Drohne "KZO"

Im Rahmen der Waffengattung Artillerie wurden unbemannte taktische Fluggeräte (TUAS) oder kurz Drohnen schon seit Ende der 1960er Jahre eingesetzt. Die Einsatz Schwerpunkte waren dabei immer die Überprüfung von Erkenntnissen die auf anderen Wegen gewonnen worden oder die Überprüfung der Wirkung von eigenen Waffen auf ein erkanntes Ziel (Erfolgskontrolle). Der Einsatz solcher Drohnen war und ist immer mit einer sorgfältigen Planung behaftet und man war in der Regel nicht in der Lage auf plötzliche Änderungen reagieren zu können! Die Drohnen flogen nach einem vorprogrammierten Plan und machten ebenfalls nach diesem Plan ihre Luftbildaufnahmen, eine Änderung während des Fluges war im Grunde nicht möglich. In diese Kategorie gehört die KZO, bei der KZO besteht aber die Möglichkeit während des Fluges den Flugweg zu beeinflussen. Die KZO ist auch in der Lage Bilder via Funk an die BKS zu senden und somit eine Aufklärung in Echtzeit zu erlauben. Das System KZO ist vollkommen auf ungeschützten Fahrzeugen aufgebaut. Nachfolgend werde ich versuchen die einzelnen Komponenten in Wort und Bild vorstellen.

Das Fluggerät

Das eigentliche Fluggerät ist eine Art kleines unbewaffnetes, nahezu allwetterfähiges Propellerflugzeug zur tageszeitunabhängigen Ziel- und Lageaufklärung, welches mit einem Starttriebwerk in 0,8 Sekunden von 0 auf etwa 200 km/h beschleunigt wird. Nach Brennschluss wird das Starttriebwerk samt Halterung abgeworfen, das geschieht nach etwa 100 bis 150 m Flugstrecke. Der Weiterflug dann mit dem eingebauten Kolbenmotor. Die Navigation der KZO erfolgt primär durch Koppelnavigation (Barometer, Beschleunigungsgeber, Kursmesser) und wird durch das Rho-Theta-Verfahren gestützt. Technisch wird die Navigation durch ein GPS gesichert. Das GPS kommt dann besonders zum Tragen wenn die Funkverbindung unterbrochen wird (Abschattung), beide Systeme überwachen sich Gegenseitig und arbeiten bei Ausfall eines Systems weiter und ermöglichen so eine sichere Landung im Landegebiet. Die KZO ist so konstruiert dass sowohl die IR-Signatur als auch der Radarquerschnitt gering sind und somit die Drohne vor einer leichten Entdeckung geschützt ist. Desweitern ist die KZO auch gegen einen EMP entsprechend abgeschirmt. Die KZO ist mit einem hochauflösenden Infrarotsensor bestückt, der dreifach stabilisiert ist. Das ermöglicht ein ruhiges immer aufrecht stehendes Bild in der BKS. Der Sensor kann sowohl auf einem Punkt gerichtet werden (Geotracking) oder auch ein bewegendes Objekt verfolgen (Videotracking) dabei kann es Geschwindigkeiten des Zieles in einem Bereich zwischen 15 – 40 km/h ermitteln. Die Bilder werden in Echtzeit übermittelt zusammen mit den Koordinaten (Georeferenzierung).

 

Aufgaben des Fluggerätes:

·       Aufbereiten und Senden der Sensorinformationen / Bilddaten

·       Onbordspeicherung der Daten möglich

·       Verarbeiten der Telecommanddaten

·       Senden der notwendigen Telemetriedaten

·       Speichern und Abfliegen des Missionsprofiles

·       Flugzeit > 3,5 Std

·       Durchführung der automatischen Landesequenz

·       Fluggeschwindigkeit: 35 – 65 m/s (120 – 230 km/h)

·       Geringer Zeitbedarf für Wiederaufrüstung

 

Die Landung erfolgt im Landegebiet am Fallschirm und der Aufprall am Boden wird durch 2 aufblasbare Luftkissen an der Unterseite der KZO abgemildert.

Technische Daten Fluggerät

Länge

2,28 m

Spannweite

3,42 m

Höhe

0,95 m

Startgewicht

168 kg

Geschwindigkeit

120 – 210 km/h

Mindestflughöhe über Grund

300 m

Max Flughöhe

4000 m über NN

Antrieb

Zwei-Zylinder-Heckpropellermotor mit 24 kW/33 PS

Flugzeit

4,5 Stunden

Reichweite Datenverbindung

 65 km unter ECM Bedingungen (ohne Störer 100 km) um AMA

Aufklärungssensorik

Wärmebildkamera Zeiss „Ophelios“ mit 8-fach Zoom

Zul. Temperaturbereich -32° bis +44° Celsius
Zul. Windwerte im Flug, bei Start und Landung gelten andere Werte 20m/sec (in Böen bis 25m/sec)

Aus Wiki:

Rho-Theta ist ein in der Navigation verwendeter Begriff für eine Gruppe von Ortungs-Verfahren, die auf der Messung von Polarkoordinaten (Richtung und Entfernung zu einem Funkfeuer) beruhen.

