ist, kann der Unterstützungsflugkörper 140 ein Kommunikationsmodul 1 und ein optionales Sensorsystem 142 aufweisen. Das Kommunikationsmodul 1 kann insbesondere eine Eingangsschnittstelle 11, eine Ausgangsschnittstelle 12 und eine Prozessoreinrichtung 13 aufweisen. Optional kann als Teil der Prozessoreinrichtung 13 oder als Teil des Kommunikationsmoduls 1 ein Datenspeicher (nicht dargestellt) vorgesehen sein. Wie in 2 schematisch dargestellt ist, sind die Eingangsschnittstelle 11 und die Ausgangsschnittstelle 12 jeweils mit der Prozessoreinrichtung 13 verbunden.
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Die Eingangsschnittstelle 11 ist dazu eingerichtet, Funksignale S1, S3 zu empfangen, z. B. die Flugleitdaten F, welche von der Datenübertragungsvorrichtung 130 gesendet werden. Die Eingangsschnittstelle 11 kann auch zum Senden von Signalen S1, S3 eingerichtet sein, z. B. an die Datenübertragungsvorrichtung 130. Wie in 2 beispielhaft dargestellt ist, können mehrere Eingangsschnittstellen 11 vorgesehen sein, z. B. eine erste und eine zweite Eingangsschnittstelle 11A, 11B. Die erste Eingangsschnittstelle 11A kann insbesondere zum Übertragen von Signalen S1 mit ersten physikalischen Eigenschaften eingerichtet sein, z. B. zum Übertragen von Signalen in einem ersten Frequenzband, und die zweite Eingangsschnittstelle 11B kann zum Übertragen von Signalen S3 mit zweiten physikalischen Eigenschaften eingerichtet sein, z. B. zum Übertragen von Signalen in einem vom ersten Frequenzband verschiedenen Frequenzband.
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Die Ausgangsschnittstelle 12 ist zum Senden von Daten an den Bekämpfungsflugkörper 120 und optional auch zum Empfangen von Daten von dem Bekämpfungsflugkörper 120 eingerichtet. Allgemein ist die Ausgangsschnittstelle 12 zum Übertragen von Funksignalen S2 eingerichtet. Optional kann vorgesehen sein, dass die Ausgangsschnittstelle 12 zum Übertragen von Signalen S2 eingerichtet ist, deren physikalische Eigenschaften sich von den an der Eingangsschnittstelle 11 empfangenen Signalen S1, S3 unterscheiden. Beispielsweise kann die Eingangsschnittstelle 11 zum Übertragen von Signalen S1 in einem ersten Frequenzband eingerichtet sein und die Ausgangsschnittstelle 12 kann zum Übertragen von Signalen S2 in einem von dem ersten Frequenzband verschiedenen zweiten Frequenzband eingerichtet sein.
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Die Prozessoreinrichtung 13 ist allgemein dazu eingerichtet, basierend auf einem Eingangssignal, ein Ausgangssignal zu erzeugen. Beispielsweise kann die Prozessoreinrichtung 13 einen oder mehrere Mikrocontroller, CPU(s), FPGA(s), ASIC(s) oder dergleichen aufweisen. Die Prozessoreinrichtung 13 ist ferner dazu eingerichtet, auf einem Datenspeicher (nicht dargestellt) gespeicherte Software auszuführen, um das Ausgangssignal basierend auf dem Eingangssignal gemäß einer durch die Software definierten Rechenvorschrift zu erzeugen. Der Datenspeicher kann insbesondere ein nicht-flüchtiger Datenspeicher sein, z. B. eine Festplatte, eine CD, eine DVD, eine Blu-ray-Disc, eine Diskette, ein SSD-Speicher, ein Flash-Speicher oder dergleichen.
