Allgemein - U(C)AV - Waffensystem der Zukunft

Geschrieben von Sebastian Buciak


Der Beginn einer neuen Zukunft in der Luftfahrt: MQ-1 Predator

Nach dem heutigen Verständnis bezeichnet man U(C)AVs als wieder verwertbare, ferngesteuerte oder autonom fliegende Flugsysteme. Somit ist die Curtiss N-9 eher als ein Marschflugkörper zu klassifizieren, wie die Tomahawk oder Taifun, und nicht als Drohne. Das unbemannte Flugzeug wird gerne als Erfindung der Neuzeit oder als Konsequenz der High-Tech-Gesellschaft angesehen, kann aber auf eine 90-jährige, mit Erfolgen wie auch Rückschlägen behaftete, Entwicklungsgeschichte zurückblicken.

Die Förderung und Entwicklung von Drohnen wurde durch die fortschreitende Computerisierung und Ausweitung der Prozessorkapazität im Bereich der Mikroelektronik begünstigt. Mit diesen Faktoren zusammenhängend, wurden die Abmessungen und Gewichte der verschiedensten Sensorpakete (Fernsehbild-, Foto-, Infrarotkameras, Radarsysteme, Feinderkennungs- und Bekämpfungshardware etc.) miniaturisiert und perfektioniert. Verbesserte Kommunikations- und Datentransfermöglichkeiten führten zu dem Umstand, daß sich Aufklärungsobjekte und -subjekte in Echtzeit verfolgen, beobachten, als Ziel verifizieren und ggf. sofort bekämpft werden konnten (Destruction on Demand).


Die Kommunikationsarchitektur von „Global Hawk“.

Bemannte Missionen, seien es Kampf-, Patrouillen- oder Aufklärungseinsätze, bergen immer ein Restrisiko für die Besatzung der Maschine. Flugabwehrstellungen und feindliche Abfangjäger sind die unmittelbare Bedrohung für den Piloten respektive das Personal an Bord des Flugzeuges. Der Verlust des Flugzeugführers hat möglicherweise traumatische Auswirkungen auf die Familie und den nahen Bekanntenkreis. Die Luftwaffe verliert einen jahrelang ausgebildeten und trainierten Soldaten, dessen Ausbildung Unsummen gekostet hat.

Drohnen können unter Umständen Leben retten - und zwar das der Piloten und ggf. der TRAP-Einsatztrupps (Tactical Recovery of Aircraft and Personnel). Ein prominentes Beispiel für einen TRAP-Einsatz war der Absturz Capt. Scott F. O'Grady´s mit seiner F-16 Fighting Falcon am 2. Juni 1995 über Bosnien. Sechs Tage später wurde er von einem Spezialkommando der 24th Marine Expeditionary Unit von der USS Kearsarge geborgen – es hätte auch anders ablaufen können...

Die Entwicklung und Erprobung von Drohnen wurde vom amerikanischen Verteidigungsministerium während der 50er Jahre forciert und im weiteren Verlauf ausgeweitet. Der Vietnamkrieg (1964-1975) wurde zur ersten Bewährungsprobe für die unbemannten Flugzeuge. Die amerikanischen Teilstreitkräfte nutzen die Ryan Firebee als unmanned aerial vehicle (UAV) zur Gefechtsfeldaufklärung. In über 3400 Fotoaufklärungseinsätzen während des Krieges zwischen amerikanischen und nordvietnamesischen Truppen bewies das System seine Fronttauglichkeit. Desert Storm, Deliberate Force, Allied Force und Enduring Freedom waren weitere Höhepunkte im Einsatz unbemannter Flugsysteme über feindlichem Gebiet. Die Konflikte in Vietnam, Afghanistan, Irak und im Kosovo bewiesen die Schlagkraft von Drohnen und die Fähigkeit zur zeitnahen, effektiven und risikoarmen Aufklärung bzw. punktuellen Vernichtung von Zielen im feindlichen Luftraum.


RQ-2B Pioneer – Klarmachen zum nächsten Einsatz.







