DE4241445A1 - See-Überwachungs-, Aufklärungs- und Kampfsystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft unbemannte See-Überwachungs-, Aufklärungs- und Kampfsysteme mit eigenem Schwimmkörper und steuer- bzw. regelbarem Auftrieb gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Für die Überwachung und Aufklärung im Meer werden Bojen verwendet. Dies sind unbemannte Schwimmkörper, die mit geeigneten Sensoren ausgerüstet sind. Bekannt sind beispielsweise Sonarbojen, die ein Schallsignal absenden, welches nach Reflexion an dem aufzuklärenden Objekt, beispielsweise einem U-Boot, von einem in der Boje vorgesehenen Empfänger wieder aufgenommen wird. Aus Richtung und Laufzeit des Echosignals kann die Position des reflektierenden Körpers relativ zur Boje bestimmt werden. Durch die Verwendung mehrerer Bojen kann die Genauigkeit der Aufklärung stark erhöht werden.

Da die Position aktiver Sonarbojen aufgrund des von ihnen abgestrahlten Schallsignals leicht erkannt werden kann, werden auch passive Sonarbojen eingesetzt. Das Schallsignal wird getrennt erzeugt, beispielsweise durch eine Wasserbombe. Auch hier läßt sich durch die Auswertung mehrerer Bojenempfangssignale die Position des aufzuklärenden Objektes bestimmen.

Andere Sonarbojen nehmen die Geräusche vorbeifahrender Schiffe auf und melden diese an eine Leitstelle. Dort wird durch Vergleich mit Original-Aufnahmen der jeweilige Schiffstyp bestimmt.

Als unbemannte Kampfmittel werden im Meer Seeminen eingesetzt. Dabei unterscheidet man solche, die frei im Wasser schwimmen und somit den Fluß- und Meeresströmungen folgen, und solche, die mit Hilfe eines Ankertaus am Fluß- oder Meeresboden fixiert sind, wobei sinnreiche Vorrichtungen verwendet werden, die verhindern, daß diese Minen bei Ebbe an der Wasseroberfläche sichtbar werden. Die Verlegung der Seeminen erfolgt durch U-Boote, durch Überwasserschiffe und/oder durch Luftfahrzeuge. Die Aktivierung erfolgt über eine Zeitautomatik, über Funk oder über Ultraschall. Die Auslösung erfolgt ferngesteuert oder automatisch mittels geeigneter Sensoren, beispielsweise durch Berührungsfühler, Magnetsensoren, akustische Sensoren usw.

Ein Nachteil der herkömmlichen Seeminen ist, daß sie keine Möglichkeit bieten, das Ziel vor der Bekämpfung sicher zu identifizieren, so daß sie sowohl feindliche wie eigene Seefahrzeuge in gleicher Weise gefährden. Eine einfache Deaktivierung ist nicht möglich, so daß die Räumung eigener Minen nicht weniger problematisch ist als die Räumung feindlicher Minen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein unbemanntes, von einer Leitstelle steuerbares und autonom einsetzbares System anzugeben, das die sichere Identifizierung und anschließende Bekämpfung von Zielen unter Wasser, über Wasser, in der Luft und an Land möglich macht, wobei jedoch die Möglichkeit der Aufklärung durch den Gegner drastisch reduziert, die Überlebensfähigkeit des Systems drastisch erhöht und eine Deaktivierung jederzeit möglich sein soll.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein gattungsgemäßes See-Überwachungs-, Aufklärungs- und Kampfsystem mit den Merkmalen gemäß Kennzeichen des Anspruchs 1.

Gegenstand der Erfindung ist ein modular aufgebautes selbstschwimmendes Einsatzsystem mit Positionierfähigkeit in veränderlichen Wassertiefen, das über Funk oder Verbindungskabel mit einer Leitstelle verbunden ist. In dieser Leitstelle laufen alle von den eingesetzten Systemen gesammelten Informationen ein, werden durch hochschnelle Datenverarbeitung integriert, bildlich dargestellt, vom Operator ausgewertet und einsatzmäßig umgesetzt.

