DE202007018778U1

DE202007018778U1 - Klein-Flugkörper zur Überwachung von Geländebereichen

Info

Publication number: DE202007018778U1
Application number: DE202007018778U
Authority: DE
Original assignee: LFK Lenkflugkoerpersysteme GmbH
Current assignee: MBDA Deutschland GmbH
Priority date: 2007-11-24
Filing date: 2007-11-24
Publication date: 2009-06-04
Anticipated expiration: 2017-11-25

Abstract

Klein-Flugkörper (1) zur Überwachung von Geländebereichen mit einem Rumpf, einer Energieversorgung, einem steuerbaren Antrieb, Mitteln zur Steuerung, einer Lenkelektronik, einer automatischen Lagestabilisierung, einer Kamera und Mitteln zur Datenübertragung zwischen einem Operateur und dem Klein-Flugkörper (1), dadurch gekennzeichnet, dass der Klein-Flugkörper (1) ein Lawinen-Verschütteten-Suchgerät (LVS) und/oder einen Sensor (M) für Mobilfunkfrequenzen aufweist, sowie Mittel zur Verarbeitung der Messsignale in der Lenkelektronik und/oder Mittel zur Datenübertragung zum Operateur (O).

Description

Die Neuerung betrifft einen Klein-Flugkörper zur Überwachung von Geländebereichen mit einem Rumpf, einer Energieversorgung, einem steuerbaren Antrieb, Mitteln zur Steuerung, einer Lenkelektronik, einer automatischen Lagestabilisierung, einer Kamera und Mitteln zur Datenübertragung zwischen einem Operateur und dem Klein-Flugkörper.
Ein Klein-Flugkörper, der für die Bekämpfung unterschiedlicher Ziele oder für unterschiedliche Missionen mit verschiedenen Wirksystemen bestückt werden kann, ist aus der DE 10 2004 061 977 A1 bekannt geworden. Dieser Kleinflugkörper ist aufgrund seiner Ausstattung mit einem Gefechtskopf oder einem Wirksystem als ergänzende Bewaffnung für Infanteristen, für den Grenzschutz oder auch für Anti-Terroreinheiten ausgelegt. Zur Erkennung eines Ziels ist eine TV-Kamera vorgesehen, die auch für den Infrarotbereich geeignet sein kann. Eine Nutzung dieses Kleinflugkörpers auch für andersartige Zwecke ist in der Druckschrift nicht beschrieben.
Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, einen Klein-Flugkörper zur Rettung von Lawinenopfern zu verwenden. Bei der Rettung von Verschütteten aus Lawinen spielt der Faktor Zeit eine wesentliche Rolle. Nach 15 Minuten leben noch mehr als 90 Prozent der Opfer, danach sinkt dieser Wert dramatisch. Nach einer halben Stunde können nur noch weniger als 30 Prozent der Verschütteten lebend geborgen werden, Die bei einer Rettungsaktion zum Einsatz kommenden Hilfsmittel müssen leicht zu transportieren und zu bedienen sein, sowie zuverlässig, schnell und unter den meisten Wetterbedingungen funktionieren.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Klein-Flugkörper und ein Verfahren zum Betrieb dieses Klein-Flugkörpers anzugeben, mit dem ein schnelles Auffinden von verschütteten Personen nach einem Lawinenabgang möglich ist, wobei der Geländebereich des Lawinenkegels erst nach dem Auffinden von Verschütteten von Personen betreten werden soll.
Diese Aufgabe wird in überraschend einfacher Weise dadurch gelöst, dass der Klein-Flugkörper ein Lawinen-Verschütteten-Suchgerät (LVS) und/oder einen Sensor für Mobilfunkfrequenzen aufweist, deren Messsignale in der Lenkelektronik verarbeitet und/oder zum Operateur übertragen werden. Somit steht eine leichte und kleine fliegende Plattform zur Verfügung, die von Bergrettern problemlos zum Einsatzort transportiert werden kann und die wahlweise manuell gesteuert, halbautomatisch oder automatisch den von der Lawine überdeckten Geländebereich überfliegt und nach Lawinenopfern absucht.
Ergänzend kann der Klein-Flugkörper mit einem Infrarot-Sensor ausgerüstet sein, der durch Detektion des IR-Spektrums an der Oberfläche der Lawine die Suche wirksam unterstützt.
Zur Unterstützung halbautomatischer oder automatischer Flugverfahren dient ein im Klein-Flugkörper mitgeführter Höhenmesser, der zur Abstandshaltung über dem Gelände verwendet wird.
Zur weiteren Automatisierung der Flugführung dient ein im Klein-Flugkörper eingebautes Global-Positioning-System (GPS), das mit der Lenkelektronik zusammenarbeitet und bei schlechten Sichtbedingungen am Einsatzort sowohl die Einhaltung der Flugroute als auch die Lokalisierung von gefundenen Lawinenopfern unterstützt.
Jede Stelle, an der ein mit Hilfe im Klein-Flugkörper mitgeführter Sensoren Lawinenopfer entdeckt wurde, wird umgehend vom Klein-Flugkörper in geeigneter Weise markiert, so dass Retter gezielt mit der Bergung beginnen können und der Klein-Flugkörper gegebenenfalls die Suche fortsetzen kann.
