EP3306260A1 - Method and system for defence against aerial threats in the form of controllable unmanned small air vehicles - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a method and a system for the defense of threat missiles in the form of controllable unmanned small aircraft.
- Unmanned small vehicles also called small UAVs, for example in the form of so-called small drones
- UAV stands here as an abbreviation for the English term "Unmanned Aerial Vehicle”.
- Small UAVs are usually equipped with cameras and used for film or photo shoots.
- small UAVs are increasingly posing a security risk, for example in the entry-level area of airports, in the area of sensitive infrastructural facilities, such as airports. Power plants, or for public events.
- a system for repelling UAVs with a defense device which comprises a communication device for receiving sensor data, an emission device for generating electromagnetic radiation and a control device for controlling the emission device.
- a defense of UAVs takes place here by means of electromagnetic defense radiation, in particular in the form of strong electromagnetic pulses, by which a malfunction within the UAV is to be triggered.
- a method for the defense of threat missiles in the form of controllable unmanned light aircraft.
- a threat level is defined, which describes the probable threat risk emanating from the threat missile for an area to be protected.
- a hazard level is specified, which indicates whether or not an uncontrolled crash of the threat missile can be tolerated within a defense area encompassing the area to be protected.
- selecting a sequence of control measures with increasing combat hardness to combat the threat missile wherein the maximum combat severity of the sequence of control measures is selected depending on the threat level and increases with increasing threat level.
- a surveillance area which includes the defense area, a controllable unmanned small aircraft is detected as a threat missile.
- control measures of the sequence of control measures is carried out, wherein after each control measure their Behusmpfungshunt is checked, the sequence is aborted in successful control and otherwise the next control measure of the sequence is performed.
- parameters are first defined in the form of a threat level and a risk level. These together describe a defense or deployment scenario. Based on these parameters, a selection of the defensive measures to be taken takes place.
- the threat level takes into account the current security situation in the area of application and can in particular be specified by an operator or determined as an empirical parameter, eg based on the frequency of flight activity of UAVs observed by monitoring sensors.
- the risk level takes into account the Endangerment, in particular for persons, resulting from an uncontrolled crash of a UAVs as a result of defensive measures against this.
- the risk level can be determined, for example, by determining the number of persons who are within a certain area, the danger level increasing with increasing number of persons per area.
- the Threshold Level thus provides a binary decision parameter for taking a precautionary measure that prevents an uncontrolled crash of the threat missile or reduces the impulse of the falling parts of the threat missile to an innocuous level.
- a hazard level lower than the limit risk level an uncontrolled crash of the UAVs to be defended can be accepted and no precautionary measure is necessary.
- a hazard level greater than or equal to the limit risk level an uncontrolled crash of the UAVs to be defended can not be tolerated and it is therefore necessary to take a precautionary measure.
- a sequence of control or defense measures is selected, which are carried out successively and whose control hardness or intensity within the sequence increases from measure to measure.
- the selection of the control agent with maximum control hardness is determined by the threat level. At a low level of threat only control measures are carried out with low control hardness while at high threat levels control measures are carried out with great control hardness. This offers the advantage that on the one hand, an economical use of ordnance takes place. Furthermore, at low threat levels, potentially unjustified complete destruction of the threat missile is prevented.
- it is checked after each individual control measure whether the threat posed by the UAV still exists. If so, the next control of the sequence is performed, otherwise the sequence is aborted. Optionally, the sequence is performed until its end.
- the invention also provides a system for the defense of threat missiles in the form of controllable unmanned light aircraft.
- the system has at least one reconnaissance device with a sensor device for detecting a small air vehicle within a monitoring area and a first defensive device for carrying out a control measure against the threat missile.
- the system has an unmanned defense small aircraft, short defense-small UAV or defense UAV, on which a second defense device for carrying out a control measure against the threat missile is arranged on.
- a control device is provided, which is functionally connected to the reconnaissance device and the defense small aircraft.
- the control device is configured to receive sensor signals from the sensing device of the at least one reconnaissance device based on the received sensor signals, based on a predetermined threat level describing the likely threat threat posed by the threat missile to a protected area, and a predetermined hazard level whether or not an uncontrolled crash of the threat missile within a defensive area, which is within the surveillance area and includes the area to be protected, can be tolerated, generating a control signal and transmitting it to the reconnaissance device and the defense small craft.
- the reconnaissance device and the defense small aircraft are each designed to carry out a control measure in each case on the basis of the control signal, so that a sequence of control measures is carried out by means of the first defensive device and the second defensive device.
- the system according to the invention therefore has a reconnaissance device, which is used both for detecting and for controlling the threat missile.
- the system advantageously has a compact construction.
- the defense-small UAV has the advantage that it can be launched in the direction of the threat missile and this can combat from close range. This also allows control measures with less Mitigation hardness, such as low-energy electromagnetic radiation, are already used at a large distance from the area to be protected.
- the control device of the system advantageously offers the possibility of analyzing the data detected by the sensor device of the reconnaissance device with regard to the presence of a threat missile and selecting a suitable form of combat based on the predefined parameters threat level and hazard level, a current deployment location and the current deployment boundary conditions of the system , In particular, by the control device, a control signal for sequential operation of the defenses of the reconnaissance device and the defense UAVs can be generated.
- This offers the advantage that efficient control of the threat missile with the mildest possible means is reliably carried out.
- the threat level, BDL for short can be divided into three discrete levels, in particular 0, 1, and 2.
- a Level 0 BDL there are no concrete indications of a threat. In this case, disruptions are mainly expected from private operators with little or no criminal potential and there is no additional threat of warfare agents in the BD.
- a Level 0 BDL the presence of a small UAV can generally be accepted.
- Level 1 BDL the threat situation is generally considered medium. In this case, an organized operation and disruption of events with medium to high criminal potential can be assumed.
- Level 1 BDL the presence of a small UAV can not be tolerated. Additional threat from non-lethal agents in the threat missile is likely.
- Level 2 BDL For a Level 2 BDL, the threat situation is generally considered to be high. In this case, concrete terrorist attacks can be assumed. The threat of additional lethal agents in the threat missile is likely. For a Level 2 BDL, Presence is to prevent a small UAV with all available technical effort.
- the threat level may be predetermined by an operator or as an empirical parameter, e.g. is determined by the frequency of UAVs observed by monitoring sensors.
- the threat level can also be determined, for example, based on the external appearance of the detected UAV by means of an image recognition method in which the shape of the detected UAV is compared with data stored in a database for the external form of known UAVs. If the comparison leads to no match, for example, BDL 2 can be automatically adopted.
- the selection of the sequence of control measures can in particular be carried out from a matrix in which each possible combination of threat level and hazard level is assigned in each case exactly one sequence of control measures.
- Such a selection process can be implemented computationally efficiently.
- an efficient control with the mildest possible means is achieved in this way for a large number of possible conditions of use.
- clamping of a safety net with respect to the direction of gravity below the threat missile is preferably provided.
- the safety net can be deployed for example by means of UAVs.
- the safety net is reliably protected by the safety net even in the event that the control measures against the threat missile are unsuccessful.
- At least one control measure of the sequence of the control measures is carried out by an unmanned defense small aircraft.
- the defense small aircraft can be advantageously launched in the direction of the threat missile and combat it from close range.
- control measures with low control hardness such as bombardment by a safety gear, can already be used at a great distance from the area to be protected.
- the defense small aircraft can be beneficial for Security measures are used to prevent an uncontrolled crash of the threat missile and to lead the threat missile out of the area to be protected.
- VTOL UAVs where "VTOL” is an abbreviation for the English term “vertical takeoff and landing”, offer the particular advantage that they can be flexibly maneuvered and can start and land flexibly in a small space.
- the sequence of the control measures has at least one first control measure of low control hardness for disturbing the controllability of the threat missile. In this way, advantageously carried out a very inconspicuous, especially physically barely perceptible defense of the threat missile.
- radio links can be interferers, GPS interferers or the like used.
- GPS interferers offer the advantage that even threat missiles in the form of autonomously flying small UAVs can be effectively defended and, in particular, kept away from or removed from the area to be protected.
- sequence of control measures may include at least a second control measure to remove the threat missile from the area to be protected or to compromise the flight capability of the threat missile.
- the impairment of flying ability for defense offers the advantage that the threat missile can be rendered harmless quickly and efficiently.
- a safety gear in particular a safety net
- capture of the threat missile with a safety gear is preferably provided.
- the safety gear can be deployed for example by a defense-small UAV.
- the safety gear with the threat missile caught therein may be dropped to the ground by means of a parachute, thereby reducing the momentum of the threat missile landing on the ground.
- the sequence of the control measures preferably additionally comprises at least one third control measure for the at least partial mechanical destruction of the threat missile.
- This control measure represents a control measure with maximum control hardness and offers the advantage that the threat missile is made particularly reliable immediately flightless. In the case of a hazard level where an uncontrolled crash of the threat missile can not be tolerated, precautionary measures must be taken to secure the area to be protected.
- the threat missile As a third control measure, it is preferable to irradiate the threat missile with high-energy electromagnetic radiation, such as e.g. High energy microwave radiation, high energy laser radiation, or firing a defensive round, such as a projectile or missile intended for the threat missile.
- high-energy electromagnetic radiation such as e.g. High energy microwave radiation, high energy laser radiation, or firing a defensive round, such as a projectile or missile intended for the threat missile.
- the system according to the invention can be designed in particular for carrying out the method described above.
- the features and relationships disclosed in connection with the method can thus be realized in the system according to the invention and vice versa.
- the sensor device may in particular comprise one or more sensors, for example one or more acoustic sensors, alternatively or additionally one or more optical sensors and, alternatively or additionally, one or more radar sensors.
- sensors for example one or more acoustic sensors, alternatively or additionally one or more optical sensors and, alternatively or additionally, one or more radar sensors.
- the reconnaissance device can have a GPS receiver, which is functionally coupled to the control device. Preference may also be provided to the defense UAV in GPS receiver, which is functionally coupled to the GPS receiver of the reconnaissance device, so that a differential GPS system is formed.
- the functional coupling can be realized in particular by means of the control device.
- the control device of the system may, in particular, comprise a processor, a data memory readable by the latter, e.g. in the form of a non-volatile memory, and having one or more interfaces for data transmission and data reception.
- a program may be stored on the non-volatile memory which, when it is called, causes the processor to carry out the method described above.
- the functional coupling between the control device and the reconnaissance device and the defense small UAV can be realized in particular by a wireless data transmission connection between these components.
- the at least one reconnaissance device has a telescopically extendable mast, on whose end region the sensor device and the first defensive device are arranged. Accordingly, a mast with several segments is provided, which are designed to be extendable. The mast carries at a first end portion of the sensor device and the first defensive device and is provided at a second end portion opposite to the first end portion for anchoring to a stationary in use of the system structure. Due to the telescopic design, the system can be advantageously transported in a simple manner and thus spent quickly to a site.
- the at least one reconnaissance device has a vertically take-off and landing, unmanned carrier small aircraft, on which the sensor device and the first defensive device are arranged.
- a kind of VTOL UAV masts is formed.
- This offers the advantage that the position of the Reconnaissance device in a particularly flexible manner, in particular regardless of the circumstances at the bottom of the site of the system can be selected.
- an arrangement of the sensor device can take place in a particularly high altitude. As a result, a large range of the sensors is achieved due to an undisturbed field of view.
- the carrier-small aircraft is electrically connected to the operation of a spatially separated from the carrier-small aircraft electrical energy source.
- This can be realized, for example, via a power cable that can be unrolled by a rolling device.
- large heights for example of up to 50 m, are possible for the arrangement of the sensor device and the first defensive device.
- the service life of the carrier small aircraft can be extended.
- the first defensive device can in particular have a radiation generator for generating low-energy electromechanical radiation and / or a safety gear and / or a radiation generator for generating high-energy electromechanical radiation and / or a firing device for firing a projectile or a guided missile.