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Wie dies in 2 schematisch dargestellt ist, erhält die Prozessoreinrichtung 13 über die Eingangsschnittstelle 11 des Kommunikationsmoduls 1 die Flugleitdaten F von der Datenübertragungsvorrichtung 130, welche ihrerseits, wie oben beschrieben, die Flugleitdaten F z. B. von dem Radarsystem 110 erhält. Die Prozessoreinrichtung 13 ist dazu eingerichtet, die empfangenen Flugleitdaten F zu verarbeiten und verarbeitete Flugleitdaten F' an die Ausgangsschnittstelle 12 auszugeben. Von der Ausgangsschnittstelle 12 werden die verarbeiteten Flugleitdaten F' als Funksignale S2 an den Bekämpfungsflugkörper 120 übertragen und die Flugsteuerungsvorrichtung 123 des Bekämpfungsflugkörpers 120 manövriert bzw. steuert oder lenkt diesen basierend auf den von dem Kommunikationsmodul 1 empfangenen Flugleitdaten F'. Das Senden von Daten von der Ausgangsschnittstelle 12 des Kommunikationsmoduls 1 an den Abwehrflugkörper 130 kann auch als Up-Link bezeichnet werden.
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Das optionale Sensorsystem 142 des Unterstützungsflugkörpers 140 ist, wie das Radarsystem 110, zum Erfassen von Positionsdaten P2 des Ziels T eingerichtet, beispielsweise kann das Sensorsystem 142 einen Infrarotsensor (143) und/oder einen Radarsensor 144, z. B. einen Ku-Band-Radarsensor aufweisen. Damit kann der Unterstützungsflugkörper 140 selbst die Position des Ziels T ermitteln. Das Sensorsystem 142 kann mit einer Sensorschnittstelle 15 des Kommunikationsmoduls 1 verbunden sein, um die vom Sensorsystem 140 erfassten Positionsdaten P2 der Prozessoreinrichtung 13 als Eingangssignal bereitzustellen.
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Die Funktionsweise des Systems 100 wird beispielhaft anhand der 3 unter Bezugnahme auf den in 4 schematisch dargestellten Verfahrensablauf M beschrieben.
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In 3 ist schematisch ein System zur Luftverteidigung 100 dargestellt, welches zwei bodengebundene Radarsysteme 110A, 110B und eine bodengebundene Abschussvorrichtung 150 aufweist. Wie bereits erläutert, kann auch eine andere Anzahl an Radarsystemen 110 und Abschussvorrichtungen 150 vorgesehen sein. In der Abschussvorrichtung 150 sind zumindest ein Bekämpfungsflugkörper 120 und zumindest ein Unterstützungsflugkörper 140 startbereit vorgesehen. Wie bereits erwähnt, kann der Unterstützungsflugkörper 140 auch von einer anderen Abschuss- oder Startvorrichtung aus gestartet werden, wobei auch denkbar ist, dass der Unterstützungsflugkörper 140 von einem Schiff oder einem Flugzeug aus gestartet wird. Wie in 3 schematisch gezeigt ist, können die Radarsysteme 110 und die Abschussvorrichtung 150 beispielsweise räumlich verteilt im Gelände angeordnet sein bzw. an geographisch verschiedenen Stellen. Insbesondere ist auch denkbar, dass die Radarsysteme 110 voneinander verschiedene Auffassungsreichweiten und/oder verschiedene Sensorauflösungen und/oder Updateraten aufweisen.
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3 zeigt das Flugabwehrsystem 100 zu verschiedenen Zeitpunkten t1, t2, t3. Die Flugbahn eines fliegenden Ziels T ist in 3 als gestrichelte Linie LT dargestellt. Die Flugbahn des Abwehr- oder Bekämpfungsflugkörpers 120 ist in 3 als gestrichelte Linie L120 dargestellt. Die Flugbahn des Unterstützungsflugkörpers 140 ist in 3 als gestrichelte Linie L140 dargestellt.