Der Begriff setzt sich aus den Namen zweier griechischer Buchstaben zusammen:

Rho (griech. ρ) als Synonym für Distanzmessung bzw. für range

Theta (griech. θ) für die zugehörige Richtungsmessung.

Wenn Richtung und Distanz zu einem Fixpunkt gemessen werden, ergibt sich aus dessen geografischen Koordinaten die Position des Standorts durch Anwendung der ersten Geodätischen Hauptaufgabe.

Die BKS

Die BKS ist in einer Kabine (15ft Container) eingerüstet und beinhaltet 3 identische Bildschirmarbeitsplätze für einen Luftbildauswerter und einen Fluggeräteüberwacher.

Aufgaben der BKS:

·       Annahme und Bearbeitung der Aufklärungsaufträge

·       Rechnergesteuerte Flugplanung und Flugüberwachung

·       Automatische Prüfung des Flugkurses auf Sicherheit

·       Auswertung der empfangenen Bilddaten in Echtzeit

·       Bereitstellen der Bilddaten für eine zeitverzögerte Auswertung

·       Auftragslage bezogene Änderung des Flugkurses während einer Mission

·       Gleichzeitiges Führen von 2 Drohnen KZO

·       Meldung der Aufklärungsergebnisse über Datenverbund ADLER <45 sec

·       ABC/NEMP- Schutz bei geschlossener Kabine

·       Geringer Zeitbedarf für Herstellung der Einsatzbereitschaft und zur Missionsvorbereitung

 

Die BKS war auf der Pritsche mit speziellen Adaptern des Lkw 5t tmil gl MB 1017Averlastet. In den letzten Jahren wurde die BKS auf einem Lkw 5t hümS IVECO 140E28 mit einem Tragrahmen für 15ft Container umgesetzt.

AMA

Die Antenne ist das Herz des KZO Systems und stellt die Verbindung der BKS zur Drohne her und hält sie optimaler Weise während des gesamten Einsatzes. Der Einsatzraum eines KZO-Zuges hat in etwa eine Ausdehnung von 2 x 2 Kilometer. Innerhalb dieses Einsatzraumes gibt es verschiedene vorbereite Stellungen für die BKS, den Instandsetzungs- und Wartungspunktes, den bis je 3 Start- und 3 Landeplätzen. Die Stellung der Antenne ist aber der entscheidende Punkt, denn die Antenne bestimmt die Reichweite und Einsatzmöglichkeiten der Drohne. Die Antenne kann bis zu einem Kilometer von der BKS abgesetzt sein und arbeitet autark mit eigener Stromversorgung. Die Verbindung BKS und Antenne wird mittels eines LWL abhör- und störsicher eingerichtet. Der Antennenmast ist stufenlos bis 12,5 m ausfahrbar, hier greift die alte Fernmelder Regel: „So niedrig wie möglich so hoch wie nötig!“ Die Antenne muss so eingerichtet sein, das zur Drohne immer eine „Quasi Optische Sicht“ besteht. Sollte die Funkverbindung zur Drohne abbrechen, was durch gelände- und vegetationsbedingte Abschattungen passieren kann, so fliegt und arbeitet die Drohne nach ihrem eingespeicherten Programm weiter. Nach spätestens 10 Minuten ohne FM-Verbindung erhöht die Drohne automatische ihre Flughöhe um die Verbindung wieder herzustellen. Die AMA ist auf einem hochgeländegängigen Lkw verlastet, weil es im Gegenzug zu den anderen Fahrzeugen weniger Alternativen für einen geeigneten Standort gibt.