Mit Hilfe der Neuerung kann die Suche nach verschütteten Lawinenopfern wesentlich schneller erfolgen als bei der bisher üblichen Methode, bei der eine Vielzahl von Rettern zu Fuß und unter erschwerten Bedingungen suchen muss. Das vorgeschlagene Suchgerät arbeitet weitgehend unabhängig von Wetterbedingungen und Geländeformationen und die Suche kann von einer lawinensicheren Stelle aus durchgeführt werden. Es erübrigt sich damit auch die Suche mit Hilfe eines ähnlich ausgestatteten Hubschraubers.
Je nach den örtlichen Gegebenheiten kann die Steuerung des Klein-Flugkörpers überwiegend automatisch nach vorgegebenen Flugprogrammen erfolgen, wobei eine teilweise oder komplette Umschaltung auf manuelle Fernsteuerung durch den Operateur vorgesehen ist. Damit kann auf eine einfache und schnelle Weise die Betriebsart an die örtlichen Bedingungen Schließlich ist es möglich, die Lenkelektronik derart abzustimmen, dass die Steuerung bei Annäherung des Klein-Flugkörpers an die Position eines detektierten Lawinenopfers ein Abweichen von der ursprünglichen Flugbahn zulässt um eine genaue Detektion der Position des Lawinenopfers zu ermöglichen. Damit ist eine noch schnellere und genauere Feststellung der Position des Lawinenopfers möglich.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch vereinfacht dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
1: einen Klein-Flugkörper zur Ortung von Lawinenopfern,
2: einen möglichen Flugweg zur Detektion von Lawinenopfern.
Die 1 zeigt stark vereinfacht ein mögliches Ausführungsbeispiel eines zur Detektion von Lawinenopfern geeigneten Klein-Flugkörpers 1. In einem Rumpf 2 sind im Inneren unter anderem die Navigations-, Lenk- und Regelelektronik enthalten. Damit sind Geräte zur Fernsteuerung des Klein-Flugkörpers, Geräte zur Stabilisierung der Fluglage des Klein-Flugkörpers und Hilfsgeräte zur Feinnavigation wie beispielsweise ein GPS-Empfänger umfasst. An der Spitze des Rumpfes ist ein Elektromotor 3 mit einem Propeller eingebaut. Dieser Elektroantrieb kann gegebenenfalls auch schwenkbar ausgeführt sein. Schließlich ist eine zum Betrieb der vorgenannten Geräte notwendige Stromversorgung beispielsweise in Form aufladbarer Akkumulatoren vorgesehen.
Weiterhin weist der Klein-Flugkörper 1 Flügel 4 auf, die beispielsweise steckbar oder faltbar ausgeführt sein können, um den Klein-Flugkörper auf engstem Raum wie beispielsweise in einem Rucksack transportieren zu können. An den Flügeln 4 sind Stabilisierungsflossen 5 und Ruder 6 vorgesehen. Schließlich sind am Rumpf oder an den Flügeln Stützen 8 angeordnet, welche ein Umkippen des Klein-Flugkörpers im Ruhezustand verhindern.
Im heckseitigen Bereich des Rumpfes 2 sind verschiedene Sensoren angeordnet, die für die Detektion der Lawinenopfer notwendig sind. Dies sind entsprechend der vorliegenden Erfindung eine Infrarot-Kamera K, ein Detektor für Mobilfunkfrequenzen M und ein Lawinenverschütteten-Suchgerät LVS. Diese Geräte ergänzen sich in idealer Weise im Hinblick auf eine möglichst schnelle und exakte Ortung von Lawinenopfern.
Der gesamte Klein-Flugkörper ist so dimensioniert, dass er von einem einzigen Bergretter im Rucksack bis zum Lawinenkegel transportiert werden kann. Zu dieser Ausrüstung gehört neben dem Klein-Flugkörper selbst auch ein Gerät zur Fernsteuerung des Kleinflugkörpers durch den so genannten Operateur. Dieser bereitet den Start des Klein-Flugkörpers vor und beeinflusst bei Bedarf die Flugbewegungen des Klein-Flugkörpers während der Operationsphase. Grundsätzlich erfolgt die Steuerung des Klein-Flugkörpers weitgehend automatisiert anhand vorprogrammierter Flugrouten. Diese Flugrouten werden von den Sensoren beeinflusst. Beispielsweise steuert ein im Klein-Flugkörper vorhandener Höhenmesser die Flughöhe über Grund soweit es die Hangneigung im Bereich des Lawinenkegels erforderlich macht. Manuell lassen sich vom Operateur auch die Wendepunkte der vorprogrammierten Flugroute bestimmen. Schließlich kann vom Operateur auch die Art der Markierung detektierter Lawinenopfer eingestellt werden.
Die 2 zeigt eine typische Situation an einem Berghang nach einem Lawinenabgang. Der nach Lawinenopfern abzusuchende Geländebereich G des Lawinenkegels ergibt sich aus der Fallsituation. Unter Umständen kann der abzusuchende Bereich aufgrund von Angaben nicht verschütteter Begleiter eingeschränkt werden.
Zur Anwendung des Detektionsverfahrens von Lawinenopfern wird ein Operateur O in die Nähe des Geländebereichs G verbracht. der Operateur O führt den Klein-Flugkörper 1 zusammen mit einer Fernsteuerung mit sich. Aufgrund der geringen Größe des Klein-Flugkörpers ist der Transport in einem Rucksack kein Problem. An der Einsatzstelle wird der Klein-Flugkörper mit wenigen Handgriffen startklar gemacht und der Start des Suchfluges kann am Ausgangspunkt A erfolgen.
