DE102021000574A1 - multi-body flight system - Google Patents
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Abstract
Ein Mehrkörperflugsystem umfasst einen Primärflugkörper; mehrere Sekundärflugkörper, welche jeweils über ein Trage- und Abwurfsystem an dem Primärflugkörper zur Herstellung einer Startkonfiguration ankoppelbar und von dem Primärflugkörper im Flug auslösbar zur Herstellung einer Einsatzkonfiguration ausgebildet sind; und ein Steuersystem, welches dazu ausgebildet ist, die Sekundärflugkörper in Abhängigkeit von Missionsvorgaben während des Einsatzes aus der Startkonfiguration von dem Primärflugkörper auszulösen und den Primärflugkörper und die ausgelösten Sekundärflugkörper die Einsatzkonfiguration einnehmen zu lassen.A multi-body flight system includes a primary missile; a plurality of secondary missiles, each of which can be coupled via a carrying and launching system to the primary missile to create a launch configuration and can be triggered by the primary missile in flight to create a mission configuration; and a control system which is designed to release the secondary missiles from the primary missile as a function of mission specifications during the deployment from the launch configuration and to allow the primary missile and the deployed secondary missiles to assume the deployment configuration.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mehrkörperflugsystem.The present invention relates to a multi-body flight system.
Flugkörper wie beispielsweise Lenkflugkörper sind typischerweise für bestimmte mehr oder weniger stark eingegrenzte Einsatzszenarien und Zielkonstellationen ausgelegt und optimiert. Entsprechend werden normalerweise je nach Anwendung unterschiedliche Typen von Flugkörpern eingesetzt, die sich unmittelbar vor oder während eines Einsatzes nur noch in stark eingeschränktem Maße, falls überhaupt, hinsichtlich ihrer Mechanik und/oder Aerodynamik umkonfigurieren lassen. Es wäre deshalb grundsätzlich wünschenswert, wenn eine höhere Flexibilität in der Einsetzbarkeit von Flugkörpern erreicht werden könnte. Idealerweise wäre ein konkreter Flugkörper nicht nur in unterschiedlichen Szenarien, sondern zudem auch unter wechselnden technischen Anforderungen einsetzbar. Anders formuliert besteht ein Bedarf nach einem Flugkörper, welcher unterschiedlichen Missionsanforderungen zur Bekämpfung von Mehrfachzielen gerecht wird, die möglicherweise erst im Zuge eines zukünftigen Einsatzes konkretisiert bzw. definiert werden.Missiles such as, for example, guided missiles are typically designed and optimized for specific, more or less limited, deployment scenarios and target constellations. Accordingly, depending on the application, different types of missiles are normally used, which can only be reconfigured to a very limited extent, if at all, with regard to their mechanics and/or aerodynamics immediately before or during use. It would therefore be fundamentally desirable if greater flexibility in the deployment of missiles could be achieved. Ideally, a specific missile would not only be usable in different scenarios, but also under changing technical requirements. In other words, there is a need for a missile that meets different mission requirements for combating multiple targets, which may only be specified or defined in the course of a future mission.
Für die Kopplung von Lasten an äußeren Strukturen von fliegenden Plattformen sind unterschiedliche Systeme vorgesehen. Beispielsweise können Lasten oder Abwurfgeräte wie Lenkflugkörper an Luftfahrzeugen mechanisch lösbar befestigt werden, z.B. über so genannte Lastenschlösser. Zu diesen und ähnlichen Zwecken eingesetzte mechanische Verbindungssysteme umfassen Schienenstartgeräte (englisch: „Rail Launcher“), Ausstoßmechanismen (englisch: „Eject Launcher“) und Trennungsmechanismen über ausfahrbare Trapeze (so genannte Scherenmechanismen). Beispielsweise beschreibt die Druckschrift
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, flexibel anpassbare Lösungen für einen Flugkörper zur Bekämpfung unterschiedlicher Ziele mit wechselnden Anforderungen zu finden.Against this background, the object of the present invention is to find flexibly adaptable solutions for a missile for combating different targets with changing requirements.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Mehrkörperflugsystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.According to the invention, this object is achieved by a multi-body flight system with the features of
Demgemäß ist ein Mehrkörperflugsystem vorgesehen. Das Mehrkörperflugsystem umfasst einen Primärflugkörper; mehrere Sekundärflugkörper, welche jeweils über ein Trage- und Abwurfsystem an dem Primärflugkörper zur Herstellung einer Startkonfiguration ankoppelbar und von dem Primärflugkörper im Flug auslösbar zur Herstellung einer Einsatzkonfiguration ausgebildet sind; und ein Steuersystem, welches dazu ausgebildet ist, die Sekundärflugkörper in Abhängigkeit von Missionsvorgaben während des Einsatzes aus der Startkonfiguration von dem Primärflugkörper auszulösen und den Primärflugkörper und die ausgelösten Sekundärflugkörper die Einsatzkonfiguration einnehmen zu lassen.Accordingly, a multi-body flight system is provided. The multi-body flight system includes a primary missile; a plurality of secondary missiles, each of which can be coupled via a carrying and launching system to the primary missile to create a launch configuration and can be triggered by the primary missile in flight to create a mission configuration; and a control system which is designed to release the secondary missiles from the primary missile as a function of mission specifications during the deployment from the launch configuration and to allow the primary missile and the deployed secondary missiles to assume the deployment configuration.