Es besteht jedoch nicht nur die Möglichkeit der Datenübertragung, vielmehr können in die Verbindungskabel, insbesondere bei küstennahen stationären Verwendungen, auch elektrische Energie von der Leitstelle zu und zwischen den Systemen übertragen werden. Aufgrund des steuerbaren Auftriebs können die operationell zutreffend als Satelliten bezeichneten einzelnen Systeme in unterschiedlichen Wassertiefen positioniert werden und situationsgerecht von dort aus einzeln oder gruppenweise ihre Einsatzausrüstung über die Wasseroberfläche ausfahren. Dank der vorgesehenen, vorzugsweise eigenstabilisierten Plattform am oberen Ende des ausfahrbaren Mastes lassen sich Visionik und Sensorik sehr schnell in Bereitschaftsstellung bringen, und zwar insbesondere dann, wenn sie gemäß einer Weiterbildung auf einem eigenen, ebenfalls ausfahrbaren Mast auf der Plattform angeordnet sind. Sie bieten dann nur ein kleines Ziel für die gegnerische Aufklärung.

Der über Leiter oder Funk ferngesteuerte Einsatz der Satelliten erfolgt durch eine Leitstelle anhand der vom Visionik- und Sensorikteil der Plattformausrüstung oder der von einer entsprechend ausgerüsteten Lenkwaffe während ihres Anflugs auf das Ziel übertragenen, in Echtzeit dargestellten Bilddaten. Abrufbare und manuell übersteuerbare Computerhilfen erleichtern die Einsatzsteuerung. Systemausführungen für den autonomen Einsatz werden durch Zeitautomatik oder Funk aktiviert und sind mit einer auf vorprogrammierte Ziele aufschaltenden Ausrüstung mit automatischer Zielverfolgung und Waffenauslösung ausgestattet.

Die hohe Einsatzflexibilität, Wirksamkeit und Überlebensfähigkeit des Systems wird nicht nur durch überraschendes Auf- und Abtauchen, die Bewaffnung und verbesserte Identifizierungsmöglichkeiten erreicht, sondern im wesentlichen dadurch, daß die Leitstelle in praktisch beliebiger Entfernung von den die eigentlichen Beobachtungs-, Aufklärungs- und Kampfaufgaben wahrnehmenden Satelliten positioniert sein kann. Ortsfeste Leitstellen, gleichgültig ob unter Wasser oder an Land, werden besonders armiert.

Die operative Wirksamkeit der Erfindung kann durch die mögliche Zusammenfassung mehrerer gleich oder unterschiedlich ausgerüsteter Einzelsysteme zu über Funk und/oder Kabel vernetzten Einsatzgruppen variabler Größe gesteigert werden. Dadurch entsteht ein raumdeckender, durch entsprechende Leitstellen, beispielsweise U-Boote, wirksam führbarer Systemverbund mit unter und über der Wasseroberfläche einsetzbaren, sich gegenseitig und über größere Räume deckenden Komponenten. Ein weiterer Vorteil ergibt sich daraus, daß die Systemausführungen in unterschiedlicher Größe, Form und Ausstattung möglich sind, z. B. kostengünstige ohne Nachtkampffähigkeit oder ohne stabilisierte Plattform. Schließlich ist ein besonderer Vorteil, daß die Wirksamkeit durch Erhöhung der Tragfähigkeit für zusätzliche Einsatz-, Versorgungs- und Betriebsmittel mittels Zusatzauftriebskörper oder durch selbstschwimmende Abschuß- bzw. Betriebsmittelbehälter fast beliebig gesteigert werden kann. Schließlich ist es sogar möglich, einzelne Satelliten gleichsam als Vorratslager zu verwenden, um bei Bedarf Waffen oder Energie nachladen zu können.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen definiert ist, in Form von Ausführungsbeispielen erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines System-Satelliten,

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform eines System-Satelliten,

Fig. 3 eine dritte Ausführungsform eines System-Satelliten,

Fig. 4 eine Prinzipdarstellung der Einsatzsteuerung eines Aufklärungs- und Kampfsystems mit Leitstelle und System-Satellit.

Fig. 1 zeigt die Ausführungsform eines Systems, dessen Komponenten sich teils unter, teils über der Wasseroberfläche 0 befinden. Man erkennt einen kugelförmigen Auftriebskörper 1 vorausberechneter Größe, in dem ein alle Module verbindender, ausfahrbarer, mehrschübiger Teleskopmast 2 gelagert ist, an dessen oberem Ende eine vorzugsweise stabilisierte Plattform 3 mit aufgabenorientierter Einsatzausrüstung wie Visionik und Sensorik 3.1 sowie Lenkflugkörpern 3.2 angeordnet ist. Unter dem Auftriebskörper 1 ist ein Stabilisierungs- und Ausgleichsbehälter 4 angeordnet, der mit Hilfe von Pumpen 5, 6 geflutet oder gelenzt werden kann, um den Auftrieb des Gerätes in bedarfsweiser Zusammenarbeit mit den Zusatzschwimmkörpern 1a gesteuert verändern zu können.