Klassifikation
Unbemannte Aufklärungs- oder Kampfsysteme lassen sich grob in fünf Kategorien einordnen. Reichweite (Range), Gewicht (Weight) und Verweildauer am Einsatzort (Endurance) sind die entscheidenden Faktoren zur Klassifizierung von U(C)AVs:

a) HALE (High Altitude Long Endurance):
Einsatzmaschinen der HALE-Klasse haben für gewöhnlich eine permanente Einsatzdauer von mehr als 24 Stunden. Ihre Möglichkeit Dienstgipfelhöhen von über 15 000 Metern zu erreichen, prädestiniert sie zu einem Aufklärungssystem, welches große Flächengebiete mit seinen Sensoren überwachen kann. Ein Vorteil gegenüber anderen U(C)AVs ist die relative Sicherheit der Maschine vor bodengestützten Angriffen (surface-to-air). Bodengestützte Luftabwehrwaffen sind für diese Höhenbereiche kostenintensiv, benötigen ausgebildetes Fachpersonal und die entsprechende technologische Infrastruktur. In einem asymmetrischen Konflikt wird es dem Gegner aus diesen Gründen kaum möglich sein ein HALE-Flugzeug mit Boden-Luft-Raketen zu zerstören.

HALE-U(C)AVs vereinen in sich den Vorteil der kostengünstigen und risikominimierten Aufklärung, indem sie Satelliten oder bemannte Aufklärungssysteme ersetzten oder zumindest wertvoll ergänzen können: Am 1. Mai 1960 wurde Francis Gary Powers während eines Spionagefluges über der Sowjetunion von einer SAM (surface-to-air-missile) abgeschossen und in einem späteren Gerichtsprozess zu drei Jahren Haft und sieben Jahren Zwangsarbeit verurteilt. Ein anderer Zwischenfall ereignete sich am 1. April 2001 als eine chinesische MiG mit einer amerikanischen EP-3E zusammenstieß und diese daraufhin in China notlanden musste. 24 Amerikaner wurden in Gewahrsam genommen und erst einige Tage später der USA überstellt.

Gegenwärtig besitzen nur die Vereinigten Staaten Flugsysteme, die als HALE klassifiziert werden könnten – z.B. die MQ-1 Predator B von General Atomics Aeronautical Systems und die RQ-4 Global Hawk von Northrop Grumman. Gegenwärtig verhandeln die USA und die Bundesrepublik Deutschland über das Nachfolgemuster des Seeaufklärers Breguet Atlantique. Sollte es zu einer Übereinkunft kommen, wird voraussichtlich der Euro Hawk der neue Aufklärer der deutschen Marine- und Luftwaffenstreitkräfte.

b) MALE (Medium Altitude Long Endurance):
Typen dieser Kategorie haben ein spezifisches Gewicht von 500 bis 2500 kg, befördern eine Zuladung von bis zu maximal 400 kg und besitzen eine Verweildauer von bis zu 24 Stunden im Gefechtsfeld. Der typische Höhenbereich der MALE-Klasse erstreckt sich von 5000 bis 15 000 Metern. In diesem Sektor betreiben mehrere Staaten Entwicklungen und/oder haben bereits Prototypen getestet respektive in Serie bauen lassen. Australien, Großbritannien, Frankreich, Israel, Italien, Indien, Japan, Russland, Deutschland u.a. haben neben den Vereinigten Staaten am Bau eigener MALE-Systeme gearbeitet und erfolgreich umgesetzt.

Das unmanned combat aerial vehicle (UCAV) Predator A wurde bereits mehrfach zu Kampfeinsätzen oder taktischen Aufklärungsflügen im Irak oder Afghanistan herangezogen. Es klärte wertvolle Ziele auf und übermittelte diese Daten an eine Bodenstation - einer Beurteilung des Ziels folgte ggf. ein Angriff mit bemannten Flugzeugen. Bestückt mit Hellfire Raketen kann das UCAV selbst Bodenziele angreifen. Im November des Jahres 2002 zerstörte eine Predator A ein Fahrzeug mit sechs mutmaßlichen al-Qaida Mitgliedern in Jemen.

c) TUAV (Tactical Unmanned Aerial Vehicles):
Drohnen der TUAV-Klasse haben in der Regel ein Gewicht von 100 bis 1000 kg und erreichen eine Maximalgipfelhöhe von 5000 Metern. Das Spektrum der Beladung hängt von der Konstruktion des unbemannten Flugsystems ab und variiert zwischen 5 und 100 kg. TUAV werden in den Streitkräften hauptsächlich für die Nahbereichsaufklärung der Bodentruppen eingesetzt und können somit mehrheitlich als UAV bezeichnet werden, da diese (bisher) nicht für Kampfaufgaben ausgelegt wurden. Für diesen Einsatzzweck benutzt die Bundeswehr Bombardier/Dornier CL 289. Sie besitzt eine Reichweite von 60 bis 400 km und erreicht durch das Rolls-Royce T-117 Triebwerk eine maximale Geschwindigkeit von 720 Stundenkilometern. Die Navigation erfolgt georeferenziert über das GPS-System.