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Die Radarsysteme 110 überwachen den Luftraum. Wenn ein fliegendes Ziel T, z. B. eine ballistische Rakete, wie dies in 3 beispielhaft gezeigt ist, in den überwachten Luftraum eindringt, wird dieser von den Radarsystemen 110 erkannt. Gemäß einem Verfahren M zum Lenken oder Manövrieren des Bekämpfungsflugkörpers 120 zum Bekämpfen des fliegenden Ziels T erfolgt ein Erfassen M1 von Positionsdaten P1 des detektierten Ziels T mittels zumindest einem Radarsystem 110. In 3 entspricht dies dem Zeitpunkt t1. Das Radarsystem 110 oder die Radarsysteme 110 erfassen somit in bestimmten Zeitabständen das Ziel und ermitteln die aktuelle Position des Ziels T.
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Wie in 4 gezeigt, werden in einem weiteren Schritt M2 basierend auf den vom Radarsystem 110 erfassen Positionsdaten P1 Flugleitdaten F erzeugt, z. B. mittels des Radarsystems 110 selbst. Alternativ kann das Radarsystem 110 die Positionsdaten P1 auch an den Startbehälter 150 senden und eine Prozessoreinheit (nicht gezeigt) der Startvorrichtung 150 erzeugt die Flugleitdaten F.
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Wie in 4 gezeigt ist, erfolgt in einem weiteren Schritt M3 ein Starten M3 des Bekämpfungsflugkörpers 120 und des Unterstützungsflugkörpers 140 mittels der Startvorrichtung 150. Der Bekämpfungsflugkörper 120 und der Unterstützungsflugkörper 140 können gleichzeitig oder nacheinander gestartet werden. Das Starten des Bekämpfungs- und des Unterstützungsflugkörpers 120, 140 kann beispielsweise zum Zeitpunkt t1 erfolgen, wie dies in 3 schematisch dargestellt ist, oder etwas zeitverzögert.
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In einem weiteren Schritt M4, dessen Ausführung ebenfalls mit zum Zeitpunkt t1 beginnen kann, übermittelt die Datenübertragungsvorrichtung 130 die Flugleitdaten F an den Unterstützungsflugkörper 140. Insbesondere werden entsprechende Funksignale S1, S3 an die Eingangsschnittstelle 11 der Kommunikationseinrichtung 1 des Unterstützungsflugkörpers 140 übertragen. Der Unterstützungsflugkörper 140 kann optional basierend auf den erhaltenen Flugleitdaten F mittels seiner Flugsteuerungsvorrichtung (nicht dargestellt) navigiert oder gelenkt werden. Alternativ hierzu kann auch vorgesehen sein, dass der Unterstützungsflugkörper 140 eine vorgegebene Trajektorie, die z. B. in der Flugsteuerungsvorrichtung (nicht dargestellt) des Unterstützungsflugkörpers 140 gespeichert sein kann, abfliegt.
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Wie 4 zeigt, erfolgt in einem weiteren Schritt M5 ein Verarbeiten der Flugleitdaten F durch die Prozessoreinrichtung 13 des Unterstützungsflugkörpers 140. Die Prozessoreinrichtung 13 erzeugt beim Verarbeiten M5 verarbeitete Flugleitdaten F' und gibt diese an die Ausgangsschnittstelle 12 des Kommunikationsmoduls 1 aus. Von dort werden die verarbeiteten Flugleitdaten F' an den Bekämpfungsflugkörper 120 übertragen (Schritt M6) und der Bekämpfungsflugkörper 120 wird basierend auf den verarbeiteten Flugleitdaten F' gelenkt bzw. gesteuert (Schritt M7). Insbesondere erhält die Flugsteuerungsvorrichtung 123 des Bekämpfungsflugkörpers 120 die Flugleitdaten F' und erzeugt basierend auf den Flugleitdaten F' Steuersignale, welche eine Betätigung der Steuerfinnen 122 bzw. der Querschubsysteme und/oder des Antriebs (in 2 nicht dargestellt) veranlassen.