- a radiation generator for generating low-energy electromechanical radiation Preferably has a radiation generator for generating low-energy electromechanical radiation and is for performing control measures with low control hardness, for example, to carry out the first control measure of the sequence of control measures provided.
- the first defensive device can be stationed in particular on the ground.
- the second harder defense device can in particular have a radiation generator for generating low-energy electromechanical radiation and / or can have a safety gear and / or a radiation generator for generating high-energy electromechanical radiation and / or a firing device for firing a projectile or several projectiles.
- the attached to the defense small aircraft second defensive device is preferably for carrying out the control measures with great control hardness, in particular the second and third control measures of the sequence of control measures provided.
- the safety gear can be ejected in particular by means of a net gun on the threat missile, which is caught in the example designed as a safety net safety gear and thus made maneuvering incompetent.
- the safety gear on a ripcord which is kinematically releasably coupled at the end thereof with the defense small aircraft and at a predetermined tensile force triggers an associated with the safety gear parachute.
- the predetermined tensile force is applied by the threat missile caught in the safety gear. This releases the parachute and the ripcord detaches itself from the anti-aircraft missile, allowing the threat missile to slide to the ground in a controlled manner.
- a further, in particular tougher, control action can take place, in particular from the defense small craft, for example by firing a projectile at the threat missile.
- the safety gear can also be connected to the defense UAV by means of a tether permanently coupled to the defense UAV.
- the threat missile caught in the safety gear can advantageously be removed from the protected area in a hanging manner on the defense UAV.
- the system may additionally comprise a safety net for overvoltage of the area to be protected. This reliably prevents a risk of people or objects in the area to be protected from emanating from an uncontrolled crash as a result of control measures threat missile.
- the safety net by means of at least two vertically-starting and landing, unmanned network carrier small aircraft can be carried out.
- the position of the safety net can be changed quickly and a permanent, visually unsightly overvoltage of the protected area is not necessary.
- the network carrier small aircraft may in particular be formed in each case by a carrier-small aircraft of the reconnaissance device. This offers the advantage that the number of total small aircraft required of the system can be kept low.
- the system further comprises a transportable by means of a road vehicle container, in the interior of which the control device is arranged and which has a takeoff and landing platform for the defense small aircraft.
- a mobile system is provided, which can be brought quickly and with little effort to different locations.
- the container can continue to be used during transport for stowing the defense small aircraft, possibly the carrier small aircraft and the network carrier small aircraft.
- the reconnaissance device has one or more telescopic masts, they may be mechanically coupled to the container, whereby the transport is advantageously facilitated.
- the system additionally has a third defensive device, which is arranged on the container and is functionally coupled to the control device, for carrying out a control measure against the threat missile, the control device being designed on the basis of the received sensor data, on the basis of the threat level, and on the basis of the Threshold levels to transmit generated control signal to the third defensive device, wherein the control signal causes execution of control measures by the third defensive device as a control measure of the sequence of control measures.
- a third defensive device which is arranged on the container and is functionally coupled to the control device, for carrying out a control measure against the threat missile, the control device being designed on the basis of the received sensor data, on the basis of the threat level, and on the basis of the Threshold levels to transmit generated control signal to the third defensive device, wherein the control signal causes execution of control measures by the third defensive device as a control measure of the sequence of control measures.
- the reconnaissance device is mechanically connected to the container or assigned to it. This provides a particularly compact, mobile system.
- each individual defense device is designed to carry out the respective defense measure autonomously on the basis of the control signal.
- the control signal transmits the current position of the threat missile, thereby aligning the respective defense device with this position.
- the system can have an electrical energy source for supplying the reconnaissance device and the control device and optionally the carrier small aircraft.
- the electrical energy source can be realized for example in the form of one or more accumulators, fuel cells, internal combustion engines with electromechanical generators coupled thereto or the like.
- the electrical energy source may be disposed in or coupled to the container.
- the extent of the monitoring range mentioned here is defined by the range of the sensors, in particular by the maximum range of the sensors.
- the extent of the defense range mentioned here is defined by the maximum range of the control measures.
- an unmanned aerial vehicle or a UAV is here understood a maneuverable missile with a total weight less than or equal to 50 kilograms and an airspeed of less than or equal to 250 kilometers per hour.
- This can be embodied in particular as helicopter systems, multicopter systems, motor aircraft, gliders, airships or the like.
- Fig. 1 shows a schematic view of a system 100 for defense against threat missiles 10 in the form of controllable unmanned small aircraft.
- the threat missile 10 is referred to as threat UAV 10.
- the system 100 at least one reconnaissance device 20, a defense small aircraft 30, hereinafter called defense UAV 30, a control device 40 and an optional electric power source 65 on.
- the system 100 is provided to protect a region 1 to be protected.
- an object to be protected from attacks by the threat missile 10 is located.
- the object to be protected can, as in Fig. 1 shown to be, for example, a sports stadium.
- Fig. 1 shows by way of example a system 100, which has four reconnaissance devices 20.
- the 3 and 4 show respectively preferred embodiments of the reconnaissance device 20.
- the reconnaissance device 20 has a sensor device 21 for detecting a small aircraft within a surveillance area 3 and a first defense device 22 for carrying out a control measure against the threat missile 10.
- the sensor device 21 has at least one sensor.
- the sensor device 21 preferably has a plurality of sensors, in particular a plurality of sensors of different types.
- a sensor device 21 is shown, which has an acoustic sensor 21A for detecting noises emitted by the threat UAV 10, an optical sensor in the form of a camera 21B, an optical infrared sensor 21C and a radar sensor 21D.
- the sensor device 21 can also be operated with only one of the aforementioned sensors.
- the first defensive device 22 is in the 3 and 4 each exemplified as a radiation generator for generating low-energy electromagnetic radiation.
- the reconnaissance device 20 has a transmitting and receiving device 21E for the functional coupling to the control device 40 and an optional GPS receiver 21F.
- a reconnaissance device 20 which has a vertically take-off and landing, unmanned carrier small aircraft 25, hereinafter referred to as carrier UAV 25.
- carrier UAV 25 As Fig. 4 shows, are the sensor device 21 and the first defensive device 22 are arranged on the carrier UAV 25.
- Fig. 4 shows an example of an arrangement of the sensor device 25 and the first defense device 22 on a support structure 25 A, which is designed as a fixed to the support UAV 25, rod-shaped rail.
- the components of the sensor device 25 and the first defensive device 22 may each be attached directly to the components of the carrier UAV 25.
- the carrier UAV 25 for supplying electrical energy with a spatially separated from the carrier small aircraft 25 arranged electrical energy source 65 may be electrically connected.
- a power cable 67 may be provided which can be unwound from an unwinding device 66.
- the carrier UAV 25 is shown as a vertically launching and landing UAV, for example, in the form of a multi-opter.
- Fig. 3 shows an example of another possible design of the reconnaissance device 20.
- This has, instead of the carrier UAV 25 a telescopically extendable masts 23.
- the sensor device 21 and the first defensive device 22 are each arranged in a first end portion 23 A of the mast 23.
- each of the sensor devices 21 is provided for monitoring a respective monitoring portion R21.
- a total area monitored by the sensor devices 21 of all the reconnaissance devices 20 defines a monitoring area 3 Fig. 1 shows, the area to be protected 1 is located entirely within the monitoring area 3.
- the monitoring area 3 and the defense area 2 can be identical in particular.
- FIG. 1 is shown schematically, the defense UAV 30, a second defense device 31. Furthermore, the defense UAV 30 is functionally coupled to the control device 40.
- Fig. 5 shows by way of example a possible realization of in Fig. 1 schematically represented defense UAV 30 as a vertically launched and landing UAV.
- the defense UAV 30 may be designed, in particular, as a multicopter with a plurality of rotors 32, as in FIG Fig. 5 is shown by way of example.
- the second defense device 31 can in particular be arranged on a support frame 33 of the defense UAV 30 and be mounted there for example pivotally.
- Fig. 5 shows by way of example a possible realization of in Fig. 1 schematically represented defense UAV 30 as a vertically launched and landing UAV.
- the defense UAV 30 may be designed, in particular, as a multicopter with a plurality of rotors 32, as in FIG Fig. 5 is shown by way of example.
- the second defense device 31 can in particular be arranged
- the second defense device 31 is configured, for example, as a safety gear designed as a safety net 70, which safety device can be deployed by means of a mains cannon 34 arranged on the threat missile 10.
- the execution of this control measure causes the threat UAV 10 is caught in the safety net 70 and thereby becomes flightless, for example, because the movement of its rotors is prevented by the net meshes.
- Fig. 7 exemplified and shown schematically.
- Fig. 7 Furthermore, an advantageous design of the safety net 70 with a parachute 72 connected thereto via lines 71 can be triggered.
- the parachute 72 can be triggered, for example, by means of a ripcord 73, which is kinematically detachably coupled to the defense UAV 30 at its end 74 and at a predetermined tensile force, which is applied by the of the caught in the safety net 70 threat missile 10, the parachute 72 triggers.
- the parachute 72 is released from the defense UAV 30, so that the threat missile 10 slides in a controlled manner through the parachute 72 along the direction of gravity G to the ground.
- the control device 40 is operatively connected to the reconnaissance device 20 and the defense small craft 30. This can be realized in particular by means of a wireless data connection between a transmitting and receiving device 41 of the control device 40 and the transmitting and receiving device 21E of the reconnaissance device 20 and a transmitting and receiving device (not shown) of the defense small aircraft 30.
- the transmitting and receiving device 41 of the control device 40 is designed to transmit signals and data to the reconnaissance device 20 and the defense small aircraft 30 and to receive from them.
- the control device 40 is configured to describe sensor signals based on the sensor signals received by the transceiver 41, based on a predetermined level of threat describing the likely threat threat posed by the threat 10 to the area 1 to be protected, and a predetermined level of danger indicating whether an uncontrolled crash of the threat missile 10 within defense area 2 may or may not be accepted to generate a control signal.
- the control device 40 preferably has a processor (not shown) and a processor-readable non-volatile data memory (not shown).
- the Threat Level and Threat Level parameters may be stored on the data store, for example. It can also be provided that these are input manually via an optional user interface 42, which is functionally connected to the latter via the transmitting and receiving device 41 of the control device 40, for example as a numerical value.
- the control signal generated by the control device 40 can be transmitted by the transmitting and receiving device 41 of the control device 40 respectively to the reconnaissance device 20 and the defense small aircraft 30.
- the reconnaissance device 20 and the defense small aircraft 30 are each designed to carry out one or more control measures against the threat UAV 10 on the basis of the control signal.
- the reconnaissance device 20 and the defense small craft 30 are designed to perform a sequence of control measures with increasing control hardness on the basis of the control signal. For example, due to the control signal, combat of the threat UAV 10 by means of e.g. trained as a radiation generator first defensive device 22 and, if this control measure is unsuccessful, the defense small aircraft 30 flown in the direction of the threat UAV 10 and the latter with the trained as a safety net 70 second defensive device 31 are fought.
- Fig. 6 shows by way of example and schematically a development of the system 100 with a safety net 50, which is provided for overvoltage of the area to be protected 1 and the arrangement with respect to the direction of gravity G below the threat UAV 10.
- the safety net 50 is used to catch the possibly due to the control measures flightless threat UAVs 10 or itself as a result of the control measures of this solvent parts 10A, 10B, 10C, as in Fig. 6 is shown schematically.
- This security measure thus serves to prevent an uncontrolled impact of the threat missile 10 in the defense area 2, which has the area to be protected 1.
- the safety net 50 in particular by means of at least two vertically launching and landing, unmanned network carrier small aircraft 26, 27, 28, 29, hereinafter net carrier UAVs 26, 27, 28, 29 called.
- the network carrier UAVs 26, 27, 28, 29 can in particular each be formed by a carrier UAV 25 of the reconnaissance device 20.
- Fig. 2 shows a preferred embodiment of the system 100 with a transportable by a road vehicle 101 container 60.
- the road vehicle 101 may be realized for example by a truck trailer, as in Fig. 2 is shown schematically.
- the control device 40 including its transmitting and receiving device 41, and the optional user interface 42 in the interior 61 of the container 60 are arranged.
