Fraunhofer-Institut für Naturwissenschaftlich-Technische Trendanalysen INT
Durch ihre Aufklärungs- und Zuladungsfähigkeit (z. B. Explosivkörper) stellen unbemannte Flugsysteme (UAS - Unmanned Aircraft System) eine Bedrohung für militärische und zivile Einrichtungen dar. Effektoren auf Basis von Quellen starker elektromagnetischer Strahlung (HPEM) könnten sich angesichts einer zunehmenden Autonomie der UAS als eine vielversprechende Alternative zu anderen Abwehrmaßnahmen erweisen. Die Elektronik der vorwiegend für den zivilen Markt entwickelten Systeme ist nur für die im öffentlichen Raum zulässige elektromagnetische Hintergrundbelastung ausgelegt. Technische Wirksysteme, welche elektromagnetische Felder weit oberhalb dieses gesetzlichen Schutzrahmens erzeugen, können direkt auf Prozesse innerhalb der Bordelektronik störend einwirken.
Der Markt für unbemannte Fluggeräte mit mehreren Rotoren (z. B. Quadrokopter) hat in den letzten Jahren einen massiven Aufschwung erfahren. Gerade Produkte in der Gewichtsklasse unter zwanzig Kilogramm Fluggewicht haben Einzug in den Massenmarkt gefunden. Zudem hat die Beherrschbarkeit für den ungeübten Benutzer in den letzten Jahren stetig zugenommen. Automatiken übernehmen die Einhaltung von Flughöhe und Position sowie die Kollisionsvermeidung. Zunehmend werden auch Assistenzsysteme zur automatischen Durchführung von Flugmanövern implementiert, wodurch der Funkkontakt zur Fernbedienung nicht mehr zwingend erforderlich ist.
Die Kombination aus hoher Zugänglichkeit für den Laien, Transportfähigkeit größerer Lasten sowie hoher Bewegungsfreiheit durch Erschließung des Luftraums ermöglicht den Einsatz von UAS in diversen Bedrohungsszenarien. Im Rahmen eines Forschungsvorhabens wurde am Fraunhofer INT eine Auswahl von verschiedenen UAS im Labor hinsichtlich ihrer Empfindlichkeit gegen elektromagnetische Störsignale untersucht (Abb.1), um geeignete Ansätze für Gegenmaßnahmen auf Basis von HPEM zu finden. Zusätzlich erfolgten Untersuchungen unter Freifeldbedingungen mit HPEM-Quellen, die eine Basis für Effektoren mit realistischen Einsatzreichweiten bilden können (Abb. 2).
Für die Untersuchungen im Labor zur Empfindlichkeit der UAS gegenüber HPEM wurden ein Prüfstand mit Videoüberwachung sowie ein System zur Auswertung der Rotordrehzahlen entwickelt. Dabei wurden die Testgeräte entweder im Bereitschaftsmodus mechanisch fixiert oder, durch Halteseile und Fangnetz gesichert, im Flugbetrieb untersucht. So konnten im Rahmen der Tests Störungen in den Betriebsabläufen der Flugsysteme über einen weiten Bereich an einzeln angesteuerten Störfrequenzen akkurat erfasst werden.