Intelligente Luft- und Raketenabwehrsysteme

Von der Erkennung über die Reaktion bis hin zur erfolgreichen Bekämpfung und Eliminierung einer ankommenden Bedrohung – moderne Luftverteidigungssysteme werden immer anspruchsvoller. Sie müssen über kleinere, leichtere, schnellere und zuverlässige Verbindungen, Schnittstellen und Systeme verfügen, die auch unter den extremsten Umgebungs- und Witterungsbedingungen funktionieren.

Die heutigen Verteidigungssysteme verfügen über eine enorme Leistungsfähigkeit, wenn es darum geht, Daten zu sammeln und zu verarbeiten und Bedrohungen in Echtzeit zu erkennen. Diese komplexen Systeme stützen sich auf ein Netz von Sensoren, I/O-Steckverbindern, Schaltern, Glasfasern, Antennen und robusten eingebetteten Computerlösungen, um Daten zu sammeln und zu verwertbaren Informationen zu verarbeiten. Den Bedienern des Verteidigungssystems werden diese in Form von Text, Video, Warnleuchten oder anderen Anzeigen angezeigt

Radarsysteme liefern die wesentliche Sicht für Raketenabwehrsysteme und Frühwarnsysteme. Schnelle, präzise Sensoren, ein ununterbrochener Datenfluss und eine Hochgeschwindigkeitsverarbeitung sind für die Erkennung und Verfolgung eingehender Bedrohungen in Echtzeit unerlässlich. Als Gegenmaßnahme können Radargeräte auch zur Zielerfassung und Verfolgung ausgehender Raketen eingesetzt werden. In beiden Fällen gilt: Wenn die Genauigkeit entscheidend ist und Sekunden zählen, ist jeder Ausfall aufgrund von Witterung, Kondensation, chemischer Verunreinigung oder anderen Umweltrisiken inakzeptabel.

Ein Raketenwerfer in einem modernen Luftverteidigungssystem kann mehr als nur Raketen starten. Ein effektives Startsystem muss in der Lage sein, die Einsatzbereitschaft einer Rakete zu überwachen, mit lokalen und entfernten Befehls- und Steuernetzen zu kommunizieren und die Rakete schlussendlich zu starten. Ein Startsystem ist nicht so bandbreitenintensiv wie andere Komponenten eines Raketenabwehrsystems – dennoch sind Zuverlässigkeit und einfache Handhabung beim Anschluss an die Rakete unter einer Vielzahl von Umgebungsbedingungen entscheidend.

Zu den Raketenwerfern gehören eine Vielzahl von boden-, see- oder luftgestützten Optionen, darunter schultergestützte Einheiten, die von einem Soldaten mitten in einem Sandsturm getragen werden, Fahrzeuge mit mehreren Raketen, die über unwegsames Gelände fahren, Abschussrohre auf U-Booten tief unter der Meeresoberfläche und Waffenkapseln auf Flugzeugen bei Minusgraden. Jede dieser Anwendungen birgt einzigartige Herausforderungen in Bezug auf die rauen Umgebungsbedingungen, unter denen die Trägerrakete zum Einsatz kommt. Die Wahl der richtigen Mischung aus MIL-STD-1760-konformen Steckverbindern, Steuergeräten, Kabelbäumen, Schnittstellen und Baugruppen trägt zu einem erfolgreichen Start bei.

Präzisionslenkungssysteme liefern verschiedene Arten von Steuerbefehlen, um Raketen vom Start bis zum Ziel auf Kurs zu halten. Ein präziser Flug erfordert eine leistungsstarke Echtzeitverarbeitung von Sensordaten aus Infrarot- und Lasersensoren, Radar und GPS. Das Zielführungssystem muss auch mit Flugvariablen wie Flugphase, Art des Abfangens, Bewegung, Wärmeerkennung, Nähe und wechselnden Wetterbedingungen zurechtkommen.

Da die Sensortechnologie  immer ausgereifter wird und die Systeme immer mehr Sensoren enthalten, werden die Menge und die Vielfalt der erfassten Daten immer komplexer. Um diese riesigen Datenmengen zu erfassen und zu verarbeiten, wird die Vernetzungstechnologie von Gigabit‑Ethernet auf 10G umgestellt, während die Signalverarbeitungssysteme so designt werden, dass sie mehr Bandbreite in kleinere Pakete packen. Wenn Hochgeschwindigkeits-I/O-Steckverbinder, Schaltdraht oder HF-Koaxialverbindung schwach sind oder beschädigt werden, kann dies den Informationsfluss stören und die Flugbahn des Flugkörpers verändern. Der Schutz von so viel kritischer Rechenleistung und Datenspeicherung erfordert Komponenten, die extremen Temperaturschwankungen, starken Erschütterungen, Vibrationen, Stößen, Strahlung oder chemischen Bedrohungen standhalten können.