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Optional kann vorgesehen sein, dass unmittelbar nach dem Starten von Bekämpfungsflugkörper 120 und Unterstützungsflugkörper 140, z. B. zwischen den Zeitpunkten t1 und t2, die Flugleitdaten F von der Datenübertragungsvorrichtung 130 auch direkt an den Bekämpfungsflugkörper 120 übertragen werden und der Bekämpfungsflugkörper 120 in einer Startphase basierend auf den direkt von der Datenübertragungsvorrichtung 130 empfangenen Flugleitdaten F navigiert oder gelenkt wird. Am Ende der Startphase, z. B. zum Zeitpunkt t2, beispielsweise wenn der Bekämpfungsflugkörper 120 eine vorbestimmte Position und/oder eine vorbestimmte Fluggeschwindigkeit erreicht hat, wird die Übermittlung von Flugleitdaten F von der Datenübertragungsvorrichtung 130 an den Bekämpfungsflugkörper 120 beendet und der Bekämpfungsflugkörper 120 wird gemäß Schritt M7 basierend auf den vom Kommunikationsmodul 1 des Unterstützungsflugkörpers 140 bereitgestellten verarbeiteten Flugleitdaten F' gelenkt bzw. gesteuert oder manövriert. Allgemein kann in der Startphase auch der Unterstützungsflugkörper 140 basierend auf den von der Datenübertragungsvorrichtung 130 erhaltenen Flugleitdaten F geführt werden, wie dies bereits erwähnt wurde. In der Startphase befinden sich vorzugsweise sowohl der Bekämpfungsflugkörper 120 als auch der Unterstützungsflugkörper 140 innerhalb eins Sichtfelds des Radarsystems 110, so dass deren Position von dem Radarsystem 110 erfasst werden kann.
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Auf diese Weise kann der Bekämpfungsflugkörper 120 in Richtung des Ziels T gelenkt bzw. manövriert werden, wie dies in 3 durch die verschiedenen Positionen des Ziels T und des Bekämpfungsflugkörpers 120 zu den Zeitpunkten t2 und t3 symbolisch dargestellt ist, wobei zum Zeitpunkt t3 das Ziel T von dem Bekämpfungsflugkörper 120 getroffen wird. Der Unterstützungsflugkörper 140 kann nach dem Start derart geführt oder navigiert werden, dass dieser sich in einem vorbestimmten Korridor relativ zum Bekämpfungsflugkörper 120 bewegt und/oder dass dieser entlang einer vorbestimmten Trajektorie relativ zu der Position der Datenübertragungsvorrichtung 130 (in 3 nicht dargestellt) fliegt.
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Das Verarbeiten M5 der empfangenen Flugleitdaten F durch die Prozessoreinrichtung 13 kann insbesondere ein unmodifiziertes Weiterleiten der empfangenen Flugleitdaten F als verarbeitete Flugleitdaten F' an die Ausgangsschnittstelle 12 umfassen. Bereits diese einfache Weiterleitungsfunktion kann die Bekämpfungseffizienz des Systems 100 verbessern. Wenn der Bekämpfungsflugkörper 120 beispielsweise aus dem Sichtfeld des oder der Radarsysteme 110 verschwindet, in 3 z. B. aus dem Sichtfeld des Radarsystems 110A aufgrund von Sichthindernissen wie Gebirgen, können Positionsdaten P1 des Ziels T, die das Radarsystem 110A in den Flugleitdaten F liefert, über den Unterstützungsflugkörper 140 weiterhin zuverlässig an den Bekämpfungsflugkörper 120 übermittelt werden.
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Optional kann die Prozessoreinrichtung 13 in Schritt M5 die empfangenen Flugleitdaten F mit einem vorbestimmten Zeitversatz an die Ausgangschnittstelle 12 weiterleiten. Generell kann die Prozessoreinrichtung 13 in Schritt M5 die empfangenen Flugleitdaten F gemäß einer vorbestimmten prozeduralen Vorgabe an die Ausgangschnittstelle 12 weiterleiten.
