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Die
Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen, die ein militärisches
Transportflugzeug in die Lage versetzen als kosteneffiziente Abschußplattform
für Luft-Boden/Schiff-Marschflugkörpern (MFK) benutzt
zu werden.
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In
Ermangelung von taktischen Abstandsflugkörpern bei europäischen Luftwaffen
wurde in den 90iger Jahren des 20. Jahrhunderts die Entwicklung
von Luft-Boden/Schiff-MFKs (Abstand und Präzision) begonnen, so dass zur
Zeit folgende MFK-Typen bei europäischen Luftwaffen zur Einführung anstehen
oder schon im Einsatz sind : Taurus KEPD 350, Storm Shadow, Scalp
EG, Apache. Es sind hierfür
Kampfflugzeuge der Typen Tornado, Harrier, Eurofighter Typhoon,
Mirage 2000, Rafale, JAS39 Gripen, Viggen, F-18 vorgesehen, die
meist 2 MFKs (bis zu 1.5to pro MFK) unter dem Rumpf oder Flügel zur Boden-
oder Schiffzielbekämpfung
tragen und verschiessen können.
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Die
Verwendung dieser Kampfflugzeug-Typen als Abschußplattform für MFKs weist
folgende Nachteile auf
- a. Kampfflugzeuge dieser
Art sind für
Höchstleistungen
hinsichtlich Schubkraft, Geschwindigkeit, Beschleunigung- und Wendigkeit/Maneuvrierfähigkeit,
Terrain Following im Tiefstflug etc. ausgelegt, die sie äußerst kostenintensiv
in Herstellung, Betrieb, Wartung und Logistik machen. Diese Eigenschaften
sind aber nicht erforderlich, um in einem stand-off-Szenario (Wegstrecke
von Release bis Ziel : 400–500km)
einen MFK zur vorgeplanten Release-Position zu tragen und zu releasen. Ausreichend
wäre dagegen
eine Transport-Möglichkeit,
mit der MFKs in Höhen
von 300m bis 5000m bei Geschwindigkeiten von Mach 0.4–0.8 im
Geradeausflug releast werden können.
Obige Kampfflugzeuge sind im Vergleich zu Transportflugzeugen kein
kosteneffizientes Mittel um MFKs zum Einsatz zu bringen;
- b. Kampfflugzeuge dieser Art transportieren MFKs als externe
Lasten (an den Rumpf- oder an den Flügel-Stationen). Der dadurch
entstehende aerodyamischen Widerstand reduziert in beträchtlichem
Maße die
Reichweite und Geschwindigkeit des Trägerflugzeuges, was taktische Nachteile
mit sich bringt (z.B. Tankflugzeuge sind notwendig, Abhängigkeit
von bestimmten Flugplätzen).
Ein MFK an einer Außenstation
ist zudem während
der gesamten Tragflugphase starken Vibrationen ausgesetzt, die seine
Zuverläßigkeit
reduzieren und damit den Missionserfolg gefährden können;
- c. Kampfflugzeuge dieser Art haben keine On-Board-Möglichkeit
zur komplexen Missionsplanung. Daher muß die Missionsplanung für die MFKs
zur Zeit vor dem take-off
erfolgen und die Missionsplanungs-Daten noch am Boden in die MFKs
geladen werden (eine Übertragung
von Missionsplänen
vom fliegenden Kampfflugzeug zum releasten MFK durch Data-Link ist
nicht störsicher
und oftmals aus taktischen Gründen
ausgeschlossen (z.B. Funkstille)). Dadurch wird die Zeit zwischen
Ziel-Aufklärung
und Ziel-Bekämpfung
unnötig
verlängert,
was den Missionserfolg gefährden
kann;
- d. Kampfflugzeuge (Nutzlast circa 6to) dieser Art können zumeist
maximal nur 2 MFKs (bis 3to) tragen und haben mit dieser Beladung
ohne Luftbetankung mit zusätzlichen
Treibstofftanks maximale Einsatzradien von 1400km bei Hoch-Tief-Hoch-Flugprofilen
(bzw. 650km im Tiefflug). Dadurch ergeben sich starke taktische
Einsatzbeschränkungen
im Vergleich zu Langstreckenbombern wie z.B. B-1 oder B-52;
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Anderseits
wird zur Zeit als Ersatz für
die veralteten Transporter C160 Transall und C-130 Hercules der
taktische Militärtransporter
A400M auf Basis von Airbus-Technologien entwickelt, dessen Einführung bei
mehreren großen
europäischen
Luftwaffen in den nächsten
Jahren erfolgen wird. Die A400M wird dabei für verschiedene taktische Rollen
(multi role transport) eingesetzt werden : Transport von militärische Lasten
(Hubschrauber, Fahrzeuge, Container, Truppen), Tanker, fliegendes
Lazarett etc. Der A400M weist einen Frachtraum von 17,71 m Länge (23,11
m bei geöffneter
hinterer Laderampe, wobei die Laderampe 6to Tragfähigkeit
hat), 4m Breite und 3,85m Höhe
auf. Zudem sind eine Langstrecken-Reisegeschwindigkeit von Mach 0.68 (Höchstgeschwindigkeit
bei Mach 0,72) und eine taktische Nutzlast von 20to bei 6600km Reichweite
(bzw. 30to bei 4500km) ausgewiesen. Damit ist die Benutzung eines
militärischen
Transportflugzeuges wie A400M als Abschußplattform für MFKs grundsätzlich hinsichtlich Kosteneinsparung
und Nutzungs-Optimierung überlegenswert,
wodurch als Nebeneffekt die Entwicklung eines kostspieligen europäischen Langstreckenbombers
vermieden werden kann.