Raketenantriebe sind heiß und gefährlich. Zu den Antriebssystemen für Boden-Luft-Raketen, Marschflugkörper, Interkontinentalraketen (ICBM), Schiffsabwehrraketen und Flugabwehrraketen gehören Raketen- und Strahltriebwerke, Turbofans und Staustrahltriebwerke. Mehrstufige Raketen sind mit mehreren Triebwerken und Boostern ausgestattet, während einige Raketensysteme Katapultsysteme oder Sprengladungen für den Start verwenden.

Das Antriebssystem stellt hohe Anforderungen an die Verbindungstechnik. Steckverbinder, Relais und Kontakte, Schalter, Drähte und Kabel sowie robuste Glasfasern im Motor und im Motorraum müssen extremen Temperaturen (bis zu 350 ° C), potenzieller Exposition gegenüber aggressiven Chemikalien und den hohen Stößen und Vibrationen eines Motors standhalten, der eine enorme Schubkraft liefert. Auch andere Komponenten der Rakete müssen so konstruiert sein, dass sie den rauen Umgebungsbedingungen, die bei Zündung und Antrieb auftreten, standhalten.

Sucher-/Zielführungstechnologie bringt die Mission ans Ziel. Flugsteuerungen müssen die Dynamik der Flugzeugzelle überwachen und die Flugparameter einstellen. Das Flugsteuerungssystem interagiert mit allen Bestandteilen der Rakete.

Die Avionik, die Aktuatoren, der Autopilot und andere Flugsteuerungssysteme erfüllen die grundlegende Funktion, den Flugkörper unter einer Vielzahl von rauen Umweltbedingungen auf Kurs zu halten. So müssen beispielsweise die Hochgeschwindigkeits-I/O-Steckverbinder, Relais, Sensoren, optische Plattformen und andere Komponenten, aus denen das Steuersystem besteht, gut gegen elektromagnetische Störungen geschützt werden. Und zwar nicht nur innerhalb des Systems, sondern auch durch externe Quellen und Gegenmaßnahmen. Die Steuerungen werden zunehmend im gesamten Flugkörper verteilt, damit die Intelligenz näher bei den Sensoren und Stellgliedern sitzt. Zuverlässige Hochgeschwindigkeitskommunikation zwischen verschiedenen Subsystemen ist enorm wichtig.

TE Connectivity unterstützt Konstrukteure bei der Entwicklung integrierter Luft- und Raketenabwehrsysteme, die intelligenter, leichter, kleiner und zuverlässiger sind – selbst unter den extremsten Umweltbedingungen. Von Steckverbindern, die für ein schnelles und zuverlässiges Lösen beim Start ausgelegt sind, bis hin zu Triebwerkskomponenten mit einer Temperaturbeständigkeit von bis zu 350 °C – die Sensor- und Konnektivitätslösungen von TE ermöglichen das Erreichen und Verwalten der Hochgeschwindigkeitsverarbeitung und -bandbreite, die moderne Raketenerkennungs-, -verfolgungs-, -start-, -leit- und -steuerungssysteme erfordern.

• Jede Rakete muss nur ein einziges Mal funktionieren. Allerdings müssen alle Raketen und jedes Raketenabwehrsystem in der Lage sein, innerhalb eines Sekundenbruchteils perfekt funktionieren können. End-to-End-Verbindungen von der Erkennung bis zum Ziel ist wesentlich.
• Zuverlässige und leicht zu wartende Subsysteme sind entscheidend, um integrierte Luft- und Raketenabwehrsysteme einsatzbereit zu halten.
• Radarsysteme liefern die wesentliche Sicht für Raketenabwehrsysteme und wirksame Gegenmaßnahmen. Ein durch Witterungseinflüsse, Kondenswasser, chemische Verunreinigungen oder andere Umwelteinflüsse verursachter Ausfall ist inakzeptabel.
• Raketenwerfer umfassen eine Vielzahl von boden-, see- oder luftgestützten Optionen. Jede Option ist mit besonderen Herausforderungen verbunden, die mit den rauen Umgebungsbedingungen zusammenhängen, unter denen die jeweilige Art von Trägerrakete eingesetzt wird.
• Moderne Präzisionssteuerungssysteme entwickeln sich weiter und umfassen immer anspruchsvollere Sensoren in immer größerer Zahl, was eine schnellere Vernetzungs- und Datenspeichertechnologie erfordert, um Schritt zu halten. Schwache oder gefährdete Verbindungen können den Informationsfluss stören und die Flugbahn der Rakete verändern.
• Ein robustes Steuerungssystem sorgt dafür, dass die verschiedenen Systeme innerhalb eines Flugkörpers miteinander kommunizieren und unter extremsten Bedingungen zusammenarbeiten.