Eine der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, eine modular aufgebauten Flugkörper bereitzustellen, der sich im Einsatz je nach Bedarf und in Abhängigkeit von dem jeweiligen Szenario in einzelne Module aufteilen lässt, welche dann individuell und/oder kollaborativ im Schwarm je nach Bedarf unterschiedliche Aufgaben übernehmen können. Das hierdurch geschaffene System ist skalierbar und damit anpassungsfähig und kann somit beispielsweise sehr gut an logistische, mechanische und/oder aerodynamische Aspekte oder Anforderungen der Regelungstechnik angepasst werden. Es handelt sich in diesem Sinne also letztendlich um ein morphierendes Flugkörpersystem, welches sich für variierende komplexe Luftrauminteraktionen adaptieren lässt und darüber hinaus große Anpassungsflexibilität für zukünftige mögliche und derzeit noch nicht festgelegte Anforderungen bietet. Das erfindungsgemäße System kann der Bekämpfung von Mehrfachzielen und hochgradig variablen und/oder dynamischen Missionsanforderungen gerecht werden, bei welchen im Vorfeld des Einsatzes weder eine genau Angabe über die Mission, noch über das anvisierte Ziel vorliegen müssen. Das Mehrkörperflugsystem kann dabei sowohl luftgestützt, als auch bodengestützt oder beispielsweise von einem Wasserfahrzeug eingesetzt werden.One of the ideas on which the present invention is based is to provide a modularly designed missile that can be divided into individual modules in use as required and depending on the respective scenario, which then perform different tasks individually and/or collaboratively in a swarm as required can take over. The system created in this way is scalable and therefore adaptable and can therefore be adapted very well, for example, to logistical, mechanical and/or aerodynamic aspects or requirements of the control technology. In this sense, it is ultimately a morphing missile system that can be adapted for varying complex airspace interactions and also offers great flexibility for future possible requirements that have not yet been defined. The system according to the invention can deal with combating multiple targets and highly variable and/or dynamic mission requirements, for which neither precise information about the mission nor about the targeted target needs to be available prior to the deployment. The multi-body flight system can be used both airborne and ground-based or, for example, from a watercraft.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.Advantageous refinements and developments result from the further dependent claims and from the description with reference to the figures.
Gemäß einer Weiterbildung kann das Mehrkörperflugsystem zum Einsatz von einem Luftfahrzeug ausgebildet sein. Das Steuersystem kann dazu ausgebildet sein, die Sekundärflugkörper nach einer Trennung des Mehrkörperflugsystems von dem Luftfahrzeug von dem Primärflugkörper auszulösen.According to a development, the multi-body flight system can be designed for use by an aircraft. The control system can be designed to release the secondary missiles from the primary missile after the multi-body flight system has separated from the aircraft.
Das Mehrkörpersystem bildet hierbei zum Beginn der Mission eine modulare Einheit und wird von der fliegenden Trägerplattform zu einem vorgegebenen Absetzpunkt verbracht. Nach der Trennung bzw. dem Abwurf des Mehrkörperflugsystems und je nach der konkreten Mission bzw. Situation teilt sich dieses in den Primärflugkörper und in beispielsweise zwei oder mehr Sekundärflugkörper. Die separierten Flugkörper nehmen nun in Abhängigkeit von den Missionsanforderungen eine Einsatzkonfiguration ein. Dies kann beispielsweise die Ausrichtung, Aktivierung und/oder Konfiguration von Steuerflächen und/oder Steuerdüsen, Signalübertragungseinrichtungen, Messinstrumenten, Navigationseinheiten und dergleichen beinhalten.At the beginning of the mission, the multi-body system forms a modular unit and is transported from the flying carrier platform to a specified drop-off point. After the separation or the dropping of the multi-body flight system and depending on the specific mission or situation, this is divided into the primary missile and, for example two or more secondary missiles. The separated missiles now assume an operational configuration depending on the mission requirements. This can include, for example, the alignment, activation and/or configuration of control surfaces and/or steering nozzles, signal transmission devices, measuring instruments, navigation units and the like.