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Die
DE 10119221 A1 'Verborgenes eingekapseltes
Luftmunitionsauswurfsystem' beschreibt ein
System, mit dem Munitionen (wie Marschflugkörper) in Munitionsauswurfbehälter verpackt
sind und in einer mobilen Einheit gespeichert werden. Mittels der
Auswurframpe der mobilen Einheit wird ein Munitionsauswurfbehälter durch
die Frachttür
ausgeworfen und durch den entgegenströmenden Fahrtwind werden die
Endplatten, Seitenplatten und die Verpackungseinlagen des Munitionsauswurfbehälter abgestreift,
wodurch die Munition freigesetzt wird. Diese Vorgehensweise ermöglicht nicht
den Verschuß von aerodynamisch
instabilen Marschflugkörpern
(wie Taurus KEPD 350, Storm Shadow etc.), die während der Trennung vom Trägerflugzeug
eine aktive Lenkung benötigen,
um sich ohne Kollision mit dem Trägerflugzeug (safe separation)
zu entfernen. Das ungeregelte Auswerfen des Marschflugkörpers im
Munitionsauswurfbehälter
aus der Frachttür
würde zu Flugzuständen des
Marschflugkörpers
führen,
die nicht mehr regelbar sind, so dass der Marschflugkörper mit
dem Trägerflugzeug
kollidieren oder auch der Start des Marschtriebwerkes gefährdet sein
könnte.
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Der
DE 19518312 'Antriebsloser Flugkörper' ist ein Abwurfsystem
zu entnehmen, das aus der Frachttür eines Transportflugzeuges
ausgestoßen wird
und das aus einem Pappkarton mit enthaltenem antriebslosen Flugkörper besteht.
Diese Abwurfsystem erlaubt nur den Verschuß von Flugkörper kleiner als 1.8m und leichter
als 100kp, wodurch die Verwendung zum Verschuß von obig genannten Marschflugkörpern ausgeschlossen
ist.
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Aufgaben und
Vorteile der Erfindung
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Angesichts
der obigen Diskussion liegen der Erfindung folgende Aufgaben zugrunde
- a. die Steuer-Konsole, mittels derer die Initialisierung
der MFKs und die MFK-Release-Interaktion erfolgt,
und die Missions-Planungs-Station sollen in einem Kontainer untergebracht
werden, der wie eine Cargo-Pallete im Frachtraum des Transportflugzeuges
via Cargo-Handling-System ladbar, transportierbar und entladbar
sein soll. Dieser 'Weapon-Control
Missions-Planing Container' (WCMPC)
soll an das Power-System und an das Datennetz des Transportflugzeuges
anschließbar sein;
- b. die Ausziehplattform soll ebenso als Pallete mittels des
Cargo-Handling-Systemes des Transportflugzeuges ladbar, transportierbar
und mittels Parachute-Airdrop im Fluge über die abgesenkte Laderampe
abwerfbar sein;
- c. die Ausziehplattform soll an der Unterseite einen oder mehrere
Marschflugkörper
aufnehmen und releasen können
wie dies durch Pylons an Kampfflugzeugen erfolgt;
- d. die Ausziehplattform soll ein Fallschirm-System aufnehmen
können,
dessen entfalteter Fallschirm die Ausziehplattform samt angehängtem/n
MFKs aus dem Frachtraum über
die abgesenkte Laderampe ins Freie im Falle des ausgelösten Airdrops ziehen
kann;
- e. die Ausziehplattform soll mit dem Weapon Control Mission
Planing Container verbindbar sein, um den/die MFKs mit Energie und
Daten (Missions-Plan, Initialisierungs-Daten, Release-Interaktion)
zu versorgen;
- f. während
des Airdrops darf sich keine Kollision der Ausziehplattform mit
dem Transportflugzeug ereignen
- g. der/die MFKs soll/en sich erst von der Ausziehplattform trennen,
wenn sicher ist, dass sich die Ausziehplattform samt MFKs nach Airdrop
außerhalb
des Frachtraumes und außerhalb
des Sicherheitsbereiches des Transportflugzeuges befindet und der
MFK eine releasebare Lage (Roll-/Nickwinkel) hat.