 

Aufgaben der AMA:

·       Verbindungsglied zwischen BKS und Fluggerät

·       Masthöhe stufenlos ausfahrbar bis 12,5 m

·       Störgeschützte Telemetrie- / Telecommandverbindung

·       Störgeschütze Videodatenstrecke

·       Rho / Theta Messung zur Positionsbestimmung des Fluggerätes

·       Geringer Zeitbedarf für Aufbau der Antenne auch unter extremen Bedingungen

·       Orientierung und Standortbestimmung über FNA

·       Reichweite der Datenübertragung > 100 km

·       Sprech- und Datenverbindung zur BKS über LWL

·       Teilautomatische Nivellierung

·       Versorgung über eigenes SEA und Batteriemodul

·       Verlastet auf Lkw 5t mil gl

Antennenmastanlage KZO

Startfahrzeug

Das Startfahrzeug transportiert das flugbereite Fluggerät in die eigentliche Startzone. Mit an Bord befindet sich auch das Starttriebwerk (Booster), welches im Rahmen der Startvorbereitung an dem Fluggerät montiert wird. Zu den Startvorbereitungen gehört auch eine automatische Prüfung des Fluggerätes durch einen im Startfahrzeug integrierten Computer. Gleichfalls wird über eine gesicherte Funkverbindung der Flug- und Einsatzplan aus der BKS an das Fluggerät übertragen. Als letztes wird das Startgestell samt einem Teil des Startcontainers auf einen 34° Startwinkel geschwenkt. Der Start mit Hilfe eines Feststoffraketensatzes (Starttriebwerk / Booster) hat den Vorteil das die Drohne unabhängig von Windrichtung und Windgeschwindigkeit (in zulässigen Bereichen) gestartet werden kann. Der Startcontainer ist verlastet auf einem Lkw 5t tmil gl MB 1017 A, ein Umsetzen der Startanlage auf ein anderes Fahrzeug konnte ich bis jetzt (07.2019) nicht beobachten und ist mir auch nicht bekannt.

 

Aufgaben des Startfahrzeuges:

·       Transport der Drohne / Starttriebwerk im Einsatzraum

·       Orientierung über FNA

·       Automatische / manuelle Prüfung der Startanlage und Drohne

·       Empfang des Flugprogramms über RiFu-Strecke oder Missionsdatenträger (MDT) und anschl. Weiterleitung zur Drohne

·       Durchführung der Startsequenz (Startvorbereitung)

·       Starten der Drohne

·       Versorgung über bordeigene Batteriekreise oder extern 230V / 50 Hz

·       Ansteuerung der elektrischen Stellmotoren über eine zentrale DV-Anlage

·       Überwachung der Betriebszustände mittels Sensorik

Startfahrzeug KZO

Das Bergefahrzeug

Das Bergefahrzeug hat im System KZO mehrere Funktionen. Es ist neben der AMA das zweite Systemfahrzeug das auf einem hochgeländegängigen Fahrgestell des MB Unimog U 4000 aufgebaut ist. Auch wenn der oder die Landeplätze erkundet sind, so bleibt doch ein Restrisiko dass das Fluggerät an einer unwegsamen Stelle landet. Im besten Fall kann das Bergefahrzeug an das gelandete Fluggerät heranfahren und es mit dem Bordkran bergen. Im ungünstigen Fall kann das Bergefahrzeug nicht zum Fluggerät gelangen, dann ist die Bergung etwas komplizierter. In dem Fall muss das Fluggerät per Manpower (also per Hand) auf dem mitgeführten Schlitten geladen werden. Der beladene Schlitten kann dann mit der Seilwinde des Bergefahrzeuges zum Fahrzeug gezogen und dort wie gewohnt mit dem Kran verladen werden. Zum Transport des Fluggerätes befindet sich ein Transport- und Lagerbehälter auf der Ladefläche. Desweiteren dient der Kran des Bergefahrzeuges auch zum Umladen des Fluggerätes auf das Start- und das Instandsetzungsfahrzeug, da eine manuelle Umsetzung des schweren Fluggerätes zu Zeit- und Personalintensiv wäre.

Aufgaben des Bergefahrzeuges:

·       Bergen des Fluggerätes auch im schwierigen Gelände

·       Umsetzen des Fluggerätes auf andere Systemfahrzeuge

·       Transport des Fluggerätes im Einsatzraum und auf Märschen

Bergefahrzeug KZO

Das Instandsetzungsfahrzeug

Das Instandsetzungsfahrzeug ist wie die BKS in einer Kabine untergebracht, äußerlich unterscheidet es sich von der BKS durch eine größere Tür an der Heckseite und eine weitere Tür an der rechten Seite. In der Kabine wird das Fluggerät nach jedem Einsatz überprüft und für einen neuen Einsatz vorbereitet. Der Vorgang läuft in etwa so ab:

1.     Das Fluggerät wird durch das Bergefahrzeug angeliefert und auf dem ausgezogenen Arbeitstisch abgesetzt.

2.     Das Fluggerät wird durch das Tankfahrzeug enttankt.

3.     Der Arbeitstisch wird in die Kabine eingezogen und das Fluggerät auf sichtbare Schäden untersucht.

4.     Das Fluggerät wird mit einem Diagnosesystem auf Fehler in der Elektronick überprüft.

5.     Erkannte Mängel werden durch den Austausch von Baugruppen beseitigt, sollte das nicht möglich sein wird das Fluggerät zur Instandsetzung an anderer Stelle weitergeleitet.