d) MUAV (Mini Unmanned Aerial Vehicles):
Die Reichweite der Mini-UAVs ist bauweisenbedingt auf etwa 10 Kilometer begrenzt, die Nutzlast bewegt sich im einstelligen Kilogrammbereich und die Parameter für Einsatzhöhe belaufen sich auf ca. 250 Meter und einer Verweildauer von ungefähr einer Stunde. Diese Systemklasse findet Verwendung zumeist auf Kompanieebene oder in Spezialeinheiten zur kurzfristigen Sondierung und Aufklärung des nahen Einsatzgebietes. MUAVs werden je nach Größe von Katapulten, mit Hilfe von kleinen Startraketen oder aus der Hand gestartet.

e) MAV (Micro Aerial Vehicles):
MAVs sind verkleinerte Drohnen von extrem geringer Größe, Verweildauer, Reichweite, Gewicht und relativ leichter Nutzlast. Besonders die DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) bemüht sich im Bereich der Kleinst-UAVs. Bekannter Vertreter dieser Kategorie ist die 170 Gramm leichte Wasp, welche mit der Energiemenge eines neun Watt Lithium-Ionen Akkus eine Flugdauer von fast zwei Stunden erreichte. Seiko Epson stellte 2003 auf der International Robot Exhibition den Micro Flying Robot FR-I vor. Das Flugsystem bestand aus einem 2,5 g Kontrollmodul mit zwei Prozessoren und einer CCTV-Kamera. Das Gesamtgewicht lag bei 8,9 g. Der Nachfolger brachte es auf ein Gewicht von 12,3 g und eine Flugzeit von drei Minuten.

MAVs bieten die kostengünstige Möglichkeit zur Verkehrs- oder Stadtüberwachung oder ermöglichen die Verfolgung und Identifizierung von verdächtigen Personen. Mini-UAVs können im Gegensatz zu ihren großen Brüdern in geschlossenen Räumen agieren und dabei Aufklärungs- oder Überwachungsergebnisse übermitteln – in der Praxis könnte man z.B. während einer Geiselnahme die MAVs einen Raum erkunden und damit die Gefahrenlage beurteilen lassen können. Der Nachteil von diesen Systemen ist systembedingt – kleine Nutzlasten, geringe Reichweiten und kurze Einsatzzeiten. Zusätzlich sind MAVs nicht allwetterfähig und können nur bei gutem und stabilem Wetterlagen erfolgreich eingesetzt werden.


Mini Unmanned Aerial Vehicle - Gefechtsnahaufklärung.

Kosteneinsparungen
Durch den Wegfall der gesamten Besatzungseinrichtungen (Lebenserhaltungssysteme, Aufnahme- und Bewegungsraum der Besatzung etc.) kann der gesamte Flugapparat entweder kleiner und dadurch leichter gestaltet oder zur Steigerung der Reichweite/Verweildauer ausgebaut werden oder eine größere Anzahl an Aufklärungs- oder Bekämpfungsgeräten aufnehmen. Unbemannte (C)AVs sind aufgrund ihres meist leichteren Gewichts und der geringeren Ausmaße im Unterhalt günstiger als bemannte Flugzeuge oder Hubschrauber.

Die Lockheed Martin/Boeing F-22 Raptor ist ein Luftüberlegenheitsjäger der vierten Generation der US Air Force. Durch Eliminierung besatzungsrelevanter Systeme könnte man je Flugzeug mehr als 6 Millionen US-Dollar (USD) einsparen. Bei einem Auftragsvolumen von 178 Maschinen wären das Einsparungen im Wert von 1,068 Milliarden Dollar.

Nach den Richtlinien der US Luftwaffe (Air Combat Command Concept of Operations – ACC CONOPS) ist die bemannte F-35 JSF für 8000 Flugstunden Lebensdauer ausgelegt und wird statistisch 400 Flugstunden in Kampfeinsätzen verbringen. Die Systemkosten des JSF belaufen sich auf 65 Millionen USD je Einheit. Das UCAV X-45 ist für 2500 Flugstunden im Einsatz ausgelegt und der Stückpreis beträgt 15 Mio. USD. Je Flugstunde im Kampfeinsatz kosten demnach die F-35 162 500 und die X-45 6000 Dollar. Man müsste rechnerisch 27 UCAVs im Gefecht verlieren um auf eine verlorene bemannte F-35 zu kommen.

Das Zentrum für Analysen und Studien der Bundeswehr (ZASBw) hat die Gesamtkosten von UCAVs von der In- bis zur Außerdienststellung auf etwa 30 % des Wertes von bemannten Flugzeugen geschätzt.