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Die
Erfindung hat mehrere Vorteile
- a. die Kosten
eines MFK-Verschuß von
einem militärischen
Transportflugzeug (circa 30 Cent pro 1to Nutzlast/km) sind geringer
als der Verschuß von
einem Jagdbomber (circa 25 Euro pro 1to Nutzlast/km);
- b. großes
Kosten-Einsparungs-Potential ergibt sich durch entsprechende Reduzierung
der Anzahl der Jagdbomber einer Luftwaffe. Dies macht Mittel für die Beschaffungs-Kosten
der durch die Erfindung vorgeschlagenen Vorrichtungen frei;
- c. eine Ausweitung der taktische Einsatzmöglichkeiten resultiert aus
der größeren Reichweite
des Transportflugzeuges, der größeren Anzahl
der mitgeführten
MFKs und durch die on-board Missions-Planungs-Fähigkeit des militärischen
Transportflugzeuges als MFK-Abschußplattform;
- d. die Zeit zwischen Ziel-Aufklärung und Zielbekämpfung kann
wesentlich reduziert werden, weil ein militärischen Transportflugzeuges,
das als MFK-Abschußplattform
benutzt wird, im Release-Gebiet lange Zeit (auch ohne Luft-Betankung)
kreisen kann und von aktuellen Aufklärungs-Ergebnissen abgeleitete
Bekämpfungsaufträge kurzfristig
umsetzen kann. Somit kann die Zeit eingespart werden, die ein Jagdbomber
am Boden auf die Fertigstellung des Missions-Planes warten muß und die
vergeht, bis der Jagdbomber ins Release-Gebiet geflogen ist. Nach
Verschuß von
2 MFKs muß der
Jagdbomber wieder zu seinem Stützpunkt
zurückkehren,
währenddessen das
militärischen
Transportflugzeuges im sicherem Release-Gebiet weiter auf Bekämpfungsaufträge warten
kann;
- e. zur Zeit werden oftmals pro MFK 2 Missionen im einem Missions-Plan
(z.B. Taurus KEPD 350) geplant und in den MFK am Boden vor take-off
geladen. Erst im Flug wird je nach taktischer Situation durch die
Jagdbomber-Besatzung entschieden, welche Mission der MFK durchführen soll. Wenn
der Missions-Plan on-board komplett erstellt werden kann, muß nur eine
Mission pro MFK geplant werden. Damit ergeben sich größere Speicher-Kapazitäten innerhalb
der MFK-Rechner für
Geländedatenbanken,
Geländemodellen etc.
für diese
eine Mission, ebenso eine Verkürzung
der Zeitdauer, die für
die Erstellung des Missionsplanes notwendig ist.
- f. da die durch die Erfindung vorgeschlagenen Vorrichtungen
(Ausziehplattform, Weapon Control Mission-Planing Container) als
Standard-Palleten handhabbar sind, ist eine Einrüstung bzw. Umrüstung des
Transportflugzeuges nicht notwendig, was einen Kostenvorteil darstellt
und wodurch das Transportflugzeug nach Belandung und nach Ausladen
des Weapon Control Mission-Planing Container sofort für andere
Verwendungs-Rollen eingesetzt werden kann.
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Problemlösung
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Die
Lösung
der vorher aufgezeigten Aufgaben erfolgt durch die Merkmale des
Abspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargestellt.
Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten,
bevorzugtem Ausführungsbeispieles
näher erläutert werden.
Es zeigt
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1 : schematische Architektur
des vorgeschlagenen Systems mit Ausziehplattform und Weapon Control
Mission Planing Container (WCMPC) im Frachtraum eines Transportflugzeuges
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2 : Ausziehplattform in
Airdrop-Stellung, Airdrop-Fallschirm der Ausziehplattform wird ins Freie
geschossen
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3 : entfalteter Airdrop-Fallschirm
zieht Ausziehplattform mit Marschflugkörper ins Freie
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4 : Umbilical-Kabel ist
von der Ausziehplattform abgezogen
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5 : Trennungsvorgang des
Marschflugkörper
vom Pylon der Ausziehplattform
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6 : Laderampe ist geschlossen,
nächste Ausziehplattform
ist in Airdrop-Stellung positioniert und mit WCMPC via Umbilical-Kabel
verbunden
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7 : Zustands-Übergangs-Diagramm (Moding)
der Hauptablaufsteuerung des Main-Computers eines MFKs unter einer Ausziehplattform
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1 zeigt die Architektur
des vorgeschlagenen Systems, welches aus dem Weapon Control Mission
Planing Container (WCMPC) und einen oder mehreren Ausziehplattformen,
die jeweils einen oder mehrere Marschflugkörper tragen, besteht und dessen
Elemente im Frachtraum eines militärischen Transportflugzeuges
operationell eingesetzt werden. Das vorgeschlagene System ist als
Monitor an das Datennetz (nach MIL-STD1553) des Transportflugzeuges
angeschlossen. Dadurch bedarf es keiner Software-Anpassungen im
Transportflugzeug, gegebenenfalls muß eine Hardware-Anschluß-Möglichkeit (Stecker)
geschaffen werden. Mittels der Daten-Monitor-Funktion gewinnt das
vorgeschlagene System vom Datennetz des Transportflugzeuges diverse
Information wie
- – Aufklärungs-Ergebnisse und Wetter-Informationen
als Grundlage für
die Missions-Planung
- – Almanac-,
Ephemeris-, Kryptokey- und PVT-Daten (position, velocities, time)
zur Initialisierung der GPS- bzw. Galileo-Receiver der an die Ausziehplattform
angehängten
Marschflugkörpers
- – Position,
Geschwindigkeit, Euler-Winkel, Drehraten, Mach-Nr, Lever-Arms, Figure
of Merit und Status-Infos der Transportflugzeug-Navigation, um die
Initialisierung (one-shot-alignment)
und die zyklische Stützung
(periodic alignment) der Navigations-Systeme der Marschflugkörper vor
Release auszuführen
(siehe 7, Mode 'Navigation Alignment')
- – Zustands-Informationen
vom Cargo-Handling-Systemes des Transportflugzeuges wie Laderampe
zu/in Bewegun/auf, locks open/closed etc..