Es versteht sich, dass das Mehrkörpersystem ebenso von einer land- und/oder wassergestützten Plattform eingesetzt werden kann.It goes without saying that the multi-body system can also be deployed from a land-based and/or water-based platform.
Gemäß einer Weiterbildung können der Primärflugkörper und/oder die Sekundärflugkörper mit Trag- und/oder Steuerflächen ausgebildet sein, welche sich nach Auslösung der Sekundärflugkörper selbstständig ausrichten.According to a further development, the primary missile and/or the secondary missile can be designed with wings and/or control surfaces, which align themselves automatically after the secondary missile has been triggered.
Zu diesem Zweck können die einzelnen Flugkörper entsprechende Steuer- und/oder Navigationseinrichtungen umfassen, die sowohl den Übergang von der Startkonfiguration in die Einsatzkonfiguration, als auch die weitere Navigation, Lenkung und allgemeine Steuerung des jeweiligen Flugkörpers übernehmen. Prinzipiell ist es alternativ oder zusätzlich natürlich möglich, die einzelne Flugkörper über eine drahtlose Kommunikationsverbindung zu überwachen und zu steuern, z.B. über eine entsprechende Einrichtung an Bord der fliegenden Trägerplattform oder einen bodengebundene Gefechtsstand oder dergleichen.For this purpose, the individual missiles can include corresponding control and/or navigation devices, which take over both the transition from the launch configuration to the deployment configuration and the further navigation, guidance and general control of the respective missile. In principle, it is of course alternatively or additionally possible to monitor and control the individual missiles via a wireless communication link, e.g. via a corresponding device on board the flying carrier platform or a ground-based command post or the like.
Gemäß einer Weiterbildung können die Trag- und/oder Steuerflächen aus einem Rumpf des jeweiligen Flugkörpers ausfahrbar und/oder ausklappbar ausgebildet sein.According to a further development, the wings and/or control surfaces can be designed such that they can be extended and/or folded out of a fuselage of the respective missile.
Die entsprechenden Elemente können somit in der Startkonfiguration platzsparend und in aerodynamisch vorteilhafter Weise oberflächenneutral innerhalb des Mehrkörperflugsystems verstaut werden und lediglich für den Einsatz, sofern notwendig, ausgefahren werden.In the starting configuration, the corresponding elements can thus be stowed away within the multi-body flight system in a space-saving and aerodynamically advantageous manner, and can only be extended for use, if necessary.
Gemäß einer Weiterbildung können der Primärflugkörper und/oder die Sekundärflugkörper jeweils als Lenkflugkörper ausgebildet sein.According to a further development, the primary missile and/or the secondary missile can each be designed as a guided missile.
In dieser Weiterbildung sind unterschiedliche Varianten vorstellbar. Beispielsweise kann das Mehrkörperflugsystem zunächst von einem Luftfahrzeug oder ähnlichem als Einheit abgeworfen werden und anschließend zunächst als einzelner Lenkflugkörper agieren. Hierzu können beispielsweise Trag- und/oder Steuerflächen sowie Steuerdüsen oder andere Antriebe der einzelnen Teilflugkörper gemeinsam genutzt werden. Je nach Mission und Situation können die Sekundärflugkörper nun teilweise oder in ihrer Gesamtheit von dem Primärflugkörper losgelöst werden, um das Mehrkörperflugsystem in die Einsatzkonfiguration zu bringen. Der Primärflugkörper und die Sekundärflugkörper können jeweils für sich mit einem eigenen Antrieb und einer eigenen Steuerung als Lenkflugkörper ausgebildet sein, um individual oder als Schwarm agieren zu können.Different variants are conceivable in this further development. For example, the multi-body flight system can first be dropped from an aircraft or the like as a unit and then initially act as a single guided missile. For this purpose, for example, wings and/or control surfaces as well as control nozzles or other drives of the individual sub-missiles can be used jointly. Depending on the mission and the situation, the secondary missiles can now be detached partially or in their entirety from the primary missile in order to bring the multi-body missile system into the deployment configuration. The primary missile and the secondary missile can each be designed as a guided missile with its own drive and its own control, in order to be able to act individually or as a swarm.
Gemäß einer Weiterbildung können der Primärflugkörper und die Sekundärflugkörper jeweils mit einer Kommunikationseinrichtung zum drahtlosen Datenaustausch untereinander ausgebildet sein.According to a development, the primary missile and the secondary missiles can each be designed with a communication device for wireless data exchange with one another.