- the container 60 further includes a takeoff and landing platform 62 for the defense UAV 30.
- an optionally provided electrical energy source 65 may also be arranged in the interior 61 of the container 60.
- the container 60 may have an access door 64, a bearing 68 for the reconnaissance device 20, and a bearing 69 for the optional safety net 50 and the network carrier UAVs 26, 27, 28, 29 which may be associated therewith. Furthermore, a arranged on the container 60, functionally coupled to the control device 40 third defender 63 may be provided for carrying out a control measure against the threat missile 10 and a GPS receiver.
- the take-off and landing platform 62 may, for example, be designed as a storage space 62B which can be closed by a flap 62A or a similar covering device, out of which the defensive UAV 30 can be started when the flap 62A is open.
- a flap 62A or a similar covering device, out of which the defensive UAV 30 can be started when the flap 62A is open.
- the flap 62A is shown in a closed position and can be pivoted to an open position as indicated by the arrow P62.
- the reconnaissance device 20 is in Fig. 2 exemplified as executed with a carrier UAV 25 and can in particular as shown by the Fig. 4 be executed described.
- the reconnaissance device 20 may be located outside of the container 60.
- the storage location 69 for the optional safety net 50 and the network carrier UAVs 26, 27, 28, 29 which may be associated therewith may be designed, for example, as a storage space 69B which can be closed by a flap (not shown) or a similar covering device, out of which when open Flap the net carrier UAVs 26, 27, 28, 29 can start.
- the third defense device 63 may, as in Fig. 2 by way of example and schematically, in particular as a laser device for irradiating the threat UAV 10 with laser radiation.
- the third defeater 63 is operatively connected to the control device. This can be realized in the manner described above by means of a transmitting and receiving device (not shown) associated with the third defense device 63.
- the above-described control device 40 is further configured to transmit the control signal generated on the basis of the received sensor data, the level of threat, and the level of danger to the third defender 63, the control signal carrying out control actions by the third defender 63 as a control measure Sequence of control measures causes.
- the GPS receiver 60A is operatively connected to the control device 40 and serves to determine the position of the container 60.
- the position detected by the GPS receiver 60A may be used, for example, to guide the defense UAV 30 in flight.
- Fig. 8 schematically shows the sequence of a method M for combating threat UAVs 10 in the form of controllable unmanned small vehicles.
- the method is explained by way of example with reference to the system 100 described above.
- the threat level is defined, which describes the probable threat risk emanating from the threat UAV 10 for the area 1 to be protected.
- the hazard level which indicates whether an uncontrolled crash of the threat missile 10 within the defense area 2 can be accepted or not.
- the steps M1 and M2 can each be carried out in particular by a user input of an operator via the user interface 42.
- the entered parameters Threat Level and Threat Level can each be stored in the optional memory of the control device 40.
- selecting M3 is a sequence of control measures with increasing control hardness to combat the threat missile 10, wherein the maximum combat severity of the sequence of combat actions is selected depending on the threat level and increases as the threat level increases.
- This can be done, for example, by a control function of the control device 40, to which the Threshold Level and the Threshold Level are transferred as input variables.
- the control function may, for example, comprise a matrix in which each possible combination of threat level and hazard level is assigned exactly one predetermined sequence of control measures.
- the presence of a controllable unmanned small aircraft as a threat missile 10 within the surveillance area 3 is also detected M4. This can be done, for example, by evaluating the sensor data detected by the sensor device 21 by means of the control device 40.
- a comparison M5 of the hazard level is carried out with a predetermined limit risk level. This represents a simple comparison operation, which can also be performed by means of the control device 40. If the hazard level reaches or exceeds the marginal hazard level, M6 of a precautionary measure is taken to prevent an uncontrolled impact of the threat missile 10 into the defensive area 2 as a result of combat.
- a security measure can be carried out, for example, by placing the safety net 50 below the detected threat UAV 10 by means of the net carrier UAVs 26, 27, 28, 29.
- individual control measures of the sequence of control measures are M7 M7, wherein after each control measure whose control success is checked, the sequence is aborted in successful control and otherwise the next control measure of the sequence is performed.
- the sequence of the control measures can be triggered, for example, by the control signal generated by the control device 40.
- a review of the success of the control measure can be carried out, for example, by evaluating the sensor data detected by the sensor device 21 by means of the control device 40. For example, the sequence may be aborted by the controller 40 generating an abort signal if off the sensor data, a presence of the threat UAV 10 in the monitoring area 3 is no longer determined.
Abstract
Die vorliegende Erfindung beschreibt ein Verfahren (M) zur Abwehr von Bedrohungsflugkörpern (10) in Form steuerbarer unbemannter Kleinluftahrzeuge bei dem anhand eines festlegten Bedrohungslevels, welches das von dem Bedrohungsflugkörper (10) ausgehende wahrscheinliche Bedrohungsrisiko für einen zu schützenden Bereich (1) beschreibt, und anhand eines festgelegten Gefährdungslevels, welches angibt, ob ein unkontrollierter Absturz des Bedrohungsflugkörpers (10) innerhalb eines Abwehrbereichs (2), hingenommen werden kann oder nicht, eine Sequenz von Bekämpfungsmaßnahmen mit zunehmender Bekämpfungshärte ausgewählt und gegen den Bedrohungsflugkörper (10) durchgeführt wird. Ferner ist ein System zur Abwehr von Bedrohungsflugkörpern (10) in Form steuerbarer unbemannter Kleinluftahrzeuge beschrieben.The present invention relates to a method (M) for the defense of threat missiles (10) in the form of controllable unmanned light vehicles, using a defined threat level describing the likely threat threat posed by the threat missile (10) to a protected area (1), and Based on a specified hazard level indicating whether an uncontrolled crash of the threat missile (10) within a defense area (2) can be tolerated or not, a sequence of control measures of increasing combat severity is selected and directed against the threat missile (10). Furthermore, a system for the defense of threat missiles (10) is described in the form of controllable unmanned small vehicles.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Abwehr von Bedrohungsflugkörpern in Form steuerbarer unbemannter Kleinluftfahrzeuge.The present invention relates to a method and a system for the defense of threat missiles in the form of controllable unmanned small aircraft.
Unbemannte Kleinluftahrzeuge, auch Klein-UAVs genannt, beispielsweise in Form sogenannter Kleindrohnen, sind mittlerweile weit verbreitet. "UAV" steht hierbei als Abkürzung für den englischen Begriff "Unmanned Aerial Vehicle". Klein-UAVs werden zumeist mit Kameras ausgestattet und für Film- oder Fotoaufnahmen genutzt. Klein-UAVs stellen jedoch zunehmend ein Sicherheitsrisiko dar, beispielsweise im Einflugbereich von Flughäfen, im Bereich sensibler infrastruktureller Anlagen, wie z.B. Kraftwerken, oder für öffentliche Veranstaltungen.Unmanned small vehicles, also called small UAVs, for example in the form of so-called small drones, are now widely used. "UAV" stands here as an abbreviation for the English term "Unmanned Aerial Vehicle". Small UAVs are usually equipped with cameras and used for film or photo shoots. However, small UAVs are increasingly posing a security risk, for example in the entry-level area of airports, in the area of sensitive infrastructural facilities, such as airports. Power plants, or for public events.
Aus der
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und ein System zur Abwehr von Bedrohungsflugkörpern in Form von Klein-UAVs bereitzustellen, mit dem eine zuverlässige, sichere Abwehr des Klein-UAVs ermöglicht wird und das für eine große Breite von Anwendungsfällen einsetzbar ist.It is an object of the present invention to provide a method and a system for averting threat missiles in the form of small UAVs, with which a reliable, secure defense of the small UAVs is made possible and which can be used for a wide range of applications.
Diese Aufgabe wird jeweils durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst.This object is achieved in each case by the subject matters of the independent claims.
Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zur Abwehr von Bedrohungsflugkörpern in Form steuerbarer unbemannter Kleinluftahrzeuge vorgesehen. In einem ersten Verfahrensschritt erfolgt ein Festlegen eines Bedrohungslevels, welches das von dem Bedrohungsflugkörper ausgehende wahrscheinliche Bedrohungsrisiko für einen zu schützenden Bereich beschreibt. Weiterhin wird ein Gefährdungslevel festgelegt, welches angibt, ob ein unkontrollierter Absturz des Bedrohungsflugkörpers innerhalb eines Abwehrbereichs, welcher den zu schützenden Bereich umfasst, hingenommen werden kann oder nicht. In einem weiteren Verfahrensschritt erfolgt ein Auswählen einer Sequenz von Bekämpfungsmaßnahmen mit zunehmender Bekämpfungshärte zum Bekämpfen des Bedrohungsflugkörpers, wobei die maximale Bekämpfungshärte der Sequenz von Bekämpfungsmaßnahmen abhängig von dem Bedrohungslevel ausgewählt wird und mit zunehmendem Bedrohungslevel zunimmt. Innerhalb eines Überwachungsbereichs, welcher den Abwehrbereich umfasst, wird ein steuerbares unbemanntes Kleinluftfahrzeug als Bedrohungsflugkörper detektiert.According to the invention, a method is provided for the defense of threat missiles in the form of controllable unmanned light aircraft. In a first method step, a threat level is defined, which describes the probable threat risk emanating from the threat missile for an area to be protected. Furthermore, a hazard level is specified, which indicates whether or not an uncontrolled crash of the threat missile can be tolerated within a defense area encompassing the area to be protected. In a further method step, selecting a sequence of control measures with increasing combat hardness to combat the threat missile, wherein the maximum combat severity of the sequence of control measures is selected depending on the threat level and increases with increasing threat level. Within a surveillance area, which includes the defense area, a controllable unmanned small aircraft is detected as a threat missile.
Anschließend erfolgt ein Vergleich des Gefährdungslevels mit einem vorbestimmten Grenzgefährdungslevel. Falls das Gefährdungslevel das Grenzgefährdungslevel erreicht wird eine Sicherungsmaßnahme zur Verhinderung eines unkontrollierten Einschlags des Bedrohungsflugkörpers in den Abwehrbereich infolge einer Bekämpfung durchgeführt.This is followed by a comparison of the hazard level with a predetermined limit risk level. If the hazard level reaches the limit risk level, a precautionary measure is taken to prevent an uncontrolled impact of the threat missile on the defense area as a result of combat.
Weiterhin erfolgt ein Durchführen der einzelnen Bekämpfungsmaßnahmen der Sequenz von Bekämpfungsmaßnahmen, wobei nach jeder Bekämpfungsmaßnahme deren Bekämpfungserfolg überprüft wird, wobei die Sequenz bei Bekämpfungserfolg abgebrochen und andernfalls die nächste Bekämpfungsmaßnahme der Sequenz durchgeführt wird.Furthermore, the individual control measures of the sequence of control measures is carried out, wherein after each control measure their Bekämpfungserfolg is checked, the sequence is aborted in successful control and otherwise the next control measure of the sequence is performed.