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Zudem
hat das vorgeschlagene System eine Versorgungs-Schnittstelle zum
Transportflugzeug, mittels derer es die flugzeugtypischen 3×115V 400Hz bezieht,
welche es intern in verschiedene Nutzspannungen wie 28VDC, 270VDC
umwandelt.
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Mechanisch
ist das vorgeschlagene System zur Breite (z.B. 108inch) der Cargo-Palleten,
welche vom Transportflugzeuges benutzt werden, kompatibel, so dass
seine Elemente wie Cargo-Palleten in den Frachtraum geladen bzw.
entladen werden können.
Außerdem
werden seine Elemente wie übliche Cargo-Palleten
mittels der 'logistics
locks' der Führungsschienen
des Frachtraumbodens während
des Fluges sicher im Frachtraum fixiert bzw. werden die 'air drop system locks' beim Fallschirm-Airdrop
der Ausziehplattformen in der bekannten Weise benutzt (siehe Patent
US4349168 'Cargo
delivery system for aircraft').
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Eine
Ausziehplattform des vorgeschlagenen Systems ermöglicht den Release von Marschflugkörpern aus
dem Inneren des Transportflugzeuges, wodurch Außen-Pylons an den Flügeln nicht
notwendig sind, welche folgende Nachteile haben
- – zusätzlicher
aerodynamischer Widerstand reduziert die Reichweite und Geschwindigkeit
des Trägerflugzeuges
- – ein
Marschflugkörper
als Außenlast
ist während der
Tragflugphase starken Vibrationen ausgesetzt, wodurch seine Zuverläßigkeit
und damit die Wahrscheinlichkeit des Missionserfolges reduziert
wird.
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Eine
Ausziehplattform hat damit die Aufgabe, einen oder mehrere angehängte Marschflugkörper während des
Fluges des Transportflugzeuges aus dem Frachtraum ins Freie über die
abgesenkte hintere Laderampe ohne Kollision mit dem Transportflugzeug
zu befördern
und danach auf Kommando eines Marschflugkörpers die Marschflugkörper nach unten
freizugeben und wegzudrücken
ohne aneinander anzustoßen.
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Zu
diesem Zwecke hat eine Ausziehplattform wie in 1 ersichtlich an der Unterseite einen
oder mehrere gebräuchliche
Schwerlast-Pylons (Nato-Standard) montiert. Mittels der Hacken,
den Zentrier-Klammern und dem Zentrier-Spigot des Marschflugkörpers fixiert
der Schwerlast-Pylon den Marschflugkörper, mittels dem Umbilical-Stecker
des Marschflugkörpers
wird der Marschflugkörper
via Pylon mit Energie und Daten (siehe MIL-STD 1760) versorgt. Die RTU-Adress-Lines
des Umbilical-Milbus (siehe MIL-STD 1760) jedes Pylons sind mit
unterschiedlichen RTU-Adressen kodiert (siehe 1), so dass ein angehängter Marschflugkörper seine
Position (z.b links/mitte/rechts) an der Ausziehplattform erkennen
kann. Zudem kann dadurch die Steuer-Konsole des Weapon Control Mission
Planing Containers prüfen,
welcher Typ von Ausziehplattform (Anzahl der angehängten MFKs)
mit ihr verbunden ist.
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An
der Oberseite der Ausziehplattform ist ein Umbilical-Stecker angebracht,
mittels dem die Ausziehplattform via Umbilical-Kabel mit dem Weapon Control
Mission Planing Containers verbunden ist, solange sich die Ausziehplattform
nach im Frachtraum befindet, und dessen Abziehrichtung in Richtung
des Weapon Control Mission Planing Containers ist, wodurch die Trennung
vom Umbilical-Kabel während
des Airdrops erleichtert und ein Zurückschnalzen des Umbilical-Kabels
in den Frachtraum verhindert wird. Dieser Umbilical-Stecker ist
in der Ausziehplattform mit den Umbilical-Steckern der Pylons verkabelt,
wodurch der Weapon Control Mission Planing Containers die MFKs der
Ausziehplattform mit Energie versorgen und mit ihnen kommunizieren kann.
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Das
Umbilical-Kabel, welches den Weapon Control Mission Planing Container
mit der Ausziehplattform verbindet, führt das diskretes Steuer-Signal,
mit dem die Steuer-Konsole des Weapon Control Mission Planing Container
den Ausstoß des
Fallschirms des Airdrop-Fallschirmsystems
aus der abgesenkten Laderampe ins Freie (siehe 2) nach Abschluß der Release-Interaktion mit
den MFKs initiieren kann. Durch eine Sicherheits-Hardwareschaltung
in der Ausziehplattform kann dieses Signal nur dann den Fallschirm-Ausstoß zünden, wenn
zugleich von den MFKs die 28VDC der gezündeten Thermal-Batterien via
Umbilical-Steckern
anliegen. Die Main-Computer der an die Ausziehplattform angehängten MFKs
geben diese Sicherheits-Schaltung über jeweils ein diskretes Umbilical-Signal
erst dann frei, wenn sie den erfolgreichen Ablauf der Release-Interaktion
('committed to store
separation' entspr.