Derart können die Teilflugkörper beispielsweise in dezentralisierter Weise miteinander kommunizieren und Steuerkommandos sowie Sensordaten oder dergleichen austauschen. Ebenso können die Teilflugkörper gemeinsam über ein drahtloses Kommunikationsnetzwerk gesteuert werden. Beispielsweise kann der Primärflugkörper die Sekundärflugkörper in Abhängigkeit von der Situation und den Missionsvorgaben kommandieren. In einem anderen Beispiel können der Primärflugkörper und die Sekundärflugkörper gemeinsam von der Trägerplattform aus kommandiert werden.In this way, the partial missiles can, for example, communicate with one another in a decentralized manner and exchange control commands and sensor data or the like. Likewise, the sub-missiles can be controlled together via a wireless communication network. For example, the primary missile can command the secondary missiles depending on the situation and mission requirements. In another example, the primary missile and secondary missiles may be commanded jointly from the launch platform.
Gemäß einer Weiterbildung kann das Steuersystem eine Steuereinrichtung des Primärflugkörpers und jeweils eine Steuereinrichtung der Sekundärflugkörper zur individuellen Steuerung der Flugkörper umfassen.According to one development, the control system can include a control device for the primary missile and a control device for each of the secondary missiles for controlling the missiles individually.
Die Teilflugkörper, d.h. der Primärflugkörper und die Sekundärflugkörper, können nun für unterschiedliche Aufgaben in mehr oder weniger autonomer Weise eingesetzt werden. Beispielsweise kann der Primärflugkörper Luftüberwachungsaufgaben übernehmen, während die Sekundärflugkörper ein gemeinsames oder getrennte Ziele anfliegen.The sub-missiles, i.e. the primary missile and the secondary missiles, can now be used for different tasks in a more or less autonomous manner. For example, the primary missile can perform air surveillance tasks while the secondary missiles fly to a common or separate target.
Es versteht sich hierbei, dass das Steuersystem alternativ oder zusätzlich auch eine Steuereinrichtung auf der (ggf. luftgestützten) Trägerplattform, auf einem weiteren Flugkörper bzw. einer anderen beweglichen Einheit und/oder als Teil einer zentralen Leitstelle bzw. einem zentralen Einsatzkommando umfassen kann. Die Teilflugkörper können somit auch in zentralisierter Weise durch eine zentrale ggf. bewegliche externe Steuerung kommandiert werden.It goes without saying that the control system can alternatively or additionally also include a control device on the (possibly airborne) carrier platform, on another missile or another mobile unit and/or as part of a central control center or a central task force. The sub-missiles can thus also be commanded in a centralized manner by a central, optionally mobile, external controller.
Gemäß einer Weiterbildung können die Steuereinrichtungen der Flugkörper zur kollaborativen Steuerung der Flugkörper ausgebildet sein.According to a development, the control devices of the missiles can be designed for the collaborative control of the missiles.
Neben einer individuellen Verwendung der Flugkörper ist somit eine schwarmartige Umsetzung zur Ausführung von spezifischen Missionen vorgesehen, in welcher die Flugkörper im Zusammenspiel agieren. Die Missionsgestaltung kann bei diesen und ähnlichen Anwendungen sehr variabel definiert sein und von einfacher Formationseinhaltung bis zu komplexeren Aufgabenstellungen variieren, welche beispielsweise die Interaktionen mit Zielen und/oder der Umgebung umfassen können. Hierzu können die Flugkörper über jeweilige Kommunikationseinrichtungen drahtlos miteinander kommunizieren, um Ziel- und/oder Umgebungsdaten, Sensor- und/oder Positions- bzw. Positionierungsinformationen auszutauschen. Dabei können die Flugkörper einer ständigen Kontrolle durch eine zentrale Instanz unterliegen. Alternativ können diese jedoch ebenso als halb- oder vollautonome mobile Einheiten agieren, um unterschiedlichem Missionen von Überwachungs- und Aufklärungseinsätzen bis hin zum taktischen Angriff umzusetzen.In addition to an individual use of the missiles, a swarm-like implementation for the execution of specific missions is thus provided, in which the missiles act together. The mission design can with these and similar applications can be defined very variably and vary from simple formation keeping to more complex tasks, which can include, for example, interactions with targets and/or the environment. For this purpose, the missiles can communicate with one another wirelessly via respective communication devices in order to exchange target and/or environment data, sensor and/or position or positioning information. The missiles can be subject to constant control by a central authority. Alternatively, however, these can also act as semi- or fully autonomous mobile units in order to implement different missions from surveillance and reconnaissance operations to tactical attacks.