6.     Das Airbag-System des Fluggerätes wird durch ein neues ersetzt.

7.     Ein neuer Fallschirm wird eingebaut. Der alte Fallschirm wird zum Packen an den Hersteller zurückgeschickt.

8.     Die Bordbatterie des Fluggerätes wird ersetzt.

9.     Das Fluggerät wird außerhalb der Kabine neu betankt.

10.  Das Bergefahrzeug setzt das Fluggerät um. Entweder in einen Transport- und Lagerbehälter oder in das Startfahrzeug.

Als zeitlichen Durchschnitt für diesen Vorgang werden etwa 45 Minuten angesetzt. Die Kabine des Instandsetzungsfahrzeuges wird und wurde analog zur BKS auf einen MB 1017A oderspäter auf einem IVECO 140E28 5t Lkw transportiert.

Das Tankfahrzeug

Das Tankfahrzeug bildet den Abschluss dieser Aufstellung. Die Tankanlage ist auf einem Palettenrahmen aufgebaut und umfasst alle notwendigen Einrichtungen zum be- und enttanken des Fluggerätes. Dies sind im Wesentlichen ein Tank zur Aufnahme des Kraftstoffes, eine Pumpenanlage und die Messvorrichtung. Der Kraftstoffvorrat ist aus rechtlichen Gründen auf 299 Liter AVGAS begrenzt. Auf Grund dieser Begrenzung unterliegt das Fahrzeug nicht den Bestimmungen des ADR zum Transport gefährlicher Güter. Ab 300 Liter ist der Transport Kennzeichnungspflichtig. Der Palettenrahmen ist auf der Pritsche von einem Lkw 2t tmil gl Unimog U1300L aufgebaut. Durch die Plane ist das bedeckte Fahrzeug nicht als Tankfahrzeug erkennbar. Der Palettenrahmen ist auch auf anderen Fahrzeugen der Zuladungsklasse 2t verladen, allerdings kann ich das bisher nicht selber fotografisch belegen. Mir liegen aber Bildbeweise vor worauf ich aber keine Bilderrechte habe.

Tankfahrzeug KZO

Die ADR Thematik habe ich an anderer Stelle (siehe Link) behandelt.

Transport- und Lagerbehälter

Jede Fluggruppe KZO verfügt über theoretisch 5 Fluggeräte. Diese Fluggeräte müssen geschützt transportiert und gelagert werden, dafür stehen pro Fluggerät jeweils ein TULB bereit. In diesem TULB wird das Fluggerät innerhalb eines Einsatzraumes und während eines Marsches transportiert. Desweiteren dient das TULB auch zur längerfristigen Lagerung der Fluggeräte. Das TULB ist Luft- und Wasserdicht und schützt das Fluggerät vor Umwelteinflüssen aller Art und vor Transportschäden im normalen Rahmen.

Abkürzungsverzeichnis KZO

TUAS

Tactical Unmanned Aerial System

ADLER

Artillerie-, Daten-, Lage- und Einheits-Rechnerverbund

KZO

Kleinfluggerät Zielortung

BKS

Bodenkontrollstation

AVGAS

Aviation Gasoline

NN

Normalnull

NEMP

Nuklear Elektromagnetischer Impuls

AMA

Antennenmastanlage

ECM

Elektronische Gegenmaßnahmen

LWL

Lichtwellenleiter

FM

Fernmelde

FNA

Fahrzeugnavigationsanlage

RiFu

Richtfunk

DV Datenverarbeitung
TULB Transport- und Lagerbehälter

Das ist im Groben die Übersicht über eine Fluggruppe bzw. eines Zuges. Ein KZO System verfügt über 2 Fluggruppen respektive 2 Züge und im Gesamtbestand der BW befinden sich 6 Systeme mit 12 Fluggruppen / Zügen. Innerhalb der Züge werden noch weitere Fahrzeuge eingesetzt so z.B. 1,5t Anhänger mit SEA, Kleinfahrzeuge, Transport- und Funktionsfahrzeuge deren Aufzählung diesen Beitrag sprengen täte.

Die KZO wurde im Jahr 2005 offiziell eingeführt und die Planungen sehen so aus das sie beginnend ab 2020 bis 2023 ausgesondert und durch ein neues System (LUNA NG / HUSAR) ersetzt wird.