MIL-STD1760) erkannt und via Milbus im Kommando-Wort 'critical control' (siehe MIL-STD 1760) ebenso
das Kommando für
Fallschirm-Ausstoß erhalten
haben.
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Dieses
Umbilical-Kabel ist in seiner Länge
so dimensioniert, dass es von der Ausziehplattform dann abgezogen
wird, wenn die Ausziehplattform während des Airdrops die abgesenkte
Laderampe verlassen hat und sich ein bestimmte Sicherheits-Distanz
hinter der Laderampe befindet. Nach Abziehen des Umbilical-Kabels
vom Umbilical-Stecker der Ausziehplattform werden einige diskrete
Signale wie z.B. DC-PW1, DC-PW2 (oder unbenutzte Signale wie Rel
S, BOS LC können
dafür benutzt werden,
siehe MIL-STD1760) spannungs/stromlos, was die MFKs sensieren und
als Indikator für
die Information 'Ausziehplattform
hat Laderampe verlassen' interpretieren.
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Als
diskretes Signal wird ebenso die Information 'Fallschirm ausgestoßen' via Umbilical-Stecker der Pylons vom Airdrop-Fallschirmsystems
zu den MFKs geführt,
wodurch die Ablaufsteuerungs-Software jedes angehängten MFKs
den Airdrop-Vorgang sensieren kann. Von einem angehängten MFK
(z.B. vom mittigen) ist das Steuer-Signal via Umbilical-Stecker über die
Struktur der Ausziehplattform zu allen Pylons verdrahtet, mit dem
die Kartuschen (Catridges) der Pylons zum Öffnen der Hacken und Stößel-Aktivierung
zum Zwecke der Trennung der MFKs von der Ausziehplattform gezündet werden.
Damit aktiviert nur ein MFK das Öffnen
der Hacken und das Ausfahren der Stößel aller vorhandenen Pylons,
wodurch eine zeitsynchrone Trennung aller angehängten MFKs von der Ausziehplattform
gegeben ist.
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An
der Oberseite der Ausziehplattform ist ein Fallschirmsystem angebaut,
dessen Fallschirm auf ein Kommando hin, das im Weapon Control Mission Planing
Container generiert wird und via Umbilical-Kabel zur Ausziehplattformn
verdrahtet ist, nach hinten aus der abgesenkten Laderampe ins Freie
zur Entfaltung befördert
wird und dessen entfalteter Fallschirm die Ausziehplattform samt
angehängten MFKs
aus dem Frachtraum des fliegenden Transportflugzeuges über die
abgesenkte Laderampe ins Freie zieht, falls der entfaltete Fallschirm
soviel Zugkraft entwickelt, dass die ' air drop system locks' der Führungsschienen
die translatorische Bewegung der Ausziehplattform freigeben. Das
Zugseil des Fallschirms ist dabei am hinteren Ende (Richtung geöffneter
Laderampe) der Ausziehplattform befestigt, so dass minimale Nick/Roll-Momente
durch die Zugkraft des entfalteten Fallschirm auf die Ausziehplattform nach
Verlassen der abgesenkten Laderampe wirken, um eine möglichst
waagrechte Lage der Ausziehplattform zu erreichen.
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Auf
das Airdrop-Fallschirmsystem kann dann verzichtet werden, wenn das
Transportflugzeug über eine
eigene Apparatur verfügt,
mit dem ein Airdrop-Fallschirm über
die abgesenkte Laderampe ausgebracht werden kann. In diesem Falle
muß der Seilzeug
des flugzeugseitigen Airdrop-Fallschirms an die Ausziehplattform
angehängt
werden. Der Ausstoß dieses
Airdrop-Fallschirms
wird dann durch den Loadmaster des Transportflugzeuges initiiert,
in der selben Weise wie bei Schwerlastabwurf.
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An
beiden Seiten verfügt
die Ausziehplattform über
Füße (siehe 1), auf denen sie steht. Die
Füße haben
unten Auflagerflächen,
wodurch die Ausziehplattform auf den Transportrollen, die im Frachtraumboden
des Transportflugzeuges installiert sind, wie eine Cargo-Pallete
im Frachtraum bewegt werden kann. Die Auflagerflächen werden seitlich geführt durch
die Führungsschienen
des Frachtraumbodens und haben Aussparungen (siehe Patent US4349168 'Cargo delivery system
for aircraft'),
wodurch die Ausziehplattform mittels der 'logistics locks' der Führungsschienen im Frachtraum
fixiert werden kann bzw. mittels der 'air drop system locks' der Führungsschienen
nur nach hinten über
die abgesenkte Laderampe bei Überschreiten
einer bestimmten Zugkraft (durch entfalteten Fallschirm) hinausgezogen wird.
Die Ansteuerung der 'logistics
locks' bzw. 'air drop system locks' erfolgt mittels
des Cargo-Handling-Systemes des Transportflugzeuges (Loadmaster).
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Der
Weapon Control Mission Planing Container des vorgeschlagenen Systemes
kann wie eine Cargo-Pallete in den Frachtraum geladen und aus dem
Frachtraum entladen werden (siehe 'logistics locks'). In ihm sind die Elemente für Waffensteuerung und
Missionsplanung zusammengefaßt.