Gemäß einer Weiterbildung können die Sekundärflugkörper jeweils lateral oder axial an den Primärflugkörper und/oder nebeneinander oder hintereinander an den Primärflugkörper ankoppelbar sein.According to one development, the secondary missiles can each be coupled laterally or axially to the primary missile and/or to the primary missile next to one another or one behind the other.
In dieser Weiterbildung können die Sekundärflugkörper in möglichst einfacher Weise seitlich, vorne, hinten und/oder beispielsweise nach unten von einer Unterseite von dem Primärflugkörper ausgeklinkt werden, beispielsweise indem aerodynamischer Widerstand und Sogwirkung für den Trennungsvorgang ausgenutzt werden.In this development, the secondary missiles can be released from the underside of the primary missile in the simplest possible way, laterally, in front, behind and/or, for example, downwards, for example by using aerodynamic resistance and suction for the separation process.
Gemäß einer Weiterbildung können die Sekundärflugkörper einen dreikantigen Rumpfquerschnitt aufweisen.According to a development, the secondary missiles can have a triangular fuselage cross-section.
Eine derartige dreiecksförmige Rumpfstruktur bietet erwartungsgemäß geringe Sichtbarkeit. Der Primärflugkörper und die Sekundärflugkörper können idealerweise entsprechend mit einer flachen Form gestaltet sein, um die Sichtbarkeit weiter zu verringern und den aerodynamischen Widerstand gleichzeitig zu minimieren sowie die aerodynamischen Gleit- und Steigeigenschaften für entfernte hochfliegende Ziele oder dergleichen zu optimieren. Es versteht sich, dass der Fachmann je nach Anwendung und/oder Vorgaben auch unterschiedliche geometrische Ausgestaltungen, ggf. polygonale Querschnitte, der Teilflugkörper vornehmen kann.Such a triangular fuselage structure is expected to offer low visibility. The primary missile and secondary missiles may ideally be designed accordingly with a flat shape to further reduce visibility while minimizing aerodynamic drag and optimizing aerodynamic glide and climb characteristics for distant high-flying targets or the like. It goes without saying that, depending on the application and/or specifications, the person skilled in the art can also make different geometric configurations, possibly polygonal cross sections, of the sub-missile.
Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung. Insbesondere wird dabei der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzufügen.The above configurations and developments can be combined with one another as desired, insofar as this makes sense. Further possible refinements, developments and implementations of the invention also include combinations of features of the invention described above or below with regard to the exemplary embodiments that are not explicitly mentioned. In particular, the person skilled in the art will also add individual aspects as improvements or additions to the respective basic form of the present invention.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:
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1 schematische Perspektivansicht eines Mehrkörperflugsystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; -
2 schematische Frontansicht des Mehrkörperflugsystems der1 während des Übergangs aus einer Startkonfiguration in eine Einsatzkonfiguration; -
3 schematische Draufsicht aufdas Mehrkörperflugsystem der 2 in der Einsatzkonfiguration; -
4 schematische Frontansicht des Mehrkörperflugsystems der2 in der Einsatzkonfiguration; -
5 schematische Perspektivansicht eines Mehrkörperflugsystems gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; -
6 schematische Frontansicht des Mehrkörperflugsystems der5 ; -
7 schematische Rückansicht des Mehrkörperflugsystems der5 ; -
8 schematische Frontansicht eines Primärflugkörpers des Mehrkörperflugsystems der5 in einer Einsatzkonfiguration; -
9 schematische Perspektivansicht des Primärflugkörpers der8 ; -
10 schematische Frontansicht eines Sekundärflugkörpers des Mehrkörperflugsystems der5 in einer Einsatzkonfiguration; -
11 schematische Perspektivansicht des Sekundärflugkörpers der10 ; -
12 schematische Frontansicht eines Mehrkörperflugsystems gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung beispielhaft in einem Container bzw. Startbehälter; -
13 schematische Perspektivansicht des Mehrkörperflugsystems der12 ; -
14 schematische Detailansicht eines Luftfahrzeugs 14 zum Transport eines Mehrkörperflugsystems gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; und -
15 schematische Detailansicht gemäß14 während der Befestigung eines Mehrkörperflugsystems an dem Luftfahrzeug.