Typenvorstellung



MQ-1 Predator

Seit 1995 fliegt die Predator Aufklärungseinsätze für die US Air Force. Mehr als 120 Muster wurden bisher von General Atomics Aeronautical Systems ausgeliefert und flogen Einsätze in Bosnien, Kosovo, Afghanistan und im Irak. Im Oktober 2004 erreichte die MQ-1 Flotte die Grenze von 100 000 Flugstunden.


Leistung

101 PS

Länge

8,14 m

Höhe

2,10 m

Spannweite

14,84 m

Startgewicht

1035 kg

Geschwindigkeit

129 km/h




MQ-9 Predator B

Die MQ-9 ist die größere Variante der MQ-1 und kann mit mehreren Raketen bewaffnet werden. Der Erstflug fand im Februar 2001 statt. Die Sensorausrüstung besteht aus einem moving target capable synthetic aperture radar (SAR), elktrooptischen Sensoren, Infraroteinrichtungen, Laserentfernungsmesser und einem Laser Target Designator.

Leistung

700 PS

Länge

10,97 m

Höhe

1,30 m

Spannweite

20,12 m

Startgewicht

4763 kg

Geschwindigkeit

407 km/h




RQ-2B Pioneer

Die Pioneer wird hauptsächlich von der US Navy und dem US Marine Corps zur Artillerieunterstützung und zum Ausspähen von feindlichem Gebiet eingesetzt. Mit einer Zuladung von ca. 45 kg ist das Flugzeug in der Lage eine 5-stündige Mission durchzuführen.

Leistung

26 PS

Länge

4,26 m

Höhe

n/a

Spannweite

5,18 m

Startgewicht

203 kg

Geschwindigkeit

180 km/h




RQ-4 Global Hawk

Die Global Hawk von Northrop Grumman gehört zu den Flugzeugen der HALE-Klasse. Die enorme Verweildauer erlaubt dem UAV die Abtastung einer Fläche 40 000 nautischen Quadratmeilen je Tag. Ggf. wird die Bundeswehr 2009 den Euro Hawk in Dienst stellen um die Atlantique des Marinegeschwaders 3 zu ersetzen resp. ihre Aufklärungsflotte erweitern.

Leistung

31,80 kN

Länge

13,53 m

Höhe

4,63 m

Spannweite

35,42 m

Startgewicht

11 612 kg

Geschwindigkeit

644 km/h




X-45 A

Boeing konkurriert mit den Prototypen der X-45 um das zukünftige UCAV der US Navy und US Air Force. Das Gegenmuster ist die X-47 von Northrop Grumman. Am 22. Mai 2002 hob das UCAV von Boeing zum ersten Mal ab und soll bis 2008 einsatzreif gemacht werden.

Leistung

28 kN

Länge

8,03 m

Höhe

1,15 m

Spannweite

10,31 m

Startgewicht

6800 kg

Geschwindigkeit

Mach 0,75




Barracuda


Die Barracuda ist ein Technologiedemonstrator des europäischen Konsortiums EADS (European Aeronautic Defense and Space Company). Das UCAV wurde bis vor kurzem unter strenger Geheimhaltung entwickelt und soll Europa den Anschluss an den Sektor der unbemannten Luftfahrt sichern. Informationen über das Projekt sind nur unzureichend zu erhalten. Nachfolgende Daten sind Schätzwerte von Janes.com.

Leistung

n/a

Länge

9,50 m

Höhe

n/a

Spannweite

8,75 m

Startgewicht

5500 kg

Geschwindigkeit

n/a









Ausblick
Werden in der nahen Zukunft Drohnen bemannte Flugzeuge ersetzten? Diese Frage lässt sich zu diesem Zeitpunkt natürlich nur mit Einschränkungen beantworten. Technologische und finanzielle Gesichtspunkte müssen berücksichtigt und eingeschätzt werden, aber man sollte sich in den nächsten Jahren daran gewöhnen, dass die „Flugroboter“ alltäglicher werden. Piloten sitzen nicht mehr in Cockpits, sondern an einem mehrere hundert Kilometer entfernten, möglicherweise klimatisierten Steuerterminal und lenken das U(C)AV über Farbmonitore und Joysticks – der Krieg als Computerspiel. Im Luftkrieg der Zukunft fliegen unbemannte Kampfflugzeuge die gefährlichen Einsätze zur Vernichtung oder Unterdrückung der Luftabwehr. Spionageflüge werden von Aufklärungsrobotern durchgeführt, die am Rande der Atmosphäre operieren. Ritterliche Dogfights aus der Ära des Ersten und Zweiten Weltkrieges finden nicht mehr statt – Raketen werden bereits aus mehreren Kilometern Entfernung abgefeuert – den Gegner bekommt man nicht mehr zu Gesicht. Krieg der Maschinen?