Demnach werden demnach zunächst Parameter in Form eines Bedrohungslevels und eines Gefährdungslevels festgelegt. Diese beschreiben gemeinsam ein Abwehr- oder Einsatzszenario. Auf Grundlage dieser Parameter erfolgt eine Auswahl der zu ergreifenden Abwehrmaßnahmen. Das Bedrohungslevel berücksichtigt die aktuelle Sicherheitslage im Einsatzgebiet und kann insbesondere durch einen Bediener vorgegeben werden oder als empirischer Parameter, z.B. anhand der Häufigkeit von mittels Überwachungssensoren beobachteter Flugaktivität von UAVs, bestimmt werden. Das Gefährdungslevel berücksichtigt die Gefährdung, insbesondere für Personen, welche durch einen unkontrollierten Absturz eines UAVs infolge von Abwehrmaßnahmen gegen dieses ausgeht. Das Gefährdungslevel kann beispielsweise durch Ermittlung der Anzahl von Personen, welche sich innerhalb einer bestimmten Fläche aufhalten, bestimmt werden, wobei das Gefährdungslevel mit zunehmender Personenzahl je Fläche steigt. Ab einem Grenzgefährdungslevel kann ein unkontrollierter Absturz des abzuwehrenden UAVs nicht mehr hingenommen werden. Das Grenzgefährdungslevel bildet folglich einen binären Entscheidungsparameter für die Durchführung einer Sicherungsmaßnahme, die einen unkontrollierten Absturz des Bedrohungsflugkörpers verhindert oder den Impuls der herabfallende Teile des Bedrohungsflugkörpers auf ein unschädliches Maß reduziert. Bei einem Gefährdungslevel kleiner dem Grenzgefährdungslevel kann ein unkontrollierter Absturz des abzuwehrenden UAVs hingenommen werden und es ist keine Sicherungsmaßnahme notwendig. Bei einem Gefährdungslevel größer oder gleich dem Grenzgefährdungslevel kann ein unkontrollierter Absturz des abzuwehrenden UAVs nicht hingenommen werden und es ist daher die Durchführung einer Sicherungsmaßnahme notwendig.According to this, parameters are first defined in the form of a threat level and a risk level. These together describe a defense or deployment scenario. Based on these parameters, a selection of the defensive measures to be taken takes place. The threat level takes into account the current security situation in the area of application and can in particular be specified by an operator or determined as an empirical parameter, eg based on the frequency of flight activity of UAVs observed by monitoring sensors. The risk level takes into account the Endangerment, in particular for persons, resulting from an uncontrolled crash of a UAVs as a result of defensive measures against this. The risk level can be determined, for example, by determining the number of persons who are within a certain area, the danger level increasing with increasing number of persons per area. From a limit risk level, an uncontrolled crash of the defensive UAVs can no longer be accepted. The Threshold Level thus provides a binary decision parameter for taking a precautionary measure that prevents an uncontrolled crash of the threat missile or reduces the impulse of the falling parts of the threat missile to an innocuous level. At a hazard level lower than the limit risk level, an uncontrolled crash of the UAVs to be defended can be accepted and no precautionary measure is necessary. In the case of a hazard level greater than or equal to the limit risk level, an uncontrolled crash of the UAVs to be defended can not be tolerated and it is therefore necessary to take a precautionary measure.
Erfindungsgemäß wird eine Sequenz von Bekämpfungs- oder Abwehrmaßnahmen ausgewählt, welche nacheinander ausgeführt werden und deren Bekämpfungshärte oder -intensität innerhalb der Sequenz von Maßnahme zu Maßnahme zunimmt. Die Auswahl des Bekämpfungsmittels mit maximaler Bekämpfungshärte wird durch das Bedrohungslevel festgelegt. Bei einem niedrigen Bedrohungslevel werden lediglich Bekämpfungsmaßnahmen mit geringer Bekämpfungshärte durchgeführt während bei hohem Bedrohungslevel Bekämpfungsmaßnahmen mit großer Bekämpfungshärte durchgeführt werden. Dies bietet den Vorteil, dass einerseits ein wirtschaftlicher Einsatz von Kampfmitteln erfolgt. Weiterhin wird bei niedrigem Bedrohungslevel eine möglicherweise ungerechtfertigte vollständige Zerstörung des Bedrohungsflugkörpers verhindert. Bei der Durchführung der Sequenz von Bekämpfungsmaßnahmen wird nach jeder einzelnen Bekämpfungsmaßnahme überprüft, ob die Bedrohung durch das UAV noch besteht. Falls dies der Fall ist, wird die nächste Bekämpfungsmaßnahme der Sequenz durchgeführt, andernfalls die Sequenz abgebrochen. Gegebenenfalls wird die Sequenz bis zu deren Ende durchgeführt. Dieser sequenzielle Ablauf mit hierarchischer Abfolge der Bekämpfungsmaßnahmen gewährleistet zuverlässig, dass das die Abwehr des UAV mit dem mildesten möglichen Mittel erfolgt. Dies bietet den Vorteil, dass mit geringem technischen und finanziellen Aufwand eine Abwehr des Bedrohungsflugkörpers erfolgt. Weiterhin wird auf diese Weise sichergestellt, dass eine Bekämpfung in unauffälliger Weise erfolgt.According to the invention, a sequence of control or defense measures is selected, which are carried out successively and whose control hardness or intensity within the sequence increases from measure to measure. The selection of the control agent with maximum control hardness is determined by the threat level. At a low level of threat only control measures are carried out with low control hardness while at high threat levels control measures are carried out with great control hardness. This offers the advantage that on the one hand, an economical use of ordnance takes place. Furthermore, at low threat levels, potentially unjustified complete destruction of the threat missile is prevented. When carrying out the sequence of control measures, it is checked after each individual control measure whether the threat posed by the UAV still exists. If so, the next control of the sequence is performed, otherwise the sequence is aborted. Optionally, the sequence is performed until its end. This sequential process with a hierarchical sequence of control measures reliably ensures that defense of the UAV takes place with the mildest possible means. This offers the advantage of having a low defense of the threat vehicle takes place with little technical and financial effort. Furthermore, it is ensured in this way that a fight takes place inconspicuously.
Erfindungsgemäß ist außerdem ein System zur Abwehr von Bedrohungsflugkörpern in Form steuerbarer unbemannter Kleinluftahrzeuge vorgesehen. Das System weist zumindest eine Aufklärungsvorrichtung mit einer Sensoreinrichtung zur Detektion eines Kleinluftahrzeugs innerhalb eines Überwachungsbereichs und einer ersten Abwehreinrichtung zur Durchführung einer Bekämpfungsmaßnahme gegen den Bedrohungsflugkörper. Weiterhin weist das System ein unbemanntes Abwehr-Kleinluftfahrzeug, kurz Abwehr-Klein-UAV oder Abwehr-UAV, an welchem eine zweite Abwehreinrichtung zur Durchführung einer Bekämpfungsmaßnahme gegen den Bedrohungsflugkörper angeordnet ist auf. Weiterhin ist eine Steuerungsvorrichtung vorgesehen, welche funktional mit der Aufklärungsvorrichtung und dem Abwehr-Kleinluftfahrzeug verbunden ist. Die Steuerungsvorrichtung ist dazu ausgelegt, Sensorsignale von der Sensoreinrichtung der zumindest einen Aufklärungsvorrichtung zu empfangen, aufgrund der empfangenen Sensorsignale, aufgrund eines vorbestimmten Bedrohungslevels, welches das von dem Bedrohungsflugkörper ausgehende wahrscheinliche Bedrohungsrisiko für einen zu schützenden Bereich beschreibt, und aufgrund eines vorbestimmten Gefährdungslevels, welches angibt, ob ein unkontrollierter Absturz des Bedrohungsflugkörpers innerhalb eines Abwehrbereichs, welcher innerhalb des Überwachungsbereichs liegt und den zu schützenden Bereich umfasst, hingenommen werden kann oder nicht, ein Steuersignal zu erzeugen und an die Aufklärungsvorrichtung und das Abwehr-Kleinluftfahrzeug zu übermitteln. Die Aufklärungsvorrichtung und das Abwehr-Kleinluftfahrzeug sind jeweils dazu ausgelegt, aufgrund des Steuersignals jeweils eine Bekämpfungsmaßnahme durchzuführen, sodass eine Durchführung einer Sequenz von Bekämpfungsmaßnahmen mittels der ersten Abwehreinrichtung und der zweite Abwehreinrichtung erfolgt.The invention also provides a system for the defense of threat missiles in the form of controllable unmanned light aircraft. The system has at least one reconnaissance device with a sensor device for detecting a small air vehicle within a monitoring area and a first defensive device for carrying out a control measure against the threat missile. Furthermore, the system has an unmanned defense small aircraft, short defense-small UAV or defense UAV, on which a second defense device for carrying out a control measure against the threat missile is arranged on. Furthermore, a control device is provided, which is functionally connected to the reconnaissance device and the defense small aircraft. The control device is configured to receive sensor signals from the sensing device of the at least one reconnaissance device based on the received sensor signals, based on a predetermined threat level describing the likely threat threat posed by the threat missile to a protected area, and a predetermined hazard level whether or not an uncontrolled crash of the threat missile within a defensive area, which is within the surveillance area and includes the area to be protected, can be tolerated, generating a control signal and transmitting it to the reconnaissance device and the defense small craft. The reconnaissance device and the defense small aircraft are each designed to carry out a control measure in each case on the basis of the control signal, so that a sequence of control measures is carried out by means of the first defensive device and the second defensive device.
Das erfindungsgemäßen System weist demnach eine Aufklärungsvorrichtung auf, welche sowohl zur Erfassung als auch zur Bekämpfung des Bedrohungsflugkörpers genutzt wird. Dadurch weist das System vorteilhaft einen kompakt Aufbau auf. Durch das Abwehr-Klein-UAV ergibt sich der Vorteil, dass dieses in Richtung des Bedrohungsflugkörpers gestartet werden und dieses aus nächster Nähe bekämpfen kann. Dadurch können auch Bekämpfungsmaßnahmen mit geringer Bekämpfungshärte, wie beispielsweise niederenergetische elektromagnetische Strahlung, bereits in großem Abstand von dem zu schützenden Bereich eingesetzt werden. Die Steuerungsvorrichtung des Systems bietet vorteilhaft die Möglichkeit, die von der Sensoreinrichtung der Aufklärungseinrichtung erfassten Daten hinsichtlich der Präsenz eines Bedrohungsflugkörpers zu analysieren und auf Basis der vorbestimmten Parameter Bedrohungslevel und Gefährdungslevel, eine dem aktuellen Einsatzort und den aktuellen Einsatzrandbedingungen des Systems eine geeignete Form der Bekämpfung auszuwählen. Insbesondere ist durch die Steuerungsvorrichtung ein Steuersignal zur sequenziellen Betätigung der Abwehreinrichtungen der Aufklärungsvorrichtung und des Abwehr-UAVs erzeugbar. Dies bietet den Vorteil, dass eine effiziente Bekämpfung des Bedrohungsflugkörpers mit dem mildesten möglichen Mittel in zuverlässiger Weise erfolgt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den auf die unabhängigen Ansprüche rückbezogenen Unteransprüchen in Verbindung mit der Beschreibung.The system according to the invention therefore has a reconnaissance device, which is used both for detecting and for controlling the threat missile. As a result, the system advantageously has a compact construction. The defense-small UAV has the advantage that it can be launched in the direction of the threat missile and this can combat from close range. This also allows control measures with less Mitigation hardness, such as low-energy electromagnetic radiation, are already used at a large distance from the area to be protected. The control device of the system advantageously offers the possibility of analyzing the data detected by the sensor device of the reconnaissance device with regard to the presence of a threat missile and selecting a suitable form of combat based on the predefined parameters threat level and hazard level, a current deployment location and the current deployment boundary conditions of the system , In particular, by the control device, a control signal for sequential operation of the defenses of the reconnaissance device and the defense UAVs can be generated. This offers the advantage that efficient control of the threat missile with the mildest possible means is reliably carried out.
Advantageous embodiments and further developments will become apparent from the dependent claims to the independent claims in conjunction with the description.
Das Bedrohungslevel, kurz BDL, kann beispielsweise in drei diskrete Stufen, insbesondere 0, 1 und 2 eingeteilt werden. Bei einem BDL der Stufe 0 liegen keine konkreten Hinweise auf eine Bedrohung vor. In diesem Fall sind Störungen vorwiegend durch private Betreiber ohne oder mit lediglich geringem kriminellen Potenzial zu erwarten und es ist keine zusätzliche Bedrohung durch Kampfstoffe in der BD ist anzunehmen. Bei einem BDL der Stufe 0 kann die Präsenz eines Klein-UAV grundsätzlich in Kauf genommen werden.For example, the threat level, BDL for short, can be divided into three discrete levels, in particular 0, 1, and 2. For a Level 0 BDL, there are no concrete indications of a threat. In this case, disruptions are mainly expected from private operators with little or no criminal potential and there is no additional threat of warfare agents in the BD. For a Level 0 BDL, the presence of a small UAV can generally be accepted.