Nachdem er als erstes Element des vorgeschlagenen Systemes in den
Frachtraum geladen wurde, wird er an das Energie- und das Datennetz
des Transportflugzeuges angeschlossen (siehe 1). Die erhaltene Energie wird für den Betrieb
des Weapon Control Mission Planing Containers und der verbundenen
Ausziehplattform samt angehängter
MFKs verwendet.
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Eine
weitere Schnittstelle des Weapon Control Mission Planing Containers
ist das Umbilical-Kabel,
mit dem die Steuer-Konsole des Weapon Control Mission Planing Containers
mit der Ausziehplattform verbunden ist, die sich als nächste an
der Laderampe befindet (Airdrop-Stellung,
siehe 2). Mittels dieses
Kabels werden die MFKs der angebundenen Ausziehplattform mit Energie
und Daten versorgt.
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Im
Inneren des Control Mission Planing Container befindet sich
- – Steuer-Konsole
- – Missions-Planung
- – Mensch-Maschine-Schnittstelle
für Missions-Planung
und Waffensteuerung.
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Zudem
ist an der Außenwand
eine Seilwinde montiert, mit der das nach einen Airdrop aus der
Laderampe ragende Umbilical-Kabel (siehe 4) eingeholt werden kann.
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Ein
kostengünstiges
Ethernet-Netz verbindet diese Elemente (siehe 1).
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Die
Steuer-Konsole beinhaltet die 'bus
control unit' (BCU)
des Umbilical-Kabel-Milbus, wobei die an die Ausziehplattform angehängten MFKs
als `remote terminal unit` (RTU) agieren. Zudem ist sie als Daten-Monitor
in das Datennetz des Transportflugzeuges integriert.
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Mittels
Ethernet ist sie mit der Mensch-Maschine-Schnittstelle verbunden,
um Bediener-Kommandos
(power on, fire command, parachute-ignition etc..) zu erhalten,
um Bediener-Anzeigen
(Test, Moding, Alignment-Status etc..) zu visualisieren und um die
Missions-Pläne
zu erhalten, welche sie an die MFKs der angebundenen und aktivierten
Ausziehplattform zum Memory-Download (siehe 7, Mode 'Download of Missionplan') weiterleitet.
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Die
Hauptaufgabe der Steuer-Konsole ist die Interaktion mit den MFKs
der Ausziehplattform (vergleiche 'weapon control computer' in Jagdbombern), wobei
sie Folgendes aufgrund von Bedienereingaben ausführt
- – aktivieren
der Energie-Versorgung der verbundenen Ausziehplattform samt angehängter MFKs durch
Lieferung der 3×115V
400Hz aus dem Versorgungs-Netz des Transportflugzeuges
- – prüfen durch
einen Waffenstations-Check, wieviele MFKs und wo sich MFKs unter
der Ausziehplattform befinden
- – überwachen
und auswerten der gemeldeten Selbsttest-Ergebnisse der MFKs (siehe 7, Modes 'Power_on', 'PBIT Check', 'IBIT')
- – download
der von der Missions-Planung erhaltenen Missions-Pläne in die
MFKs der Ausziehplattform (siehe 7,
Mode 'Download of
Missionplan')
- – initialisieren
der GPS- bzw. Galileo-Receiver der MFKs mit Almanac-, Ephemeris-,
Kryptokey- und PVT-Daten, welche die Steuer-Konsole als Daten-Monitor
aus dem Datennetz des Transportflugzeuges gewinnt (siehe 7, Mode 'Distribution')
- – aktivieren
und überwachen
des Navigations-Alignments der MFKs, wobei die Steuer-Konsole periodisch
Navigations-Daten des Transportflugzeuges, welche sie als Daten-Monitor ermittelt,
an die MFKs sendet (siehe 7,
Mode 'Navigation
Alignment')
- – aktivieren
und überwachen
der Release-Interaktion (siehe 7,
von Mode 'Missile
ready Preparation' bis
Mode 'Stop AC Release-Interaction') mit den MFKs (siehe
MIL-STD 1760), in deren Verlauf bei jedem MFK die Thermalbatterie
gestartet, die Rudermaschinen entriegelt und Rudervoreinstellung
gesetzt wird. Dies erfolgt nur, wenn via Datennetz des Transportflugzeuges
(Infos von Cargo-Handling-System) erkannt ist, dass die Laderampe
abgesenkt und die angebundene Ausziehplattform sich in Airdrop-Stellung
(nächste
an der Laderampe) befindet
- – MFKs
mit der Information versorgen, dass der Airdrop nachfolgend aktiviert
wird
- – aktivieren
des Zünd-Signals,
welches das Ausstoßen
des Fallschirmes (Airdrop-Fallschirmsystem)
der Ausziehplattform nach hinten über die abgesenkte Laderampe
ins Freie verursacht
- – versorgen
einiger diskreter Signale des Umbilical-Kabels mit Spannung/Strom
(DC), welche die MFKs sensieren und durch deren Abfall die MFKs das
Abziehen des Umbilical-Kabels von der Ausziehplattform und damit
das Verlassen des Laderaums erkennen können.
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Mittels
der Missions-Planung-Komponente des Weapon Control Mission Planing
Containers kann der Bediener Bekämpfungsaufträge, die
er vor take-off erhalten hat oder die während des Fluges via Funkverbindung
kommandiert werden, in Missionspläne umsetzen.