-
1 schematic perspective view of a multi-body flight system according to an embodiment of the invention; -
2 schematic front view of themulti-body flight system 1 during transition from a launch configuration to a deployment configuration; -
3 schematic plan view of themulti-body flight system 2 in deployment configuration; -
4 schematic front view of themulti-body flight system 2 in deployment configuration; -
5 schematic perspective view of a multi-body flight system according to a further embodiment of the invention; -
6 schematic front view of themulti-body flight system 5 ; -
7 schematic rear view of themulti-body flight system 5 ; -
8th schematic front view of a primary missile of themulti-body flight system 5 in a deployment configuration; -
9 schematic perspective view of the primary missile8th ; -
10 schematic front view of a secondary missile of themulti-body missile system 5 in a deployment configuration; -
11 schematic perspective view of thesecondary missile 10 ; -
12 schematic front view of a multi-body flight system according to a further embodiment of the invention, for example in a container or launch container; -
13 schematic perspective view of themulti-body flight system 12 ; -
14 schematic detailed view of anaircraft 14 for transporting a multi-body flight system according to a further embodiment of the invention; and -
15 schematic detailed view according to14 during attachment of a multi-body flight system to the aircraft.
Die beiliegenden Figuren sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung. Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.The accompanying figures are intended to provide a further understanding of embodiments of the invention. They illustrate embodiments and are used in connection with the Description of the explanation of principles and concepts of the invention. Other embodiments and many of the foregoing advantages will become apparent by reference to the drawings. The elements of the drawings are not necessarily shown to scale with respect to one another.
In den Figuren der Zeichnung sind gleiche, funktionsgleiche und gleich wirkende Elemente, Merkmale und Komponenten - sofern nichts anderes ausgeführt ist - jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.In the figures of the drawing, elements, features and components that are the same, have the same function and have the same effect--unless stated otherwise--are each provided with the same reference symbols.
Grundsätzlich befasst sich die im Folgenden beschriebene Lösung damit, einen Flugkörper bereitzustellen, welcher möglichst flexibel unterschiedliche Missionsanforderungen zur Bekämpfung von Mehrfachzielen erfüllen kann, wobei zunächst weder eine genau Angabe über die konkrete Mission, noch über die anzufliegenden Ziele vorliegen müssen. Der Lösungsansatz sieht hierzu eine modulare Kombination von einzelnen Teilflugkörpern vor, welche zunächst gemeinsam als gekoppelter Flugkörper von einer Trägerplattform gestartet werden (z.B. ein Luftfahrzeug, ein Bodenfahrzeug und/oder ein Wasserfahrzeug) und anschließend getrennt werden, um eine komplexe, ggf. erst nachträglich definierte Bekämpfungsaufgabe individuell oder im Schwarm durchzuführen.Basically, the solution described below is concerned with providing a missile that can meet different mission requirements for combating multiple targets as flexibly as possible, with precise information about the specific mission or the targets to be approached not having to be available initially. The approach provides for a modular combination of individual sub-missiles, which are initially launched together as a coupled missile from a carrier platform (e.g. an aircraft, a ground vehicle and/or a watercraft) and then separated to create a complex, possibly only subsequently defined To carry out the control task individually or in a swarm.
Der derzeit vorhandene Entwicklungszustand im Bereich der Elektronik, Sensorik und Software von Luftfahrzeugen und Flugkörper erfordert vollkommen neue Ansätze für Waffensysteme. Das vorliegende Konzept bietet eine geeignete Flexibilität und Modularität, um einer steigt wachsenden Komplexität und Interaktion von elektronischen Komponenten folgen zu können. Ein monolithisches Fluggerät kann eine derartige Flexibilität kaum erreichen, da bestimmte physikalische Inkompatibilitäten in den technischen Anforderungen von diesem kaum überwunden werden können, z.B. extreme Reichweitenanforderungen mit minimaler Masse unter hochagilen Missionsprofilen. Die Verwendung eines Schwarms aus unbemannten Fluggeräten im Sinne der vorliegenden Idee bietet einen interaktiven, halb- oder vollautonomen Ansatz, der unterschiedlichste, zunächst scheinbar inkompatible Anforderungen miteinander vereinen kann und auch flexibel auf zukünftige Bedarfsanforderungen reagieren kann.The current state of development in the field of electronics, sensors and software for aircraft and missiles requires completely new approaches for weapon systems. The present concept offers a suitable flexibility and modularity in order to be able to follow an increasing complexity and interaction of electronic components. A monolithic aircraft can hardly achieve such flexibility, since certain physical incompatibilities in the technical requirements can hardly be overcome by it, e.g. extreme range requirements with minimal mass under highly agile mission profiles. The use of a swarm of unmanned aircraft in the sense of the present idea offers an interactive, semi- or fully autonomous approach that can combine the most diverse, initially seemingly incompatible requirements and can also react flexibly to future requirements.