Bei einem BDL der Stufe 1 ist die Bedrohungslage im Allgemeinen als mittel einzustufen. In diesem Fall ist von einem organisierten Betrieb und Störungen von Veranstaltungen mit mittleren bis hohen kriminellen Potenzial auszugehen. Bei einem BDL der Stufe 1 kann die Präsenz eines Klein-UAV nicht in Kauf genommen werden. Zusätzliche Bedrohung durch nicht letale Kampfstoffe in dem Bedrohungsflugkörper ist wahrscheinlich.For a
Bei einem BDL der Stufe 2 ist die Bedrohungslage im Allgemeinen als hoch einzustufen. In diesem Fall ist von konkreten terroristische Anschlägen auszugehen. Die Bedrohung durch zusätzliche letale Kampfstoffe in dem Bedrohungsflugkörper ist wahrscheinlich. Bei einem BDL der Stufe 2 ist die Präsenz eines Klein-UAV mit allem zur Verfügung stehenden technischen Aufwand zu verhindern.For a Level 2 BDL, the threat situation is generally considered to be high. In this case, concrete terrorist attacks can be assumed. The threat of additional lethal agents in the threat missile is likely. For a Level 2 BDL, Presence is to prevent a small UAV with all available technical effort.
Das Bedrohungslevel kann insbesondere durch einen Bediener vorgegeben werden oder als empirischer Parameter, z.B. anhand der Häufigkeit von mittels Überwachungssensoren beobachteter Flugaktivität von UAVs bestimmt werden. Das Bedrohungslevel kann beispielsweise auch anhand der äußeren Erscheinungsform des detektierten UAV mittels eines Bilderkennungsverfahrens ermittelt werden, bei dem die Form des detektierten UAV mit in einer Datenbank gespeicherten Daten für die äußere Form bekannter UAVs verglichen wird. Führt der Vergleich zu keiner Übereinstimmung, kann beispielsweise automatisch BDL 2 angenommen werden.In particular, the threat level may be predetermined by an operator or as an empirical parameter, e.g. is determined by the frequency of UAVs observed by monitoring sensors. The threat level can also be determined, for example, based on the external appearance of the detected UAV by means of an image recognition method in which the shape of the detected UAV is compared with data stored in a database for the external form of known UAVs. If the comparison leads to no match, for example, BDL 2 can be automatically adopted.
Die Auswahl der Sequenz von Bekämpfungsmaßnahmen kann insbesondere aus einer Matrix erfolgen, in welcher jeder möglichen Kombinationen von Bedrohungslevel und Gefährdungslevel jeweils genau eine Sequenz von Bekämpfungsmaßnahmen zugeordnet ist. Ein solches Auswahlverfahren kann rechentechnisch effizient umgesetzt werden. Weiterhin wird auf diese Weise für eine große Anzahl möglicher Einsatzbedingungen eine effiziente Bekämpfung mit den mildesten möglichen Mitteln erzielt.The selection of the sequence of control measures can in particular be carried out from a matrix in which each possible combination of threat level and hazard level is assigned in each case exactly one sequence of control measures. Such a selection process can be implemented computationally efficiently. Furthermore, an efficient control with the mildest possible means is achieved in this way for a large number of possible conditions of use.
Als Sicherungsmaßnahme ist bevorzugt ein Aufspannen eines Auffangnetzes in Bezug auf die Schwerkraftrichtung unterhalb des Bedrohungsflugkörpers vorgesehen. Das Auffangnetz kann beispielsweise mittels UAVs ausgebracht werden. Durch das Auffangnetz wird selbst in dem Fall, dass die Bekämpfungsmaßnahmen gegen des Bedrohungsflugkörpers nicht erfolgreich sein sollten, der zu schützende Bereich zuverlässig geschützt.As a precautionary measure, clamping of a safety net with respect to the direction of gravity below the threat missile is preferably provided. The safety net can be deployed for example by means of UAVs. The safety net is reliably protected by the safety net even in the event that the control measures against the threat missile are unsuccessful.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird zumindest eine Bekämpfungsmaßnahme der Sequenz der Bekämpfungsmaßnahmen von einem unbemannten Abwehr-Kleinluftfahrzeug aus durchgeführt wird. Das Abwehr-Kleinluftfahrzeug kann vorteilhaft in Richtung des Bedrohungsflugkörpers gestartet werden und diesen aus nächster Nähe bekämpfen. Dadurch können auch Bekämpfungsmaßnahmen mit geringer Bekämpfungshärte, wie beispielsweise Beschuss durch eine Fangvorrichtung, bereits in großem Abstand von dem zu schützenden Bereich eingesetzt werden. Außerdem kann das Abwehr-Kleinluftfahrzeug vorteilhaft für Sicherheitsmaßnahmen zur Verhinderung eine unkontrollierten Absturzes des Bedrohungsflugkörpers sowie zum Herausführen des Bedrohungsflugkörpers aus dem zu schützenden Bereich eingesetzt werden.According to a particularly preferred embodiment of the method, at least one control measure of the sequence of the control measures is carried out by an unmanned defense small aircraft. The defense small aircraft can be advantageously launched in the direction of the threat missile and combat it from close range. As a result, control measures with low control hardness, such as bombardment by a safety gear, can already be used at a great distance from the area to be protected. In addition, the defense small aircraft can be beneficial for Security measures are used to prevent an uncontrolled crash of the threat missile and to lead the threat missile out of the area to be protected.
Besonders bevorzugt wird als Abwehr-Kleinluftfahrzeug ein senkrecht startendes und landendes Kleinluftfahrzeug eingesetzt. Diese sogenannten VTOL UAVs, wobei "VTOL" als Abkürzung für den englischen Ausdruck "Vertical Take-off and Landing" steht, bieten insbesondere den Vorteil, dass diese flexibel manövrierbar sind und auf kleinem Raum sehr flexibel starten und landen können.Particularly preferred as defense-small aircraft a vertically-starting and landing small aircraft used. These so-called VTOL UAVs, where "VTOL" is an abbreviation for the English term "vertical takeoff and landing", offer the particular advantage that they can be flexibly maneuvered and can start and land flexibly in a small space.
Bezüglich des Verfahrens kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Sequenz der Bekämpfungsmaßnahmen zumindest eine erste Bekämpfungsmaßnahme geringer Bekämpfungshärte zur Störung der Steuerbarkeit des Bedrohungsflugkörpers aufweist. Auf diese Weise erfolgt vorteilhaft eine äußerst unauffällige, insbesondere physisch kaum wahrnehmbare Abwehr des Bedrohungsflugkörpers.With regard to the method, it can furthermore be provided that the sequence of the control measures has at least one first control measure of low control hardness for disturbing the controllability of the threat missile. In this way, advantageously carried out a very inconspicuous, especially physically barely perceptible defense of the threat missile.
Als erste Bekämpfungsmaßnahme ist bevorzugt eine Bestrahlung des Bedrohungsflugkörpers mit niederenergetischer elektromagnetischer Strahlung vorgesehen ist. Hierbei können insbesondere Funkstrecken Störer, GPS-Störer oder dergleichen zum Einsatz kommen. Insbesondere GPS-Störer bieten den Vorteil, dass auch Bedrohungsflugkörper in Form autonom fliegender Klein-UAVs effizient abgewehrt und insbesondere von dem zu schützenden Bereich ferngehalten bzw. aus diesem entfernt werden können.As the first control measure irradiation of the threat missile with low-energy electromagnetic radiation is preferably provided. In particular, radio links can be interferers, GPS interferers or the like used. In particular, GPS interferers offer the advantage that even threat missiles in the form of autonomously flying small UAVs can be effectively defended and, in particular, kept away from or removed from the area to be protected.
Zusätzlich kann die Sequenz der Bekämpfungsmaßnahmen zumindest eine zweite Bekämpfungsmaßnahme zur Entfernung des Bedrohungsflugkörpers aus dem zu schützenden Bereich oder zur Beeinträchtigung der Flugfähigkeit des Bedrohungsflugkörpers aufweisen. Die Beeinträchtigung der Flugfähigkeit zur Abwehr bietet den Vorteil, dass der Bedrohungsflugkörper schnell und effizient unschädlich gemacht werden kann.In addition, the sequence of control measures may include at least a second control measure to remove the threat missile from the area to be protected or to compromise the flight capability of the threat missile. The impairment of flying ability for defense offers the advantage that the threat missile can be rendered harmless quickly and efficiently.
Als zweite Bekämpfungsmaßnahme ist bevorzugt ein Einfangen des Bedrohungsflugkörpers mit einer Fangvorrichtung, insbesondere einem Fangnetz, vorgesehen. Dies bietet den Vorteil, dass sich der Bedrohungsflugkörper in der Fangvorrichtung verfängt und dadurch am Weiterfliegen gehindert sowie dessen unkontrollierter Absturz verhindert wird. Die Fangvorrichtung kann beispielsweise durch ein Abwehr-Klein-UAV ausgebracht werden. Hierbei kann der in der Fangvorrichtung verfangene Bedrohungsflugkörper durch das Abwehr-Klein-UAV abtransportiert werden. Auch kann die Fangvorrichtung mit dem darin verfangenen Bedrohungsflugkörper mittels eines Fallschirms zu Boden gelassen werden, wodurch der Impuls des am Boden auftreffenden Bedrohungsflugkörpers verringert wird.As a second control measure, capture of the threat missile with a safety gear, in particular a safety net, is preferably provided. This offers the advantage that the threat missiles caught in the safety gear and thereby prevented from flying on and its uncontrolled crash is prevented. The safety gear can be deployed for example by a defense-small UAV. Here, in the Catching trapped threat missiles will be carried off by the Defense Small UAV. Also, the safety gear with the threat missile caught therein may be dropped to the ground by means of a parachute, thereby reducing the momentum of the threat missile landing on the ground.
Bevorzugt weist die Sequenz der Bekämpfungsmaßnahmen zusätzlich zumindest eine dritte Bekämpfungsmaßnahme zur zumindest teilweisen mechanischen Zerstörung des Bedrohungsflugkörpers auf. Diese Bekämpfungsmaßnahme stellt eine Bekämpfungsmaßnahme mit maximaler Bekämpfungshärte dar und bietet den Vorteil, dass der Bedrohungsflugkörper besonders zuverlässig sofort flugunfähig gemacht wird. Bei einem Gefährdungslevel, bei dem ein unkontrollierter Absturz des Bedrohungsflugkörpers nicht hingenommen werden kann, sind in diesem Fall Sicherungsmaßnahmen zur Sicherung des zu schützenden Bereichs vorzunehmen.The sequence of the control measures preferably additionally comprises at least one third control measure for the at least partial mechanical destruction of the threat missile. This control measure represents a control measure with maximum control hardness and offers the advantage that the threat missile is made particularly reliable immediately flightless. In the case of a hazard level where an uncontrolled crash of the threat missile can not be tolerated, precautionary measures must be taken to secure the area to be protected.
Als dritte Bekämpfungsmaßnahme ist bevorzugt eine Bestrahlung des Bedrohungsflugkörpers mit hochenergetischer elektromagnetischer Strahlung, wie z.B. Hochenergie-Microwellenstrahlung, Hochenergie-Laserstrahlung, oder ein Abfeuern eines Abwehrgeschosses, wie z.B. eines Projektils oder eines Lenkflugkörpers, auf den Bedrohungsflugkörper vorgesehen. Diese Bekämpfungsmaßnahmen wirken vorteilhaft besonders schnell und zuverlässig.As a third control measure, it is preferable to irradiate the threat missile with high-energy electromagnetic radiation, such as e.g. High energy microwave radiation, high energy laser radiation, or firing a defensive round, such as a projectile or missile intended for the threat missile. This control measures have an advantageous effect particularly fast and reliable.
Das erfindungsgemäße System kann insbesondere zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens ausgebildet sein. Die im Zusammenhang mit dem Verfahren offenbarten Merkmale und Zusammenhänge können somit bei dem erfindungsgemäßen System realisiert sein und umgekehrt.The system according to the invention can be designed in particular for carrying out the method described above. The features and relationships disclosed in connection with the method can thus be realized in the system according to the invention and vice versa.
