Einsatztaugliche Energieversorgung für Drohnenabwehrsysteme

Die Stromversorgung ist eine kritische Herausforderung für den taktischen Einsatz von Hochenergiewaffen in der Drohnenabwehr. Konventionelle Energiequellen sind dabei schnell von Spitzenlasten und Lastwechseln überfordert. Eine Lösung bieten Hybridsysteme mit intelligenten Energiespeichern, die VINCORION am Standort im bayerischen Altenstadt entwickelt.

Die Kontrolle des Luftraums ist ein entscheidender Erfolgsfaktor in den Einsatzszenarien der Zukunft. Eine immer wichtigere Rolle spielen dabei Unbemannte Flugsysteme (UAVs), deren Fähigkeiten sich derzeit rasant entwickeln – sei es für den Kampfeinsatz, zur Überwachung und Aufklärung oder für logistische Zwecke. Im Umkehrschluss bedeutet dies, dass die Abwehr von UAVs einen festen Bestandteil künftiger Abwehr- und Verteidigungsstrategien darstellt.

Vielfältige Bedrohungsszenarien

Die Bedrohung geht hierbei nicht nur von technisch hochentwickelten Spezialdrohnen aus, sondern beispielsweise auch von Schwärmen zahlreicher kleiner und verhältnismäßig billiger Drohnen. Diese ermöglichen es Angreifern, mit vergleichsweise geringen Ressourcen große Schäden zu verursachen.

Konventionelle, munitionsbasierte Abwehrsysteme werden zukünftig weniger geeignet sein, um einer zunehmend asymmetrischen Bedrohungslage durch Drohnenangriffe zu begegnen, insbesondere wenn diese in intelligenten Schwarmverbünden eingesetzt werden. Ein nicht zu unterschätzender Faktor ist hierbei, dass der Einsatz von hunderten Schuss kostspieliger Spezialmunition oder gar von Abwehrraketen auch ökonomisch kaum darstellbar ist. Sicherheitspolitisch besonders kritisch ist dabei, dass bereits mit sehr geringen finanziellen und organisatorischen Mitteln, bestehende teure konventionelle Abwehrsysteme übergangen werden können. Somit können in Zukunft vermehrt unvorhersehbare Lücken in der Verteidigung von Menschen und Infrastruktur entstehen.

Als besonders wirkungsvoll gegen sämtliche Arten von Drohnenangriffen gelten dagegen Hochenergiewaffen, die ihre Ziele durch enorme Energieeinwirkung – etwa per Laser oder mit anderen, zum Beispiel elektromagnetischen Impulsen – zum Absturz bringen. Ein besonderer Vorteil des Lasers ist, dass dieser mit dem sogenannten „Deep Magazine“ Konzept über einen quasi unbegrenzten und kostensparenden Munitionsvorrat verfügt. Um eine einsatztaugliche Bekämpfungskadenz zu erreichen muss lediglich ausreichend Energie für die Puls-Phasen bereit stehen.

Die Grenzen konventioneller Energiequellen

Eine kritische, aber oftmals vernachlässigte Herausforderung für diese Systeme stellt jedoch genau diese einsatztaugliche Energieversorgung dar. Dies gilt insbesondere mit Blick auf Größe, Gewicht und Integrationsfähigkeit, ihre taktische Transportfähigkeit, die Nachschub- und Treibstoffversorgung sowie die Ausfallsicherheit.

Die Anforderungen an die Energieversorgung resultieren aus der technischen Funktionsweise der Abwehrsysteme: Soll eine Drohne eliminiert werden, erfordert der Abschuss punktuell eine extrem hohe Energieladung. Gemessen an seiner Wirkleistung beansprucht ein Laser kurzfristig die dreifache Menge Energie für das gesamte System. Gleichzeitig muss jedoch beachtet werden, dass die Systeme während ihrer gesamten Lebensdauer nahezu vollständig im Bereitschaftsmodus verharren und so im Grundlastbetrieb einen signifikant geringeren Energieverbrauch haben.

Konventionelle Energiequellen wie Bordstromgeneratoren oder Hilfsaggregate sind von den hohen Spitzenlasten und rasanten Lastwechseln schnell überfordert und drohen auszufallen. Selbst die Energieversorgung in Feldlagern und auf Schiffen kann den enormen Leistungsbedarf oft nur unzureichend abdecken, wodurch auch kritische Hauptsysteme oder der Eigenschutz gefährdet werden.

Die Lösung: Hybridsysteme mit intelligentem Speicher

Eine zukunftsfähige Lösung versprechen die Hybridsysteme von VINCORION, die sich für die speziellen Anforderungen der Hochenergiewaffen konfigurieren lassen. Die Energiesysteme bestehen aus drei Komponenten: einem konventionellen Generator, einem Hochleistungsenergiespeicher und einem intelligenten Energiemanagementsystem. Dieser Aufbau ermöglicht es, mit einem minimalen Einsatz von Primärenergie und einem am realen Lastprofil ausgelegten Hybridspeicher den nötigen Puffer für den Launch eines Lasereffektors bereitzustellen sowie die gesamte Pulse-Phase innerhalb der benötigten Bekämpfungskadenz.

Zu den Lösungen, die speziell an das jeweilige Abwehrsystem angepasst werden können, gehört zum Beispiel das portable Energiemanagementsystem P2M2 (Portable Power Management Module). Das flexible System ist in der Lage, alle verfügbaren Energiequellen zu nutzen. Es lässt sich mit mehreren Speichermodulen verknüpfen und je nach Einsatzsituation variabel an verschiedenste Ausgangsmodule anschließen – so auch an mobile Hochenergiewaffen in der Drohnenabwehr. Bei Bedarf lassen sich zudem mehrere P2M2 Module zusammenschalten.

Passgenaue mechatronische Lösungen – seit mehr als 60 Jahren

Die Entwicklung stützt sich auf das technische Know-how von VINCORION in der Erzeugung, dem Management und der Speicherung von Energie in zivilen und militärischen Anwendungsbereichen. Die Marke bündelt seit 2018 die mechatronischen Kompetenzen des Jenoptik-Konzerns und vereint mehr als 60 Jahre erfolgreiche Unternehmensgeschichte.