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Ferner ist auch denkbar, dass die Prozessoreinrichtung 13 in Schritt M5 die in einem ersten Datenformat empfangenen Flugleitdaten F als verarbeitete Flugleitdaten F' in einem zweiten Datenformat an die Ausgangsschnittstelle 12 ausgibt. Alternativ oder zusätzlich kann die Prozessoreinrichtung 13 in Schritt M5 anhand der empfangenen Flugleitdaten F eine Lenkungskenngröße, z. B. eine aktuelle Position des Ziels T, eine vorausgesagte Abfangposition des Ziels T und/oder eine Target-Object-Map (TOM), in welcher relative Positionen des Ziel T und möglicher Täuschkörper enthalten sind, ermitteln und an die Ausgangsschnittstelle 12 ausgeben. Diese optionalen Verarbeitungsfunktionen der Prozessoreinrichtung 13 des Kommunikationsmoduls 1 des Unterstützungsflugkörpers 140 erleichtert die Kombination des Bekämpfungsflugkörpers 120 mit verschiedenen Radarsystemen 110A, 110B. Beispielsweise kann es sein, dass der Bekämpfungsflugkörper 120 zur Navigation oder Lenkung in Richtung des Ziels T die vorausgesagte Abfangposition des Ziels T als Lenkungskenngröße benötigt und diese Information grundsätzlich aus den vom Radar 110A erzeugten Flugleitdaten F erhalten kann. In diesem Fall kann das Kommunikationsmodul 1 des Unterstützungsflugkörpers 140 die Flugleitdaten F des Radars 110A einfach als verarbeitete Flugleitdaten F' an den Abwehrflugkörper 120 weiterleiten. Wenn das Radar 110A ausfällt oder das Ziel T für das Radar 110A nicht sichtbar ist, das Radar 110B jedoch in der Lage ist, das Ziel T zu erfassen, kann der Bekämpfungsflugkörper 120 mithilfe des Radars 110B gelenkt oder manövriert werden, selbst dann, wenn die vom Radar 110B gelieferten Flugleitdaten F als Lenkungskenngröße die aktuelle Position des Ziels T, anstatt der benötigten vorausgesagten Abfangposition liefert. In diesem Fall ermittelt die Prozessoreinrichtung 13 des Kommunikationsmoduls 1 des Unterstützungsflugkörpers 140 aus den an der Eingangsschnittstelle 11 erhaltenen Flugleitdaten F die vorausgesagte Abfangposition und gibt diese in den verarbeiteten Flugleitdaten F' über seine Ausgangsschnittstelle 12 an den Abwehrflugkörper 120 weiter.
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Eine weitere optionale Verarbeitungsfunktion der Prozessoreinrichtung 13, die in Schritt M5 durchgeführt werden kann, kann darin liegen, dass die Prozessoreinrichtung 13 anhand der von der Datenübertragungsvorrichtung 130 empfangenen Flugleitdaten F, welche entsprechend der Updaterate des Radars 110 ermittelt wurden, verarbeitete Flugleitdaten F' mit einer gegenüber der Updaterate des Radars 110 vergrößerten Updaterate an die Ausgangsschnittstelle 12 ausgibt. Beispielsweise kann der Bekämpfungsflugkörper 120 die Flugleitdaten mit einer höheren Updaterate benötigen, als diese durch das Radar 110 bereitgestellt werden kann. In diesem Fall kann die Prozessoreinrichtung 13 die Updaterate selbst vergrößern. Beispielsweise ist es möglich, dass die Prozessoreinrichtung 13 basierend auf den empfangenen Flugleitdaten F virtuelle Flugleitdaten F'' erzeugt und an die Ausgangsschnittstelle 12 ausgibt. Hierbei berechnet die Prozessoreinrichtung 13 näherungsweise Flugleitdaten für Zeitpunkte, zu denen das Radar 110 selbst keine Flugleitdaten liefert. Hierfür kann die Prozessoreinrichtung 13 beispielsweise Software ausführen, welche entsprechende Simulationsmodelle beinhaltet. Die so erzeugten virtuellen Flugleitdaten F'' werden zusammen mit den gegebenenfalls modifizierten oder unmodifizierten Flugleitdaten als verarbeitete Flugleitdaten F' an der Ausgangsschnittstelle 12 des Kommunikationsmoduls ausgegeben.