Das Mehrkörperflugsystem 10 der
Die Sekundärflugkörper 2 sind von dem Primärflugkörper 1 im Flug auslösbar, um das System 10 aus der Startkonfiguration in eine Einsatzkonfiguration zu bringen, wie es rechts in
Die Steuereinrichtungen 5 sorgen dafür, dass sich der Primärflugkörper 1 und die Sekundärflugkörper 2 nach der Auskopplung selbstständig konfigurieren. Beispielsweise werden Trag- und Steuerflächen 7 beider Flugkörper 1, 2 selbständig ausgefahren bzw. ausgeklappt und ausgerichtet, wie es in
Eine alternative Ausführung des Mehrkörperflugsystems 10 ist mit Bezug auf
Wie den Figuren entnommen werden kann, ist der Primärflugkörper 1 möglichst flach ausgebildet, um etwaigen Stealthanforderungen wie unaufällige Radarsignaturen und geringe Sichtbarkeitseigenschaften („low obversability“) gerecht zu werden. Weiterhin kann der aerodynamische Widerstand und damit schlussendlich der Energieverbrauch minimiert und die Flugeigenschaften hinsichtlich Gleiten und Steigen optimiert werden.As can be seen from the figures, the
Entsprechende Überlegungen können für die Sekundärflugkörper 2 aufgestellt werden, was im vorliegende Fall zu einer dreiecksförmigen Rumpfstruktur mit einer gewölbten bzw. abgerundeten Außenkante führt, um eine möglichst geringe Sichtbarkeit bei minimalem aerodynamischem Widerstand zu ermöglichen.Corresponding considerations can be made for the
Die Ausgestaltung des Rumpfes sowie der Trag- und Steuerflächen 7 kann unter Berücksichtigung der aerodynamischen Anforderungen je nach Anwendungsfall entsprechend vorteilhaft gestaltet werden. Um die Flexibilität auch für zukünftige und nicht im Vorhinein festgelegte Anwendungen zu garantieren, können möglichst viele funktionale Technologieelemente und Aperturen in optimierter Weise konstruktiv einbezogen werden wie beispielsweise:
- - Suchkopf und Abstandssensoren
- - Antennen und elektronische Störelemente
- - Steuer- und Kommunikationselektronik
- - Wirksysteme
- - ausfahrbare und ggf. bewegliche Tragflächen
- - Klapp- und Faltflügel
- - Tanksysteme
- - Motoren, Flüssig- und/oder Feststoffantriebe
- - Aufhängeelemente zur Verbindung an einer Trägerplattform
- - Fallschirme zur Landung
- - Kontrollelektronik und -mechanik
- - Seek head and distance sensors
- - Antennas and electronic jamming elements
- - Control and communication electronics
- - active systems
- - Extendable and possibly movable wings
- - Folding and folding wings
- - tank systems
- - Motors, liquid and/or solid drives
- - Suspension elements for connection to a carrier platform
- - Parachutes for landing
- - Control electronics and mechanics
Hierbei können Sekundärflugkörper 2 und Primärflugkörper 1 prinzipiell eine ähnliche oder sogar identische Ausstattung aufweisen, wobei der Primärflugkörper 1 lediglich zusätzlich noch Befestigungsmittel zur Kopplung an die Trägerplattform, d.h. vorliegend das Luftfahrzeug 14, aufweisen muss. Aufgrund der ähnlichen Ausbildung der Flugkörper 1, 2 kann erreicht werden, dass diese in der Einsatzkonfiguration miteinander interagieren und kooperieren können. Beispielsweise können die Flugkörper 1, 2 mehr oder weniger gleichberechtigt eine Schwarmformation bilden und im Verbund agieren. Aufgrund der flexiblen Ausbildung können Zielbekämpfungen in Abhängigkeit von sich kurzfristig ändernden Einsatzszenarios durchgeführt werden. Beispielsweise können mit einem System sowohl ein Ziel gemeinsam, als auch drei unterschiedliche Ziele bekämpft werden, wobei die konkrete Aufgabe jedes Flugkörpers 1, 2 auch während des Einsatzes geändert werden kann (z.B. kann zwischen Bekämpfung, Störung und Aufklärung gewechselt werden). Dabei können die Flugkörper 1, 2 in eine globale Informations- und Steuerungscloud eingebunden werden. Die Flugkörper 1, 2 können dabei sowohl lokal und/oder autonom, als auch zentralisiert durch eine globale Instanz gesteuert werden.In principle, the
Dem Fachmann wird sich hierbei erschließen, dass die elektronische Ausstattung der einzelnen Flugkörper 1, 2 in Bezug auf Kosten und Funktionalität in Abhängigkeit von der jeweiligen Mission durchaus unterschiedlich sein kann, um Einsatzmöglichkeiten zu optimieren. Beispielsweise kann für bestimmte Missionen eine unterschiedliche Ausstattung der Flugkörper 1, 2 vorgesehen sein, um unterschiedliche Funktionalitäten wie Aufklärung, Störung, Wirkung oder dergleichen umzusetzen. Durch eine geeignete Skalierung der Flugkörper 1, 2 hinsichtlich Masse, Länge, Breite, Höhe, Material etc. lassen sich je nach Anforderung sehr schnell höchstvariable Angriffs-, Bekämpfungs- und Abwehrszenarios in einem Einsatzgebiet realisieren.It will be apparent to those skilled in the art that the electronic equipment of the