Aufgrund der Senkrechtstart- und Landeeigenschaft (VTOAL) des Klein-Flugkörpers ist kein in besonderer Weise vorbereiteter Start- und Landeplatz erforderlich. Nach dem Abheben erfolgt zunächst ein schneller Steigflug S bis zum Erreichen des Geländebereichs G, der abgesucht werden soll. Über dem Geländebereich G wird der Klein-Flugkörper weitgehend automatisiert auf die Flugroute P gesteuert, in der er in raschem Flug entlang etwa zueinander parallel verlaufender gerader Streckenabschnitte RP den Geländeländebereich G überfliegt. Dabei werden die Wendepunkte WP vom Operateur selbst mittels der Fernsteuerung vorgegeben.
Mit Hilfe der an Bord des Klein-Flugkörpers befindlichen Sensoren wird der Geländebereich nach verschütteten Lawinenopfern abgesucht. Wenn die grobe Position eines Lawinenopfers entdeckt wurde schaltet die Flugsteuerung des Klein-Flugkörpers automatisch auf eine Feinsuche im Langsamflug um und korrigiert die Flugbahn gegebenenfalls abweichend von der vorprogrammierten Flugroute R so, dass der Klein-Flugkörper letztlich über der detektierten Stell zum Stehen kommt (Hovern, Schwebeflug). Damit ist die Stelle für die Rettungskräfte eindeutig gekennzeichnet. Eine weitere Kennzeichnung kann beispielsweise mittels im Klein-Flugkörper mitgeführter Farben erfolgen, die an dieser Stelle auf die Lawinenoberfläche in geeigneter Weise aufgebracht werden. Anschließend kann je nach Fallsituation die Suche fortgesetzt oder auch beendet werden.
Für das vorgeschlagene Detektionsverfahren bietet sich in idealer Weise ein kleine, unbemannte fliegende Plattform wie der beschriebene Klein-Flugkörper an, der sowohl im Schnellflug als auch im Schwebeflug bewegt werden kann. Unter der Voraussetzung, dass das zu detektierende Lawinenopfer eines der heute üblichen Lawinen-Verschütteten-Suchgeräte oder zumindest ein Handy im eingeschalteten Zustand mit sich führt, können die entsprechenden im Klein-Flugkörper 1 eingebauten Empfänger bei Annäherung im Suchflug die entsprechenden Sender orten.
Der Klein-Flugkörper selbst kann sich aufgrund seiner geringen Größe und seines geringen Gewichts von Bergrettern im Rucksack oder natürlich auch in anderen Hilfsgeräten wie Akias oder Pistenraupen transportiert werden. Je nach Bauform ist vor Ort noch ein einfacher Zusammenbau notwendig, so dass in jedem Fall eine schnelle Startbereitschaft gegeben ist. Die Steuerung des Klein-Flugkörpers erfolgt mittels einer Fernsteuerung, mit welcher der Operateur die grundsätzlich vorhandenen Automatikfunktionen übersteuern kann.
Nach dem Start ist der Klein-Flugkörper in der Lage grundsätzlich automatisch eine geeignete Flugroute abzufliegen und dabei mittels der mitgeführten Sensoren nach Lawinenopfern zu suchen. Nur die Umkehrpunkte WP der ansonsten weitgehend parallelen Flugbahnen RP werden vom Operateur O manuell kommandiert.
Im Nahbereich eines detektierten Lawinenopfers beginnt automatisch eine Feinsuche, wobei die Flugbahn so korrigiert wird, dass der Klein-Flugkörper schließlich unmittelbar über dem Lawinenopfer beziehungsweise dessen Sender (LVS oder Handy) zum Stehen kommt. Dadurch ist diese Stelle für die Rettungskräfte eindeutig gekennzeichnet. Darüber hinaus kann diese Stelle vom Klein-Flugkörper aus noch mit weiteren geeigneten Mitteln wie beispielsweise Farbe gekennzeichnet werden.
Das vorgeschlagene Verfahren und der hierfür notwendige Klein-Flugkörper bieten gegenüber den bisher angewendeten Verfahren eine Reihe von Vorteilen. Mit Hilfe einer fliegenden Plattform kann die Suche nach Verschütteten wesentlich schneller als zu Fuß und wesentlich planvoller als mit Lawinensuchhunden erfolgen. es erfolgt keinerlei zusätzliche Verdichtung der Schneedecke durch umherlaufende Bergretter. Letztere können gezielt an der Fundstelle eingesetzt werden, so dass das Risiko im Fall eines weiteren Lawinenabgangs gemindert wird.
Mit Hilfe des Lawinen-Verschütteten-Suchgeräts (LVS) lässt sich eine weitgehend automatische Suche mit einem eindeutigen Ergebnis durchführen. Im Gegensatz dazu erfordert der Einsatz von nur einer Wärmebildkamera eine ständige visuelle Kontrolle der aufgenommenen Bilder durch den Operateur. Außerdem verringert sich die Wärmesignatur mit zunehmender Zeit der Suche. Im Vergleich zu sehr teuren Wärmebildkameras sind selbst hochwertige LVS-Geräte sehr preiswert. Nach dem derzeitigen Stand der Technik lassen sich LVS-Empfänger leichter und kleiner bauen als bekannte Kamerasysteme. Dies wiederum unterstützt die Anwendung in kleinen und leichten Klein-Flugkörpern.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102004061977 A1 [0002]