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Dazu
benutzt er die Mensch-Maschine-Schnittstelle des Weapon Control
Mission Planing Containers und verarbeitet Aufklärungs-Ergebnisse und Wetter-Informationen,
die die Steuer-Konsole
als Daten-Monitor aus dem Datennetz des Transportflugzeuges gewinnt
und der Missionsplanung via internem Ethernet zur Verfügung stellt.
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Die
Mensch-Maschine-Schnittstelle stellt 2 Bedienplätze zur Verfügung, einen
für den
Waffensystem-Offizier (WSO), der den Einsatz der Ausziehplattform
steuert, und einen für
den Missionsplanungs-Offizier (MPO), der die Missionspläne für die MFKs
erstellt.
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Marschflugkörper (MFK),
die unter einer Ausziehplattform mittels Fallschirm-Airdrop verschossen
werden, haben zusätzliche
Eigenschaften, die sie von MFKs unterscheiden, welche an Jagdbombern
als Außenlast
zum Einsatz kommen:
- A. Der Mode 'Stop AC Release-Interaction' (siehe 7) wird erst verlassen,
wenn die Bestätigung (committed
to store separation) des erfolgreichen Abschlußes der Release-Interaktion (ab Mode 'Missile ready Preparation') via Milbus zur
Steuer-Konsole gesendet worden ist und danach das Steuer-Signal
zum Fallschirm-Ausstoß im
Kommando-Wort 'critical
control' via Milbus
(siehe MIL-STD 1760) erkannt wurde.
- B. Im Mode 'Airdrop
Monitoring' (siehe 7) wird erkannt und überwacht,
ob der Airdrop-Vorgang korrekt
durchlaufen wird
– ob
das Airdrop-Fallschirmsystem die Aktivierung des Fallschirms gemeldet
hat (siehe 2)
– ob die
Inertial Measurement Unit (IMU) des Marschflugkörpers die durch die Zugkräfte des Fallschirms
erzeugten Beschleunigungen sensiert
– ob die Milbus-Kommunikation
durch das Abziehen des Umbilical-Kabel vom Umbilical-Stecker der
Ausziehplattform stoppt (siehe 4)
– ob diskrete
Signale des Umbilical-Kabels spannungs/stromlos werden aufgrund
des Abziehens des Umbilical-Kabel vom Umbilical-Stecker der Ausziehplattform.
- C. Falls der Airdrop-Vorgang als korrekt erkannt wird, wird
in den Mode 'Plattform-Control
and Wait for Release-Event' (siehe 7) gewechselt. In diesem
Mode werden folgende Aktionen ausgeführt:
– die Autopiloten der angehängten MFKs
versuchen den Rolldrehrate der Ausziehplattform auf circa 0°/sec und
Nick- und Anstellwinkel der Ausziehplattform in dem für den Release
von der Ausziehplattform zulässigen
Bereich zu regeln
– falls
obige Bedingungen für
den Release der MFKs von der Ausziehplattform eine bestimmte Zeitspanne
(z.B. 100ms) vorliegen, aktivieren alle angehängten MFKs jeweils ihr diskretes
Steuer-Signal, mit dem die Kartuschen (Catridges) der Pylons zum Öffnen der
Hacken und zur Stößel-Aktivierung
zum Zwecke der Trennung der MFKs von der Ausziehplattform gezündet werden, wobei
allerdings nur das Steuer-Signal
eines MFKs (z.B. des mittigen MFKs) mit den Kartuschen verkabelt
ist, um eine zeitsynchrone Trennung aller angehängten MFKs von der Ausziehplattform
zu erreichen.
Falls dann der MFK-Plunger den Release von der Ausziehplattform
sensiert (siehe 5),
wird in den Mode 'Separation
from Plattform' übergegangen
(siehe 7).
- D. Im Mode 'Separation
from Plattform' wird
durch den Autopiloten die übliche
Q0-Control und die Separation-Guidance durchgeführt. Falls mehrere MFKs von
der Ausziehplattform releaset werden, führt jeder MFK die seinem Pylon
(siehe RTU-Adresse) zugeordnete Abgangs-Lenkung durch (z.b bei 3
MFKs : linker/rechter MFK nach außen weg, der mittlere MFK nur
nach unten), wodurch die Kollision der releasten MFKs vermieden wird.
Nach
Abschluß dieses
Lenk- und Regelvorganges werden die Schwenkflügel ausgefahren und geprüft, ob der
MFK ausreichend Geschwindigkeit hat, um das Triebwerk zu starten.
- E. Falls nicht, wird in den Mode 'Dive-Manoever for Propulsion-Start' verzweigt, in dem
Folgendes aus eführt
wir
– prüfen, wieviel
Höhe über Grund
(AGL) vorhanden ist
– berechnen
eines entspr. Sturzflug-Manoevers mit anschließendem Abfang-Manoever, um
die Geschwindigkeit so zu erhöhen,
dass der Triebwerksstart ermöglich
wird
– durchführen des
Sturzflug/Abfang-Manoevers
– nach Abschluß des Sturzflug/Abfang-Manoevers
Wechsel in einen der Cruise-Modes (siehe 7) , wo dann das Triebwerk gestartet
und der gespeicherte Missionsplan ausgeführt wird.