Bei dem erfindungsgemäßen System kann die Sensoreinrichtung insbesondere einen oder mehrere Sensoren, beispielsweise einen oder mehrere akustische Sensoren, alternativ oder zusätzlich einen oder mehrere optische Sensoren und alternativ oder zusätzlich einen oder mehrere Radarsensoren aufweisen. Das Vorsehen mehrere verschiedener Sensortypen, also beispielsweise jeweils zumindest eines Radarsensors, eines akustischen und eines optischen Sensors, verbessert die Zuverlässigkeit der Aufklärungseinrichtung.In the system according to the invention, the sensor device may in particular comprise one or more sensors, for example one or more acoustic sensors, alternatively or additionally one or more optical sensors and, alternatively or additionally, one or more radar sensors. The provision of several different sensor types, that is, for example, in each case at least one radar sensor, an acoustic and an optical sensor, improves the reliability of the reconnaissance device.
Weiterhin kann die Aufklärungseinrichtung einen GPS-Empfänger aufweisen, welcher mit der Steuerungsvorrichtung funktional gekoppelt ist. Bevorzugt kann auch an dem Abwehr-UAV in GPS-Empfänger vorgesehen sein, welcher mit dem GPS-Empfänger der Aufklärungseinrichtung funktional gekoppelt ist, sodass ein Differential-GPS System ausgebildet wird. Die funktionale Kopplung kann insbesondere mittels der Steuerungsvorrichtung realisiert werden.Furthermore, the reconnaissance device can have a GPS receiver, which is functionally coupled to the control device. Preference may also be provided to the defense UAV in GPS receiver, which is functionally coupled to the GPS receiver of the reconnaissance device, so that a differential GPS system is formed. The functional coupling can be realized in particular by means of the control device.
Die Steuerungsvorrichtung des Systems kann insbesondere einen Prozessor, einen durch diesen auslesbaren Datenspeicher, z.B. in Form eines nicht-flüchtigen Speichers, und eine oder mehrere Schnittstellen zur Datenübermittlung und zum Datenempfang aufweisen.The control device of the system may, in particular, comprise a processor, a data memory readable by the latter, e.g. in the form of a non-volatile memory, and having one or more interfaces for data transmission and data reception.
Auf dem nicht-flüchtigen Speicher kann insbesondere ein Programm gespeichert sein, welches bei dessen Aufruf den Prozessor zur Ausführung des oben beschriebenen Verfahrens veranlasst.In particular, a program may be stored on the non-volatile memory which, when it is called, causes the processor to carry out the method described above.
Die funktionale Kopplung zwischen der Steuerungsvorrichtung und der Aufklärungseinrichtung sowie dem Abwehr-Klein-UAV kann insbesondere durch eine drahtlose Datenübertragungsverbindung zwischen diesen Komponenten realisiert werden.The functional coupling between the control device and the reconnaissance device and the defense small UAV can be realized in particular by a wireless data transmission connection between these components.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Systems weist die zumindest eine Aufklärungsvorrichtung einen teleskopisch ausfahrbaren Masten auf, an dessen Endbereich die Sensoreinrichtung sowie die erste Abwehreinrichtung angeordnet sind. Demnach ist ein Masten mit mehreren Segmenten vorgesehen, welche ausfahrbar ausgeführt sind. Der Mast trägt an einem ersten Endabschnitt die Sensoreinrichtung sowie die erste Abwehreinrichtung und ist an einem entgegengesetzt zu dem ersten Endabschnitt gelegenen zweiten Endabschnitt zur Verankerung an einer im Einsatz des Systems ortsfesten Struktur vorgesehen. Durch die teleskopische Gestaltung kann das System vorteilhaft auf einfache Weise transportiert und damit schnell an einen Einsatzort verbracht werden.According to a preferred embodiment of the system, the at least one reconnaissance device has a telescopically extendable mast, on whose end region the sensor device and the first defensive device are arranged. Accordingly, a mast with several segments is provided, which are designed to be extendable. The mast carries at a first end portion of the sensor device and the first defensive device and is provided at a second end portion opposite to the first end portion for anchoring to a stationary in use of the system structure. Due to the telescopic design, the system can be advantageously transported in a simple manner and thus spent quickly to a site.
Gemäß einer hierzu alternativen Ausführungsform weist die zumindest eine Aufklärungsvorrichtung ein senkrecht startendes und landendes, unbemanntes Träger-Kleinluftfahrzeug auf, an welchem die Sensoreinrichtung sowie die erste Abwehreinrichtung angeordnet sind. Auf diese Weise wird eine Art VTOL-UAV-Masten gebildet. Dies bietet den Vorteil, dass die Position der Aufklärungseinrichtung in besonders flexibler Weise, insbesondere unabhängig von den Gegebenheiten am Boden des Einsatzortes des Systems gewählt werden kann. Weiterhin kann eine Anordnung der Sensoreinrichtung in besonders großer Höhe erfolgen. Dadurch wird eine große Reichweite der Sensoren infolge eines ungestörten Blickfelds erzielt.According to an alternative embodiment, the at least one reconnaissance device has a vertically take-off and landing, unmanned carrier small aircraft, on which the sensor device and the first defensive device are arranged. In this way, a kind of VTOL UAV masts is formed. This offers the advantage that the position of the Reconnaissance device in a particularly flexible manner, in particular regardless of the circumstances at the bottom of the site of the system can be selected. Furthermore, an arrangement of the sensor device can take place in a particularly high altitude. As a result, a large range of the sensors is achieved due to an undisturbed field of view.
Bevorzugt ist das Träger-Kleinluftfahrzeug zu dessen Betrieb mit einer räumlich getrennt von dem Träger-Kleinluftfahrzeug angeordneten elektrischen Energiequelle elektrisch verbindbar ist. Dies kann beispielsweise über ein von einer Abrollvorrichtung abrollbares Stromkabel realisiert werden. Dadurch sind große Höhen, beispielsweis von bis zu 50 m, für die Anordnung der Sensoreinrichtung und der ersten Abwehreinrichtung möglich. Gleichzeitig können vorteilhaft die Standzeiten des Träger-Kleinluftfahrzeug verlängert werden.Preferably, the carrier-small aircraft is electrically connected to the operation of a spatially separated from the carrier-small aircraft electrical energy source. This can be realized, for example, via a power cable that can be unrolled by a rolling device. As a result, large heights, for example of up to 50 m, are possible for the arrangement of the sensor device and the first defensive device. At the same time advantageously the service life of the carrier small aircraft can be extended.
Die erste Abwehreinrichtung kann insbesondere einen Strahlungsgenerator zur Erzeugung niederenergetischer elektromechanischer Strahlung und/oder eine Fangvorrichtung und/oder einen Strahlungsgenerator zur Erzeugung hochenergetischer elektromechanischer Strahlung und/oder eine Abfeuerungseinrichtung zum Abfeuern eines Projektils oder eines Lenkflugkörpers aufweisen. Bevorzugt weist einen Strahlungsgenerator zur Erzeugung niederenergetischer elektromechanischer Strahlung auf und ist zur Durchführung von Bekämpfungsmaßnahmen mit geringer Bekämpfungshärte, beispielweise zur Durchführung der ersten Bekämpfungsmaßnahme der Sequenz von Bekämpfungsmaßnahmen, vorgesehen. Die erste Abwehreinrichtung kann insbesondere am Boden stationiert sein.The first defensive device can in particular have a radiation generator for generating low-energy electromechanical radiation and / or a safety gear and / or a radiation generator for generating high-energy electromechanical radiation and / or a firing device for firing a projectile or a guided missile. Preferably has a radiation generator for generating low-energy electromechanical radiation and is for performing control measures with low control hardness, for example, to carry out the first control measure of the sequence of control measures provided. The first defensive device can be stationed in particular on the ground.
Die zweite härtere Abwehreinrichtung kann insbesondere einen Strahlungsgenerator zur Erzeugung niederenergetischer elektromechanischer Strahlung und/oder kann eine Fangvorrichtung und/oder einen Strahlungsgenerator zur Erzeugung hochenergetischer elektromechanischer Strahlung und/oder eine Abfeuerungseinrichtung zum Abfeuern eines Projektils oder mehrerer Projektile aufweisen. Die an dem Abwehr-Kleinluftfahrzeug angebrachte zweite Abwehreinrichtung ist vorzugsweise zur Durchführung der Bekämpfungsmaßnahmen mit großer Bekämpfungshärte, insbesondere der zweiten und dritten Bekämpfungsmaßnahmen der Sequenz von Bekämpfungsmaßnahmen, vorgesehen.The second harder defense device can in particular have a radiation generator for generating low-energy electromechanical radiation and / or can have a safety gear and / or a radiation generator for generating high-energy electromechanical radiation and / or a firing device for firing a projectile or several projectiles. The attached to the defense small aircraft second defensive device is preferably for carrying out the control measures with great control hardness, in particular the second and third control measures of the sequence of control measures provided.
Die Fangvorrichtung kann insbesondere mittels einer Netzkanone über den Bedrohungsflugkörper ausgeworfen werden, wobei sich dieser in der beispielsweise als Fangnetz ausgebildeten Fangvorrichtung verfängt und damit manövrierunfähig gemacht wird. Bevorzugt weist die Fangvorrichtung eine Reißleine auf, welche an deren Ende kinematisch lösbar mit dem Abwehr-Kleinluftfahrzeug gekoppelt ist und bei einer vorbestimmten Zugkraft einen an der Fangvorrichtung zugeordneten Fallschirm auslöst. Die vorbestimmte Zugkraft wird durch den von dem sich in der Fangvorrichtung verfangenen Bedrohungsflugkörper aufgebracht. Dadurch wird der Fallschirm ausgelöst und die Reißleine löst sich von dem Abwehr-Kleinluftfahrzeug, sodass der Bedrohungsflugkörper mit geringem Impuls kontrolliert zu Boden gleitet. Wird die der Bedrohungsflugkörper nicht von der Fangvorrichtung getroffen, kann eine weiter, insbesondere härterer Bekämpfungsmaßnahme, insbesondere von dem Abwehr-Kleinluftfahrzeug aus erfolgen, beispielsweise durch Abfeuern eines Projektils auf den Bedrohungsflugkörper.The safety gear can be ejected in particular by means of a net gun on the threat missile, which is caught in the example designed as a safety net safety gear and thus made maneuvering incompetent. Preferably, the safety gear on a ripcord, which is kinematically releasably coupled at the end thereof with the defense small aircraft and at a predetermined tensile force triggers an associated with the safety gear parachute. The predetermined tensile force is applied by the threat missile caught in the safety gear. This releases the parachute and the ripcord detaches itself from the anti-aircraft missile, allowing the threat missile to slide to the ground in a controlled manner. If the threat missile is not struck by the safety gear, a further, in particular tougher, control action can take place, in particular from the defense small craft, for example by firing a projectile at the threat missile.
Die Fangvorrichtung kann auch mittels einer unlösbar an das Abwehr-UAV gekoppelten Halteleine mit dem Abwehr-UAV verbunden sein. Der in der Fangvorrichtung verfangene Bedrohungsflugkörper kann auf diese Weise an dem Abwehr-UAV hängend vorteilhaft aus dem zu schützenden Bereich entfernt werden.The safety gear can also be connected to the defense UAV by means of a tether permanently coupled to the defense UAV. The threat missile caught in the safety gear can advantageously be removed from the protected area in a hanging manner on the defense UAV.
Das System kann zusätzlich ein Auffangnetz zur Überspannung des zu schützenden Bereichs aufweisen. Dadurch wird zuverlässig verhindert, dass von einem infolge von Bekämpfungsmaßnahmen unkontrolliert abstürzenden Bedrohungsflugkörper eine Gefahr für Personen oder Objekte in dem zu schützenden Bereich ausgeht.The system may additionally comprise a safety net for overvoltage of the area to be protected. This reliably prevents a risk of people or objects in the area to be protected from emanating from an uncontrolled crash as a result of control measures threat missile.