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Zusätzlich zu dem Schritt M5 kann im optionalen Schritt M50 der Abwehrflugkörper 120 Rückmeldedaten an die Ausgangsschnittstelle 12 des Kommunikationsmoduls 1 des Unterstützungsflugkörpers 140 senden, was auch als Down-Link bezeichnet werden kann. Ferner kann in Schritt M50 die Prozessoreinrichtung 13 die empfangenen Rückmeldedaten verarbeiten und an die Eingangsschnittstelle 11 ausgeben, wobei die Eingangsschnittstelle 11 die verarbeiteten Rückmeldedaten an die Datenübertragungsvorrichtung 130 sendet. Die Rückmeldedaten können beispielsweise Betriebszustandsdaten des Abwehrflugkörpers 120, eine vom Abwehrflugkörper angenommene eigene Position, Suchkopfdaten oder dergleichen beinhalten. In Schritt M50 kann die Prozessoreinrichtung 13 beispielsweise, die empfangenen Rückmeldedaten unmodifiziert als verarbeitete Rückmeldedaten an die Eingangsschnittstelle 11 weiterleiten und/oder die empfangenen Rückmeldedaten mit einem vorbestimmten Zeitversatz an die Eingangschnittstelle11 weiterleiten und/oder die in einem ersten Datenformat empfangenen Rückmeldedaten als verarbeitete Rückmeldedaten in einem zweiten Datenformat an die Eingangsschnittstelle 11 ausgeben. Optional kann die Prozessoreinrichtung 13, die mit einer ersten Rückmelde-Updaterate vom Abwehrflugkörper 120 bereitgestellten Rückmeldedaten als verarbeitete Rückmeldedaten mit einer gegenüber der ersten Rückmelde-Updaterate vergrößerten oder verringerten zweiten Updaterate an die Eingangsschnittstelle 11 ausgeben.
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Selbstverständlich können auch an der Ausgangschnittstelle 12 vom Abwehrflugkörper 120 empfangene Rückmeldedaten durch die Prozessoreinrichtung 13 gemäß einer vorbestimmten prozeduralen Vorgabe an die Eingangsschnittstelle 11 weitergeleitet werden. Weitere prozedurale Vorgaben, sowohl für den Up-Link als auch für den Down-Link können z. B. sein:
- - eine Zeitallokation, also definierter Zeitpunkt, für das Senden von Flugleitdaten und/oder Rückmeldedaten, z. B. basierend auf einem timeslot-Verfahren,
- - ein temporäres Aussetzen der Datenübertragung zwischen Kommunikationsmodul 1 und Abwehrflugkörper 120 und/oder zwischen Kommunikationsmodul 1 und Datenübertragungsvorrichtung 130, z. B. einmalig, zweimalig, etc. oder für einen definierten Zeitraum,
- - ein Wählen eines speziellen Modulationsverfahrens für die Frequenz der übertragenen Signale aus einer vorbestimmten Auswahl an Modulationsverfahren,
- - ein Wählen einer speziellen Frequenz bzw. eines Frequenzbandes zur Übertragung der Signale aus einer Auswahl vorbestimmter Frequenzen oder Frequenzbänder,
- - ein Wählen eines Frequenz-Hopping-Verfahrens,
- - ein Wählen von Parametern für eine Kodierung der Flugleitdaten F und/oder der Rückmeldedaten aus einer vorbestimmten Auswahl an Parametern und/oder eine Wählen zwischen Anwenden und Aussetzen eines solchen Kodierungsverfahrens.