Die Vorteile von unbemannten Systemen sind nicht von der Hand zu weisen. Einsatzflexibilität, Hohe Stehzeit im Einsatzgebiet, Kosten- und Risikoreduzierungen werden die traditionellen Strukturen der Luftwaffe verändern. System- und Leistungsverbesserungen, Automatisierungsgrad des Flugbetriebes und der Missionsdurchführung und die hohe Manövrierfähigkeit, gepaart mit Stealth-Eigenschaften werden das unbemannte Flugsystem zum zukunftsnahen Durchbruch verhelfen. Die Fortentwicklung von Sensoren, Bewaffnung, Datenverarbeitung und der Systemplattform wird das U(C)AV zu koordinierten Formationsflügen und autonomer Zielidentifikation, -bewertung und -bekämpfung befähigen. Mittelfristig werden menschliche Piloten die Zusammenarbeit mit maschinellen Piloten zu schätzen wissen. Langfristig werden risikoreiche Einsätze nur noch von unbemannten Systemen durchgeführt.

Die lang anhaltenden Missionen von unbemannten Aufklärungs- oder Kampfdrohnen werden Kriege zu Boden, Luft und Wasser revolutionieren. Menschen gegen Menschen - Maschinen gegen Maschinen - und als nächster Schritt - Maschinen gegen Menschen. Welche Auswirkungen diese Art der Kriegsführung mit sich bringen wird, darüber kann man nur spekulieren, aber die Tendenzen einen (über)mächtigen Gegner mit Mitteln der asymmetrischen Kriegsführung zu bekämpfen, werden sich verstärken.


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Ucav/uav Drohnen - (GlobalDefence.net Community 2.0)











Quellennachweis

a) Printmedien:

Bolkcom, Christopher/Bone, Elizabeth (2003): Unmanned Aerial Vehicles: Background and Issues for Congress. Washington.

Lange, Sascha (2003): Flugroboter statt bemannter Militärflugzeuge? Berlin.

Lewis, William K. (2002): UCAV – THE NEXT GENERATION AIR-SUPERIORITY FIGHTER? Maxwell Air Force Base, Alabama.

Office of the Secretary of Defense (2005): Unmanned Aircraft Systems Roadmap 2005-2030. Washington.

Office of the Under Secretary of Defense (2004): Unmanned Aerial Vehicles and Uninhabited Combat Aerial Vehicles. Washington.

Thompson, Kenneth E. (1998): F-16 UNINHABITED AIR COMBAT VEHICLES. Maxwell Air Force Base, Alabama.


b) Digitalmedien:

X-45 J-UCAV Joint Unmanned Combat Air System, USA - (www.airforce-technology.com)

Predator RQ-1 / MQ-1 / MQ-9 Reaper - (www.airforce-technology.com)

Global Hawk - (www.af.mil)

General Atomics MQ-9 Reaper (Predator B) - (www.designation-systems.net)

IAI/AAI RQ-2 Pioneer - (www.designation-systems.net)

Dayton Wright/Kettering Liberty Eagle ("Bug") - (www.designation-systems.net)

RQ-4A Global Hawk (Tier II+ HAE UAV) - (www.fas.org)

RQ-1 Predator MAE UAV - (www.fas.org)

X-45 Unmanned Combat Air Vehicle (UCAV) - (www.fas.org)

www.northropgrumman.com

PIONEER RQ-2B (pdf-Datei) - (www.puav.com)

DROHNEN IM ZIVILEN UND MILITÄRISCHEN EINSATZ (pdf-Datei) - (www.dominik-heider.de)

UCAV CONFERENCE (pdf-Datei) - (www.iqpc.co.uk)

The Future of the Manned Air Superiority (pdf-Datei) - (http://wps.cfc.forces.gc.ca)


UNMANNED AERIAL VEHICLES (UAV) - (www.au.af.mil)

The Time is Right: Developing a UAV Policy for the Canadian Forces (pdf-Datei) - (www.cda-cdai.ca)

UAV Navigation in an Unknown Environment (pdf-Datei) - (http://path.berkeley.edu)

Autonomous Target Following by Unmanned Aerial Vehicles (pdf-Datei) - (www.cs.ucf.edu)



c) Bildnachweis:

Join/FF - Bilder des EADS Barracuda (mit freundlicher Genehmigung).

US Air Force (USAF) – Piktogramm Kommunikationsarchitektur.

US Navy (USN) - RQ-2B Pioneer.

Department of Defense (DoD) – übrige Photographien.

Nellis Air Force Base - Farbbild MQ-1 Predator.

DefendAmerica - RQ-2B Pioneer.