Auch wenn sich obenstehend auf den Einsatz des Systems 10 von einem Luftfahrzeug 14 konzentriert wurde, ist die Erfindung darauf nicht beschränkt. Ebenso sind wasser- oder bodengestützte Trägerplattformen denkbar. Beispielsweise kann das System 10 für eine bodengestützte Anwendung hierzu, wie in
In der Summe wird ein ausgesprochen flexibel einsetzbares modulares Mehrkörperfluggerät bereitgestellt, welches sich hinsichtlich der konkret geforderten Missionsvorgaben umkonfigurieren lässt und damit auch für potenzielle Anforderungsänderungen in der Zukunft gewappnet ist.All in all, a modular multi-body aircraft that can be used extremely flexibly is provided, which can be reconfigured with regard to the specifically required mission specifications and is therefore also prepared for potential changes in requirements in the future.
In der vorangegangenen detaillierten Beschreibung sind verschiedene Merkmale zur Verbesserung der Stringenz der Darstellung in einem oder mehreren Beispielen zusammengefasst worden. Es sollte dabei jedoch klar sein, dass die obige Beschreibung lediglich illustrativer, keinesfalls jedoch beschränkender Natur ist. Sie dient der Abdeckung aller Alternativen, Modifikationen und Äquivalente der verschiedenen Merkmale und Ausführungsbeispiele. Viele andere Beispiele werden dem Fachmann aufgrund seiner fachlichen Kenntnisse in Anbetracht der obigen Beschreibung sofort und unmittelbar klar sein.In the foregoing Detailed Description, various features have been grouped together in one or more examples to improve the rigor of presentation. However, it should be clear that the above Description is purely illustrative, but not restrictive in nature. It is intended to cover all alternatives, modifications, and equivalents of the various features and embodiments. Many other examples will be immediately and immediately apparent to those skilled in the art in view of the above description.
Die Ausführungsbeispiele wurden ausgewählt und beschrieben, um die der Erfindung zugrundeliegenden Prinzipien und ihre Anwendungsmöglichkeiten in der Praxis bestmöglich darstellen zu können. Dadurch können Fachleute die Erfindung und ihre verschiedenen Ausführungsbeispiele in Bezug auf den beabsichtigten Einsatzzweck optimal modifizieren und nutzen. In den Ansprüchen sowie der Beschreibung werden die Begriffe „beinhaltend“ und „aufweisend“ als neutralsprachliche Begrifflichkeiten für die entsprechenden Begriffe „umfassend“ verwendet. Weiterhin soll eine Verwendung der Begriffe „ein“, „einer“ und „eine“ eine Mehrzahl derartig beschriebener Merkmale und Komponenten nicht grundsätzlich ausschließen.The exemplary embodiments were selected and described in order to be able to present the principles on which the invention is based and its possible applications in practice in the best possible way. This enables those skilled in the art to optimally modify and use the invention and its various exemplary embodiments in relation to the intended application. In the claims and the description, the terms “including” and “having” are used as neutral terms for the corresponding terms “comprising”. Furthermore, the use of the terms “a”, “an” and “an” should not fundamentally exclude a plurality of features and components described in this way.
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Primärflugkörperprimary missile
- 22
- Sekundärflugkörpersecondary missile
- 33
- Steuereinrichtungcontrol device
- 44
- Steuersystemcontrol system
- 55
- Kommunikationseinrichtungcommunication facility
- 66
- Unterseitebottom
- 77
- Trag- und Steuerflächewing and control surface
- 88th
- Aufhängösehanging loop
- 99
- Aufhänghakenhanging hook
- 1010
- Mehrkörperflugsystemmulti-body flight system
- 1111
- Trage- und Abwurfsystemcarrying and dropping system
- 1212
- Flugrichtungflight direction
- 1313
- ContainerContainer
- 1414
- Luftfahrzeugaircraft
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- US 7624947 B2 [0003]US7624947B2 [0003]
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-
2021
- 2021-02-04 DE DE102021000574.0A patent/DE102021000574A1/en active Pending
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