Bevorzugt ist das Auffangnetz mittels zumindest zwei senkrecht startenden und landenden, unbemannten Netzträger-Kleinluftfahrzeugen ausbringbar. Auf diese Weise kann die Position des Auffangnetzes schnell verändert werden und eine dauerhafte, optisch unschöne Überspannung des zu schützenden Bereichs ist nicht notwendig.Preferably, the safety net by means of at least two vertically-starting and landing, unmanned network carrier small aircraft can be carried out. In this way, the position of the safety net can be changed quickly and a permanent, visually unsightly overvoltage of the protected area is not necessary.
Die Netzträger-Kleinluftfahrzeuge können insbesondere jeweils durch ein Träger-Kleinluftfahrzeug der Aufklärungsvorrichtung gebildet sein. Dies bietet den Vorteil, dass die Anzahl der insgesamt notwendigen Kleinluftfahrzeuge des Systems gering gehalten werden kann.The network carrier small aircraft may in particular be formed in each case by a carrier-small aircraft of the reconnaissance device. This offers the advantage that the number of total small aircraft required of the system can be kept low.
Bevorzugt weist das System weiterhin einen mittels eines Straßenfahrzeugs transportablen Container auf, in dessen Innenraum die Steuerungsvorrichtung angeordnet ist und welcher eine Start- und Landeplattform für das Abwehr-Kleinluftfahrzeug aufweist. Dadurch wird ein mobiles System bereitgestellt, welches schnell und mit geringem Aufwand an verschiedene Einsatzorte gebracht werden kann. Der Container kann weiterhin während des Transports zum Verstauen des Abwehr-Kleinluftfahrzeugs, gegebenenfalls des Träger-Kleinluftfahrzeug sowie der Netzträger-Kleinluftfahrzeuge genutzt werden. Falls die Aufklärungsvorrichtung einen oder mehrere teleskopische Masten aufweist, können diese mechanisch an den Container koppelbar sein, wodurch vorteilhaft der Transport erleichtert wird.Preferably, the system further comprises a transportable by means of a road vehicle container, in the interior of which the control device is arranged and which has a takeoff and landing platform for the defense small aircraft. As a result, a mobile system is provided, which can be brought quickly and with little effort to different locations. The container can continue to be used during transport for stowing the defense small aircraft, possibly the carrier small aircraft and the network carrier small aircraft. If the reconnaissance device has one or more telescopic masts, they may be mechanically coupled to the container, whereby the transport is advantageously facilitated.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das System zusätzlich eine an dem Container angeordnete, funktional mit der Steuerungsvorrichtung gekoppelte dritte Abwehreinrichtung zur Durchführung einer Bekämpfungsmaßnahme gegen den Bedrohungsflugkörper aufweist, wobei die Steuerungsvorrichtung dazu ausgelegt ist, aufgrund der empfangenen Sensordaten, aufgrund des Bedrohungslevels, und aufgrund des Gefährdungslevels, erzeugte Steuersignal an dritte Abwehreinrichtung zu übermitteln, wobei das Steuersignal eine Durchführung von Bekämpfungsmaßnahmen mittels der dritten Abwehreinrichtung als eine Bekämpfungsmaßnahme der Sequenz von Bekämpfungsmaßnahmen bewirkt.In particular, it may be provided that the system additionally has a third defensive device, which is arranged on the container and is functionally coupled to the control device, for carrying out a control measure against the threat missile, the control device being designed on the basis of the received sensor data, on the basis of the threat level, and on the basis of the Threshold levels to transmit generated control signal to the third defensive device, wherein the control signal causes execution of control measures by the third defensive device as a control measure of the sequence of control measures.
Alternativ oder zusätzlich hierzu kann vorgesehen sein, dass die Aufklärungseinrichtung mechanisch mit dem Container verbunden ist bzw. diesem zugeordnet ist. Damit wird ein besonders kompaktes, mobiles System bereitgestellt.Alternatively or additionally, it may be provided that the reconnaissance device is mechanically connected to the container or assigned to it. This provides a particularly compact, mobile system.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weitebildung des Systems ist jede einzelne Abwehreinrichtung dazu ausgelegt, aufgrund des Steuersignals die jeweilige Abwehrmaßnahme autonom durchzuführen. Insbesondere wird durch das Steuersignal die aktuelle Position des Bedrohungsflugkörpers übermittelt, wodurch eine Ausrichtung der jeweiligen Abwehreinrichtung auf diese Position erfolgt.According to a further advantageous development of the system, each individual defense device is designed to carry out the respective defense measure autonomously on the basis of the control signal. In particular, the control signal transmits the current position of the threat missile, thereby aligning the respective defense device with this position.
Weiterhin kann das System eine elektrische Energiequelle zur Versorgung der Aufklärungsvorrichtung und der Steuerungsvorrichtung sowie gegebenenfalls der Träger-Kleinluftfahrzeuge aufweisen. Die elektrische Energiequelle kann beispielsweise in Form einer oder mehrerer Akkumulatoren, Brennstoffzellen, Verbrennungsmotoren mit daran gekoppelten elektromechanischen Generatoren oder dergleichen realisiert sein. Die elektrische Energiequelle kann gegebenenfalls in dem Container angeordnet oder an diesen gekoppelt sein.Furthermore, the system can have an electrical energy source for supplying the reconnaissance device and the control device and optionally the carrier small aircraft. The electrical energy source can be realized for example in the form of one or more accumulators, fuel cells, internal combustion engines with electromechanical generators coupled thereto or the like. Optionally, the electrical energy source may be disposed in or coupled to the container.
Die Erstreckung des hierin genannten Überwachungsbereichs ist durch die Reichweite der Sensoren, insbesondere durch die maximale Reichweite der Sensoren definiert. Die Erstreckung des hierin genannten Abwehrbereichs ist durch die maximale Reichweite der Bekämpfungsmaßnahmen definiert.The extent of the monitoring range mentioned here is defined by the range of the sensors, in particular by the maximum range of the sensors. The extent of the defense range mentioned here is defined by the maximum range of the control measures.
Unter einem Kleinluftfahrzeug, einem unbemannten Kleinluftfahrzeug oder einem UAV wird hierin ein manövrierbarer Flugkörper mit einem Gesamtgewicht kleiner oder gleich 50 Kilogramm und einer Fluggeschwindigkeit von kleiner oder gleich 250 Kilometern pro Stunde verstanden. Dieses können insbesondere als Helikopter-Systeme, Multikopter-Systeme, Motorflugzeuge, Segelflugzeuge, Luftschiffe oder dergleichen ausgeführt sein.By a small aircraft, an unmanned aerial vehicle or a UAV is here understood a maneuverable missile with a total weight less than or equal to 50 kilograms and an airspeed of less than or equal to 250 kilometers per hour. This can be embodied in particular as helicopter systems, multicopter systems, motor aircraft, gliders, airships or the like.
Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnungen erläutert. Von den Figuren zeigen:
- Fig. 1
- eine schematische Ansicht eines Systems zur Abwehr von Bedrohungsflugkörpern in Form steuerbarer unbemannter Kleinluftahrzeuge gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- Fig. 2
- eine schematische Ansicht eines Systems gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- Fig. 3
- eine schematische Ansicht einer Aufklärungsvorrichtung eines Systems gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- Fig. 4
- eine schematische Ansicht einer Aufklärungsvorrichtung eines Systems gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- Fig. 5
- eine schematische Ansicht eines Abwehr-Kleinluftfahrzeugs eines Systems gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- Fig. 6
- eine schematische Ansicht eines Systems gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- Fig. 7
- eine schematische Ansicht einer Fangvorrichtung eines Systems gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
- Fig. 8
- eine schematische Darstellung eines Verfahrens gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung als Ablaufdiagramm.
- Fig. 1
- a schematic view of a system for the defense of threat missiles in the form of controllable unmanned small vehicles according to a preferred embodiment of the present invention;
- Fig. 2
- a schematic view of a system according to another embodiment of the present invention;
- Fig. 3
- a schematic view of a reconnaissance device of a system according to another embodiment of the present invention;
- Fig. 4
- a schematic view of a reconnaissance device of a system according to another embodiment of the present invention;
- Fig. 5
- a schematic view of a defense small aircraft of a system according to another embodiment of the present invention;
- Fig. 6
- a schematic view of a system according to another embodiment of the present invention;
- Fig. 7
- a schematic view of a safety gear of a system according to another embodiment of the present invention; and
- Fig. 8
- a schematic representation of a method according to a preferred embodiment of the present invention as a flowchart.
In den Figuren bezeichnen dieselben Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.In the figures, the same reference numerals designate the same or functionally identical components, unless indicated otherwise.