- F. Um die Gefährdung
des Transportflugzeuges zu reduzieren, werden die Schwenkflügel der Marschflugkörper weiter
(z.B. 10° mehr)
aufgeklappt als dies bei einem Verschuß von Jagdbombern üblich ist,
um den aerodynamischen Auftrieb des Marschflugkörpers signifikant zu erhöhen und entsprechend
seinen Treibstoffverbrauch zu erniedrigen.
-
Nachfolgend
wird sequenziell beschrieben, wie das vorgeschlagene System operationell
benutzt wird
- 1. der Loadmaster des Transportflugzeuges
lädt mittels
des Cargo-Handling-System des Transportflugzeuges den WCMPC und
die Ausziehplattformen samt angehängter MFKs in den Frachtraum.
Dabei benutzt er den boardeigenen Ladekran (siehe A400M), um den
WCMPC vom anliefernden Lastwagen auf die abgesenkte Laderampe zu
heben, wo er durch die eingebauten und angetriebenen Transportrollen
nach hinten an das Frachtraum-Ende
befördert
wird. Danach werden auf die gleiche Weise die Ausziehplattformen
in den Frachtraum transportiert. Anschließend fixiert der Loadmaster
den WCMPC und die Ausziehplattformen, indem er die 'logistics locks' der Führungsschienen
aktiviert. Den WCMPC schließt
er an das Energie-Versorgungs- und an das Datennetz des Transportflugzeuges
an
- 2. vor take-off des Transportflugzeuges begeben sich der Missionsplanungs-
(MPO) und der Waffensystem-Offizier (WSO) in den WCMPC und bereiten
ihre Arbeitsplätze
vor
- 3. während
des Fluges des Transportflugzeuges erstellt der MPO MFK-Missionspläne, indem
er Bekämpfungsaufträge, Aufklärungsergebnisse und
Wetterinformationen an seiner Bedienkonsole verarbeitet
- 4. nach Fertigstellung der Missionspläne, verbindet der Loadmaster
das Umbilical-Kabel des WCMPC mit der Ausziehplattform, die sich
in Airdrop-Stellung (vor der Laderampe) befindet. Falls die boardeigene
Apparatur zum Ausbringen des Fallschirms benutzt wird, hängt der
Loadmaster den Seilzug des Fallschirmes an die Auswurfpalttform
an
- 5. danach schaltet der im WCMPC arbeitende WSO die Versorgungsspannung
für die
Ausziehplattform und damit für
die angehängten
MFKs ein
- 6. der WSO prüft,
ob jeweils die Hochlaufsequenz und die Selbststest jedes MFKs ok
ist
- 7. der WSO initiiert und überwacht
den Download der vom MPO generierten Missionen in die MFKs der angehängten Ausziehplattform
- 8. danach aktiviert der WSO das Navigations-Alignment der MFKs
- 9. wenn das vorgeplannte MFK-Release-Gebiet erreicht wird, entfernt
der Loadmaster die Safety-Pins (an Airdrop-Fallschirmsystem und
an MFKs) an der Ausziehplattform und senkt die Laderampe mittels
des Cargo-Handling-Systems ab
- 10. der WSO aktiviert und überwacht
die Release-Interaktion mit den MFKs, wodurch ihre eigene Energie-Versorgung
(Thermal-Batterie) aktiviert wird
- 11. der WSO überprüft, ob alle
MFKs ihre Release-Vorbereitung erfolgreich abgeschlossen abgeschlossen
haben
- 12. der Loadmaster aktiviert die 'air drop system locks' der Airdrop-Stellung
und deaktiviert die 'logistics
locks' der Airdrop-Stellung
mittels Cargo-Handling-System (Panel)
- 13. der WSO initiiert den Airdrop und beobachtet das Entfalten
des Airdrop-Fallschirmes außerhalb des
Frachtraumes (siehe 2)
und das dadurch verursachte Herausziehen der Ausziehplattform aus
den Frachtraum (siehe 3).
Falls die boardeigene Apparatur zum Ausbringen des Fallschirms benutzt
wird, aktiviert der Loadmaster den Fallschirm-Auswurf
- 14. der WSO und der Loadmaster prüfen, ob die Ausziehplattform
den Frachtraum verlassen hat
- 15. der WSO aktiviert und überwacht
das Einziehen/Aufrollen des Umbilical-Kabel mittels der am WCMPC
angebrachten Seilwinde
- 16. der Loadmaster schließt
mittels des Cargo-Handling-Systems die Laderampe
- 17. der Loadmaster öffnet
die 'air drop system locks' in der Airdrop-Stellung, öffnet die 'logistics locks' an der zur Laderampe
nächst
gelegenen Ausziehplattform und bewegt diese mittels der Transportrollen
in die Airdrop-Stellung (siehe 6),
wo er die Ausziehplattform dann mittels der sich dort befindenden 'logistics locks' fixiert
- 18. der Loadmaster verbindet dann das Umbilical-Kabel des WCMPC
mit der Ausziehplattform, welche sich in der Airdrop-Stellung befindet.
- 19. Siehe Nr.3.
-
Dies
kann solange wiederholt werden bis alle Ausziehplattformen verschossen
sind bzw. solange der Treibstoffvorrat des Transportflugzeuges eine
sichere Rückkehr
zur Basis erlaubt.