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Wie in 4 weiterhin dargestellt ist, kann ferner ein optionaler Verfahrensschritt M51 ausgeführt werden, in welchem Positionsdaten P2 des Ziels T mittels des Sensorsystems 142 des Unterstützungsflugkörpers 140 erfasst werden. In diesem Fall kann die Prozessoreinrichtung 13 aus den an der Sensorschnittstelle 15 erhaltenen Positionsdaten P2 Flugleitdaten zum Lenken des Bekämpfungsflugkörpers 120 ermitteln und als verarbeitete Flugleitdaten F' an die Ausgangsschnittstelle 12 ausgeben. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Prozessoreinrichtung 13 die verarbeiteten Flugdaten F' ganz oder teilweise basierend auf den vom Sensorsystem 142 erfassten Positionsdaten P2 ermittelt.
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Insbesondere ist es denkbar, dass die Prozessoreinrichtung 13 die an der Sensorschnittstelle 15 erhaltenen Positionsdaten P2 und die an der Eingangsschnittstelle 11 von der Datenübertragungsvorrichtung 130 erhaltenen Flugleitdaten F fusioniert und die fusionierten Daten als verarbeitete Flugleitdaten F' ausgibt. Dies ist eine weitere Möglichkeit die Updaterate zu vergrößern. Ferner kann dadurch die Zuverlässigkeit der Flugleitdaten F' verbessert werden. Darüber hinaus kann der Bekämpfungsflugkörper 120 mithilfe der vom Sensorsystem 142 des Unterstützungsflugkörpers 140 erfassten Positionsdaten P2 auch völlig ohne von einem Radarsystem 110 gelieferten Flugleitdaten F gelenkt bzw. gesteuert werden, zumindest zeitweise.
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In einer Flugphase kurz vor dem Abfangen des Ziels T durch den Bekämpfungsflugkörper 120 kann dieser dazu eingerichtet sein, selbständig zu navigieren, z. B. mithilfe der von seinem Sensorsystem 126 erfassen Sensordaten P3.
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Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand von Ausführungsbeispielen exemplarisch erläutert wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar. Insbesondere sind auch Kombinationen der voranstehenden Ausführungsbeispiele denkbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kommunikationsmodul
- 11
- Eingangsschnittstelle
- 11A
- erste Eingangsschnittstelle
- 11B
- zweite Eingangsschnittstelle
- 12
- Ausgangsschnittstelle
- 13
- Prozessoreinrichtung
- 15
- Sensorschnittstelle
- 100
- System
- 110
- Radar
- 110A
- Radarsystem
- 110B
- Radarsystem
- 111
- Radarsensoranordnung
- 120
- Bekämpfungsflugkörper
- 121
- Rumpf
- 122
- Steuerfinnen
- 123
- Flugsteuerungsvorrichtung
- 124
- Suchkopf
- 125
- Gefechtskopf
- 126
- Sensorsystem
- 127
- optischer Sensor
- 128
- Radarsensor
- 130
- Datenübertragungsvorrichtung
- 140
- Unterstützungsflugkörper
- 141
- Rumpf
- 142
- Sensorsystem
- 143
- Infrarotsensor
- 144
- Radarsensor
- 145
- Steuerfinnen
- 150
- Abschussvorrichtung
- F
- empfangene Flugleitdaten
- F'
- verarbeitete Flugleitdaten
- F"
- virtuelle Flugleitdaten
- LT
- Flugbahn des Ziels
- L120
- Flugbahn des Bekämpfungsflugkörpers
- L140
- Flugbahn des Unterstützungsflugkörpers
- M
- Verfahren
- M1-M7
- Verfahrensschritte
- M51
- Verfahrensschritt
- P1
- Positionsdaten
- P2
- Positionsdaten
- S1-S3
- Signale
- T
- Ziel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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