Das System 100 ist zum Schutz eines zu schützenden Bereichs 1 vorgesehen. Innerhalb des zu schützenden Bereichs 1 ist ein vor Angriffen durch den Bedrohungsflugkörper 10 zu schützendes Objekt gelegen. Das zu schützende Objekt kann, wie in
Die
In
Wie in
Wie in
Wie in
Die Steuerungsvorrichtung 40 ist funktional mit der Aufklärungsvorrichtung 20 und dem Abwehr-Kleinluftfahrzeug 30 verbunden. Dies kann insbesondere mittels einer drahtlosen Datenverbindung zwischen einer Sende- und Empfangseinrichtung 41 der Steuerungsvorrichtung 40 und der Sende- und Empfangseinrichtung 21E der Aufklärungsvorrichtung 20 sowie einer Sende- und Empfangseinrichtung (nicht gezeigt) des Abwehr-Kleinluftfahrzeug 30 realisiert sein. Die Sende- und Empfangseinrichtung 41 der Steuerungsvorrichtung 40 ist dazu ausgelegt, Signale und Daten an die Aufklärungsvorrichtung 20 und das Abwehr-Kleinluftfahrzeug 30 zu übermitteln und von diesen zu empfangen. Die Steuerungsvorrichtung 40 ist dazu ausgelegt Sensorsignale aufgrund der mittels der Sende- und Empfangseinrichtung 41 empfangenen Sensorsignale, aufgrund eines vorbestimmten Bedrohungslevels, welches das von dem Bedrohungsflugkörper 10 ausgehende wahrscheinliche Bedrohungsrisiko für den zu schützenden Bereich 1 beschreibt, und aufgrund eines vorbestimmten Gefährdungslevels, welches angibt, ob ein unkontrollierter Absturz des Bedrohungsflugkörpers 10 innerhalb des Abwehrbereichs 2 hingenommen werden kann oder nicht, ein Steuersignal zu erzeugen. Hierzu weist die Steuerungsvorrichtung 40 bevorzugt einen Prozessor (nicht gezeigt) und einen durch den Prozessor lesbaren nicht-flüchtigen Datenspeicher (nicht gezeigt) auf. Die Parameter Bedrohungslevel und Gefährdungslevel können beispielsweise auf dem Datenspeicher abgelegt sein. Auch kann vorgesehen sein, das diese über eine optionale Benutzerschnittstelle 42, welche über die Sende- und Empfangseinrichtung 41 der Steuerungsvorrichtung 40 mit letzterer funktionell verbunden ist, manuell von einem Operator eingegeben werden, beispielsweise als Zahlenwert.The
Das durch die Steuerungsvorrichtung 40 erzeugte Steuersignal ist durch die Sende- und Empfangseinrichtung 41 der Steuerungsvorrichtung 40 jeweils an die Aufklärungsvorrichtung 20 und das Abwehr-Kleinluftfahrzeug 30 übermittelbar. Die Aufklärungsvorrichtung 20 und das Abwehr-Kleinluftfahrzeug 30 sind jeweils dazu ausgelegt, aufgrund des Steuersignals jeweils eine oder mehrere Bekämpfungsmaßnahmen gegen das Bedrohungs-UAV 10 durchzuführen. Insbesondere sind die Aufklärungsvorrichtung 20 und das Abwehr-Kleinluftfahrzeug 30 dazu ausgelegt, aufgrund des Steuersignals eine Sequenz von Bekämpfungsmaßnahmen mit zunehmender Bekämpfungshärte durchzuführen. Beispielsweise kann aufgrund des Steuersignals zunächst eine Bekämpfung des Bedrohungs-UAV 10 mittels der z.B. als Strahlungsgenerator ausgebildeten ersten Abwehreinrichtung 22 erfolgen und, wenn diese Bekämpfungsmaßnahme erfolglos bleibt, das Abwehr-Kleinluftfahrzeug 30 in Richtung des Bedrohungs-UAV 10 geflogen und letzteres mit der als Fangnetz 70 ausgebildeten zweiten Abwehreinrichtung 31 bekämpft werden.The control signal generated by the
Wie in
Die Start- und Landeplattform 62 kann beispielsweise als ein durch eine Klappe 62A oder eine ähnliche Abdeckeinrichtung schließbarer Lagerraum 62B ausgebildet sein, aus welchem heraus bei geöffneter Klappe 62A das Abwehr-UAV 30 startbar ist. In
Die Aufklärungsvorrichtung 20 ist in
Die Lagerstelle 69 für das optionale Auffangnetz 50 und die gegebenenfalls zu diesem gehörigen Netzträger-UAVs 26, 27, 28, 29 kann beispielsweise als ein durch eine Klappe (nicht gezeigt) oder eine ähnliche Abdeckeinrichtung schließbarer Lagerraum 69B ausgebildet sein, aus welchem heraus bei geöffneter Klappe die Netzträger-UAVs 26, 27, 28, 29 starten können.The
Die dritte Abwehreinrichtung 63 kann, wie in
Der GPS-Empfänger 60A ist funktional mit der Steuerungsvorrichtung 40 verbunden und dient der Bestimmung der Position des Containers 60. Die durch den GPS-Empfänger 60A ermittelte Position kann beispielsweise zur Flugführung des Abwehr-UAV 30 genutzt werden.The
In einem ersten Verfahrensschritt M1 erfolgt ein Festlegen des Bedrohungslevels, welches das von dem Bedrohungs-UAV 10 ausgehende wahrscheinliche Bedrohungsrisiko für den zu schützenden Bereich 1 beschreibt. In einem weiteren Schritt M2 wird das Gefährdungslevel, welches angibt, ob ein unkontrollierter Absturz des Bedrohungsflugkörpers 10 innerhalb des Abwehrbereichs 2 hingenommen werden kann oder nicht. Die Schritte M1 und M2 können jeweils insbesondere durch eine Benutzereingabe eines Operators über die Benutzerschnittstelle 42 erfolgen. Die eingegebenen Parameter Bedrohungslevel und Gefährdungslevel können beispielsweise jeweils in dem optionalen Speicher der Steuerungsvorrichtung 40 gespeichert werden.In a first method step M1, the threat level is defined, which describes the probable threat risk emanating from the
Weiterhin erfolgt ein Auswählen M3 einer Sequenz von Bekämpfungsmaßnahmen mit zunehmender Bekämpfungshärte zum Bekämpfen des Bedrohungsflugkörpers 10, wobei die maximale Bekämpfungshärte der Sequenz von Bekämpfungsmaßnahmen abhängig von dem Bedrohungslevel ausgewählt wird und mit zunehmendem Bedrohungslevel zunimmt. Dies kann beispielsweise durch eine Steuerungsfunktion der Steuerungsvorrichtung 40 erfolgen, welcher als Eingangsgrößen das Bedrohungslevel und das Gefährdungslevel übergeben wird. Die Steuerungsfunktion kann beispielsweise eine Matrix umfassen, in welcher jeder möglichen Kombinationen von Bedrohungslevel und Gefährdungslevel jeweils genau eine vorbestimmte Sequenz von Bekämpfungsmaßnahmen zugeordnet ist.Further, selecting M3 is a sequence of control measures with increasing control hardness to combat the
Bei dem Verfahren M wird außerdem die Präsenz eines steuerbaren unbemannten Kleinluftahrzeugs als Bedrohungsflugkörper 10 innerhalb des Überwachungsbereichs 3 detektiert M4. Dies kann beispielsweise durch Auswertung der durch die Sensoreinrichtung 21 erfassten Sensordaten mittels der Steuerungsvorrichtung 40 erfolgen.In the method M, the presence of a controllable unmanned small aircraft as a
Weiterhin erfolgt ein Vergleich M5 des Gefährdungslevels mit einem vorbestimmten Grenzgefährdungslevel. Dies stellt eine einfache Vergleichsoperation dar, welche ebenfalls mittels der Steuerungsvorrichtung 40 durchgeführt werden kann. Falls das Gefährdungslevel das Grenzgefährdungslevel erreicht oder darüber liegt, erfolgt eine Durchführung M6 einer Sicherungsmaßnahme zur Verhinderung eines unkontrollierten Einschlags des Bedrohungsflugkörpers 10 in den Abwehrbereich 2 infolge einer Bekämpfung. Eine Sicherungsmaßnahme kann beispielsweise durch eine Platzierung des Auffangnetzes 50 unterhalb des detektierten Bedrohungs-UAV 10 mittels der Netzträger-UAVs 26, 27, 28, 29 erfolgen.Furthermore, a comparison M5 of the hazard level is carried out with a predetermined limit risk level. This represents a simple comparison operation, which can also be performed by means of the
Abschließend werden einzelne Bekämpfungsmaßnahmen der Sequenz von Bekämpfungsmaßnahmen durgeführt M7, wobei nach jeder Bekämpfungsmaßnahme deren Bekämpfungserfolg überprüft wird, wobei die Sequenz bei Bekämpfungserfolg abgebrochen und andernfalls die nächste Bekämpfungsmaßnahme der Sequenz durchgeführt wird. Die Sequenz der Bekämpfungsmaßnahmen kann beispielsweise durch das von der Steuerungsvorrichtung 40 erzeugte Steuerungssignal ausgelöst werden. Eine Überprüfung des Erfolgs der Bekämpfungsmaßnahme kann beispielsweise durch Auswertung der durch die Sensoreinrichtung 21 erfassten Sensordaten mittels der Steuerungsvorrichtung 40 erfolgen. Beispielsweise kann die Sequenz abgebrochen werden, indem die Steuerungsvorrichtung 40 ein Abbruchsignal erzeugt, falls aus den Sensordaten eine Präsenz des Bedrohungs-UAV 10 in dem Überwachungsbereich 3 nicht mehr ermittelbar ist.Finally, individual control measures of the sequence of control measures are M7 M7, wherein after each control measure whose control success is checked, the sequence is aborted in successful control and otherwise the next control measure of the sequence is performed. The sequence of the control measures can be triggered, for example, by the control signal generated by the
Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand von Ausführungsbeispielen exemplarisch erläutert wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar. Insbesondere sind auch Kombinationen der voranstehenden Ausführungsbeispiele denkbar.Although the present invention has been exemplified above by means of embodiments, it is not limited thereto, but modifiable in many ways. In particular, combinations of the preceding embodiments are conceivable.
- 11
- zu schützender Bereicharea to be protected
- 22
- AbwehrbereichDefense area
- 33
- Überwachungsbereichmonitoring area
- 1010
- BedrohungsflugkörperThreat missile
- 10A10A
- Teil des BedrohungsflugkörpersPart of the threat missile
- 10B10B
- Teil des BedrohungsflugkörpersPart of the threat missile
- 10C10C
- Teil des BedrohungsflugkörpersPart of the threat missile
- 2020
- AufklärungsvorrichtungEnlightenment device
- 2121
- Sensoreinrichtungsensor device
- 21A21A
- akustischer Sensoracoustic sensor
- 21B21B
- Kameracamera
- 21C21C
- Infrarot-SensorInfrared sensor
- 21D21D
- Radarsensorradar sensor
- 21E21E
- Sende- und EmpfangseinrichtungTransmitting and receiving device
- 21F21F
- GPS-EmpfängerGPS receiver
- 2222
- erste Abwehreinrichtungfirst defense device
- 2323
- Mastenmasts
- 23A23A
- erster Endbereich des Mastenfirst end of the mast
- 23B23B
- zweiter Endbereich des Mastensecond end of the mast
- 2525
- Träger-KleinluftfahrzeugCarrier-free aircraft
- 25A25A
- Haltestrukturholding structure
- 2626
- Netzträger-KleinluftfahrzeugNetwork support small aircraft
- 2727
- Netzträger-KleinluftfahrzeugNetwork support small aircraft
- 2828
- Netzträger-KleinluftfahrzeugNetwork support small aircraft
- 2929
- Netzträger-KleinluftfahrzeugNetwork support small aircraft
- 3030
- Abwehr-KleinluftfahrzeugDefense Small aircraft
- 3131
- zweite Abwehreinrichtungsecond defense device
- 3232
- Rotorenrotors
- 3333
- Trägergestellsupport frame
- 3434
- Netzkanonenetwork cannon
- 4040
- Steuerungsvorrichtungcontrol device
- 4141
- Sende- und EmpfangseinrichtungTransmitting and receiving device
- 4242
- BenutzerschnittstelleUser interface
- 5050
- Auffangnetzsafety net
- 6060
- ContainerContainer
- 60A60A
- GPS-EmpfängerGPS receiver
- 6161
- Innenraum des ContainersInterior of the container
- 6262
- Start- und LandeplattformTake-off and landing platform
- 62A62A
- Klappeflap
- 62B62B
- Lagerraumstorage room
- 6363
- dritte Abwehreinrichtungthird defense device
- 6464
- Zugangstüreaccess door
- 6565
- elektrische Energiequelleelectrical energy source
- 6666
- Abrollvorrichtungunrolling
- 6767
- Stromkabelpower cable
- 6868
- Lagerstelledepository
- 6969
- Lagerstelledepository
- 69B69B
- Lagerraumstorage room
- 7070
- Fangnetzcatchall
- 7171
- Leinenlinen
- 7272
- Fallschirmparachute
- 7373
- Reißleineripcord
- 7474
- Ende der ReißleineEnd of the ripcord
- 100100
- Systemsystem
- 101101
- Straßenfahrzeugroad vehicle
- MM
- Verfahrenmethod
- M1M1
- Verfahrensschrittstep
- M2M2
- Verfahrensschrittstep
- M3M3
- Verfahrensschrittstep
- M4M4
- Verfahrensschrittstep
- M5M5
- Verfahrensschrittstep
- M6M6
- Verfahrensschrittstep
- M7M7
- Verfahrensschrittstep
- P62P62
- Pfeilarrow
- R21R21
- ÜberwachungsteilbereichMonitoring sub-region
Claims (15)
Sensorsignale von der Sensoreinrichtung (21) der zumindest einen Aufklärungsvorrichtung (20) zu empfangen,
aufgrund der empfangenen Sensorsignale, aufgrund eines vorbestimmten Bedrohungslevels, welches das von dem Bedrohungsflugkörper (10) ausgehende wahrscheinliche Bedrohungsrisiko für einen zu schützenden Bereich (1) beschreibt, und aufgrund eines vorbestimmten Gefährdungslevels, welches angibt, ob ein unkontrollierter Absturz des Bedrohungsflugkörpers (10) innerhalb eines Abwehrbereichs (2), welcher innerhalb des Überwachungsbereichs (3) liegt und den zu schützenden Bereich (1) umfasst, hingenommen werden kann oder nicht, ein Steuersignal zu erzeugen und an die Aufklärungsvorrichtung (20) und das Abwehr-Kleinluftfahrzeug (30) zu übermitteln,
Receive sensor signals from the sensor device (21) of the at least one reconnaissance device (20),
based on the received sensor signals, based on a predetermined threat level describing the likely threat threat posed by the threat missile (10) to a protected area (1), and a predetermined hazard level indicative of an uncontrolled crash of the threat missile (10) within a defense area (2) which lies within the surveillance area (3) and includes the area (1) to be protected, can be tolerated or not, to generate a control signal and to the reconnaissance device (20) and the defense small craft (30) to transfer,
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