Im Inneren des Auftriebskörpers 1 sind sämtliche Betriebs- und Kommunikationsmittel 16, 18 untergebracht, beispielsweise Akkumulatoren, Generatoren, Kompressoren, elektronische Einheiten für Visionik, Sensorik, Datenübertragung und Kampfführung und dergleichen mehr.

An der Außenhülle des Auftriebskörpers 1 erkennt man eine Reihe von Doppelösen 15, an denen Kranhaken ebenso befestigt werden können wie faltbare Zusatzschwimmkörper 1a, externe Preßluftflaschen 13 oder ein externes Verbindungskabel 9.

Von wesentlicher Bedeutung für die Brauchbarkeit des Geräts ist ein im Inneren des Teleskopmastes 2 verlegter Luft- und Kabelkanal 11. Dadurch besteht die Möglichkeit, bei ausgefahrenem Teleskopmast 2 Luft anzusaugen, zu komprimieren und beispielsweise in der Preßluftflasche 13 oder im Ausgleichsbehälter 4 zu speichern. Falls in das Verbindungskabel 9 zur Leitstelle ebenfalls ein Luftkanal integriert ist, kann die Leitstelle, die üblicherweise bemannt ist, auf diesem Weg im Notfall auch mit Luft versorgt werden. Dank der Verwendung eines teleskopierbaren Mastes 2 läßt sich die Plattform 3 mit den Beobachtungs- und Kampfmitteln 3.1, 3.2 sehr viel schneller aus- und einfahren, als dies durch die Veränderung des Auftriebs allein möglich wäre.

Während das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel wegen seines kugelförmigen Ausgleichsbehälters 1 mehr für den teil- oder vollstationären Einsatz geeignet ist, beispielsweise zum Schutz von Häfen oder Flußmündungen, ist das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel wegen seines zylindrischen Auftriebskörpers 1 vorzüglich lagerfähig und für den Überwasser- und Unterwassertransport zum Einsatzort geeignet. Dieser Transport erfolgt bei im wesentlichen waagerechter Position des Auftriebskörpers 1, die senkrechte Betriebsposition wird am Einsatzort durch Fluten des Ausgleichsbehälters 4 eingestellt. Große faltbare Zusatzschwimmkörper 1a an der Außenseite des Auftriebskörpers 1 ermöglichen es, die Tragfähigkeit des Systems zu erhöhen, beispielsweise um spezielle Unterwassersensorik und Torpedos 20 anbringen zu können. Zum Füllen und Entleeren der Zusatzauftriebskörper 1a sind Einlaß- und Auslaßventile 7, 8 vorgesehen, die entsprechend gesteuert werden.

In der Praxis sind alle Zusatzauftriebskörper 1a über Druckausgleichsleitungen miteinander verbunden, so daß der Auftriebskörper 1 immer seine senkrechte Position beibehält. In der Zeichnung wurde jedoch der linke Zusatzauftriebskörper 1a voll aufgeblasen für maximalen Auftrieb und der rechte Zusatzauftriebskörper 1a′ maximal entleert für optimalen Transport dargestellt.

Die Energieversorgung erfolgt über in die Plattformausrüstung und in die Betriebsanlagen im Auftriebskörper 1 integrierte nachladbare Akkumulatoren 16, die je nach Aufgabenstellung entweder über das Verbindungskabel 9 bzw. bei über die Wasseroberfläche ausgefahrener Plattform 3 über den Luft- und Kabelkanal 11 im Inneren des Mastes 2 auch durch ein Aggregat 12 mit luftatmendem Antrieb 17 und Ladegerät 18 nachgeladen werden können. Es versteht sich, daß auch andere Stromerzeuger vorgesehen sein können, beispielsweise Solarzellen, Brennstoffzellen und dergleichen. Zusätzlich ermöglicht der Luftkanal 11 das Nachfüllen der Preßluftflaschen 13 mit Hilfe der Kompressoren 14.