Claims

Klein-Flugkörper (1) zur Überwachung von Geländebereichen mit einem Rumpf, einer Energieversorgung, einem steuerbaren Antrieb, Mitteln zur Steuerung, einer Lenkelektronik, einer automatischen Lagestabilisierung, einer Kamera und Mitteln zur Datenübertragung zwischen einem Operateur und dem Klein-Flugkörper (1), dadurch gekennzeichnet, dass der Klein-Flugkörper (1) ein Lawinen-Verschütteten-Suchgerät (LVS) und/oder einen Sensor (M) für Mobilfunkfrequenzen aufweist, sowie Mittel zur Verarbeitung der Messsignale in der Lenkelektronik und/oder Mittel zur Datenübertragung zum Operateur (O).
Klein-Flugkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Klein-Flugkörper (1) einen Infrarot-Sensor (I) aufweist, sowie Mittel zur Verarbeitung von dessen Ausgangssignalen in der Lenkelektronik und/oder Mittel zur Datenübertragung zum Operateur (O).
Klein-Flugkörper nach Anspruche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Klein-Flugkörper V einen Höhenmesser (H) aufweist, sowie Mittel zur Verarbeitung von dessen Ausgangssignalen in der Lenkelektronik und/oder Mittel zur Datenübertragung zum Operateur (O).
Klein-Flugkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Klein-Flugkörper (1) ein Global-Positioning-System (GPS) aufweist, sowie Mittel zur Verarbeitung von dessen Ausgangssignalen in der Lenkelektronik und/oder Mittel zur Datenübertragung zum Operateur (O).
Klein-Flugkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Klein-Flugkörper (1) Mittel zur Markierung der von mit Hilfe bordeigener Sensoren (LVS, M, I) detektierten Bereiche um Lawinenopfer aufweist.
Klein-Flugkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung des Klein-Flugkörpers (1) eine Umschalteinrichtung zwischen überwiegend automatischer Steuerung nach vorgegebenen Flugprogrammen oder manueller Fernsteuerung durch den Operateur (O) aufweist.
Klein-Flugkörper nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung des Klein-Flugkörpers (1) eine Umschalteinrichtung zur von der ursprünglichen Flugbahn (R) abweichenden Änderung der Flugbahn bei Annäherung des Klein-Flugkörpers (1) an die Position eines detektierten Lawinenopfers aufweist.