Fig. 3 zeigt eine leichte, kostengünstige Ausführung. Sie besitzt ebenfalls einen alle Module verbindenden Mast 2 und eine Plattform 3 an dessen oberem Ende. Der Auftriebskörper 1 besteht in diesem Fall nur aus über die Ventile 7 und 8 regulierbaren Luftsäcken. Auftriebskörper 1 und Ausgleichsbehälter 4 werden beim Aussetzen mit vorausberechneten Wasser- und Luftmengen gefüllt. Es besteht jedoch die Möglichkeit, daß das Befüllen beim Eintauchen des Systems ins Wasser automatisch mittels Einlaßpumpen 5 und Einlaßventile 7 erfolgt, bis die aufrechte Position des Geräts in der gewünschten Wassertiefe erreicht ist. Durch systemeigene Programmsteuerung oder durch Fernsteuerung über das Verbindungskabel 9 bzw. Funk wird der Einsatzaufgabe entsprechend der Auftrieb des Geräts durch Dosierung der Wassermenge im Ausgleichsbehälter 4 bzw. der Luftmenge im Auftriebskörper 1 so reguliert, daß eine ausreichende Postierung der Plattform 3 und deren Einsatzausrüstung über der Wasseroberfläche erreicht wird, und zwar auch dann, wenn der Mast 2 nicht ausfahrbar ist, beispielsweise weil die Ausfahrmechanik ausgefallen ist.

Fig. 4 zeigt in einer rein systematischen Darstellung die Einsatzsteuerung für derartige Systeme, bestehend aus einer Leitstelle 21 mit Operator 23 und einer variablen Zahl von Satelliten 22 mit einer vom Einsatzzweck abhängigen Ausrüstung und Bewaffnung. Ist die Leitstelle 21 stationär, so können die Satelliten 22 entweder vollstationär oder teilstationär sein. Ist die Leitstelle 21 dagegen ebenfalls teilstationär oder mobil, sind die Satelliten ebenfalls teilstationär, da sie wegen des Verbindungskabels 9 zwar an die Leitstelle 21 gekoppelt sind, gleichzeitig jedoch den Wasserströmungen folgen können. Ist die Verbindung 19 zwischen Leitstelle 21 und Satelliten 22 drahtlos, sind die Satelliten 22 mobil und können jeder Wasserströmung unbegrenzt folgen.

Claims (13)

1. Unbemanntes See-Überwachungs-, Aufklärungs- und Kampfsystem, das aufgrund eines steuerbaren Auftriebs in variablen Tiefen unter der Wasseroberfläche (0) postiert werden kann und entsprechend seinem Einsatzzweck mit Beobachtungs- bzw. Kampfmitteln (3.1, 3.2, 20) ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein austeleskopierbarer Mast (2) vorgesehen ist, daß am oberen Mastende eine Plattform (3) beweglich angelenkt ist, auf der Beobachtungs­ und/oder Kampfmittel (3.1, 3.2) untergebracht sind, daß am Mast (2) ein Auftriebskörper (1) befestigt ist, der auch die Betriebs- und Kommunikationsmittel (14, 16, 17, 18) aufnimmt, daß im Mast (2) ein Luft- und Kabelkanal (11) verläuft und daß ein Verbindungskabel (9) mit integriertem Daten- und Stromleiter von/zur Leitstelle (21) vorgesehen ist.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Mastende ein Stabilisierungs- und Ausgleichsbehälter (4) montiert ist.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Pumpen (5, 6) zum Fluten und Lenzen des Ausgleichsbehälters (4) vorgesehen sind.

4. System nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß faltbare Zusatzauftriebskörper (1a) mit Luft-Einlaß- und -Auslaßventilen (7, 8) vorgesehen sind.

5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Halterungen für Unterwassersensorik und -waffen (20) vorgesehen sind.

6. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß externe Halteösen (15) für Kranhaken und zur Anbringung zusätzlicher Ausrüstung, Waffen und Betriebs- und Versorgungsanlagen vorgesehen sind.

7. System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattform (3) um drei Achsen lagestabilisiert ist.

8. System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in das Verbindungskabel (9) Daten-, Energie-, Gas-, Luft- und/oder Betriebsstoffleitungen integriert sind.

9. System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Akkumulatoren, Batterien, Brennstoffzellen, Solarzellen und/oder Generatoren an Bord sind.

10. System nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Plattform (3) Visionik und/oder Sensorik (3.1), Waffen (3.2), Datenverarbeitungs- und Sende- und Empfangsanlagen (3.3) angeordnet sind.

11. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß Visionik und Sensorik, d. h. Bildwandler und/oder Radar (3.1) auf einem eigenen ausfahrbaren Mast angeordnet sind.

12. System nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bestehend aus einem U-Boot als Leitstelle (21, 23) und einer Mehrzahl von Satelliten-Systemen (22) als Überwachungs-, Aufklärungs- und/oder Kampfeinheiten.

13. System nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß es mit einem programmierbare Funktionen aus den Bereichen mission management, vehicle management und data distribution ausführenden Computer ausgestattet ist.