Drohnenabwehr: Ketten bringen Fluggeräte kontrolliert zum Absturz
Drohnen stellen sowohl im militärischen als auch im zivilen Bereich eine wachsende Herausforderung dar – etwa für Flughäfen oder Industrieanlagen. Ein neues Konzept zur Drohnenabwehr haben Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) entwickelt: Dünne Ketten werden gezielt auf anfliegende Drohnen abgefeuert, verfangen sich in deren Rotoren und bringen sie kontrolliert zum Absturz. Simulationen und erste Feldversuche zeigen die grundsätzliche Funktionsfähigkeit des Ansatzes.
Drohnen sind unbemannte Fluggeräte, die sich ferngesteuert oder automatisiert einsetzen lassen. Sie kommen zunehmend auch in sensiblen Bereichen wie Militärtechnik oder Überwachung zum Einsatz. In Deutschland wurden in den vergangenen Jahren wiederholt Drohnen in der Nähe kritischer Infrastrukturen gesichtet. Herkömmliche Abwehrsysteme sind häufig technisch aufwendig oder aufgrund technischer Begrenzungen nur eingeschränkt nutzbar. Vor diesem Hintergrund suchten die Forschenden nach einem möglichst einfachen, robusten und kurzfristig einsetzbaren Ansatz zur Drohnenabwehr.
Physikalisches Prinzip aus der Materialforschung
Der Ansatz der Forschenden überträgt das Prinzip der Umwicklung auf die Drohnenabwehr. Dabei werden dünne Metallketten mithilfe geeigneter Abschussvorrichtungen in Richtung der Drohne geschleudert. „Wir nutzen ein bekanntes physikalisches Prinzip, wie es etwa Hirten in Südamerika als Bola einsetzen, und passen es gezielt an die Drohnenabwehr an“, sagt Professor Claus Mattheck, KIT Distinguished Senior Fellow am Institut für Angewandte Materialien des KIT, der das Verfahren gemeinsam mit externen Partnern entwickelt hat. „Statt Kugeln an Seilen verwenden wir dünne Ketten, die sich in Simulationsrechnungen als überlegen erwiesen haben. Die Ketten umschlingen beim Kontakt den Drohnenkörper und die Rotoren. Dadurch verlieren die Rotoren ihre Beweglichkeit und die Drohne stürzt ab.“
Simulationen zeigen Vorteile gegenüber klassischen Geschossen
Berechnungen eines Ingenieurbüros untersuchten das Verhalten von Ketten mit Durchmessern von drei bis vier Millimetern beim Aufprall auf Modell-Drohnen. Die Simulationen berücksichtigen unter anderem Reibung, Geometrie und Bewegungsabläufe.
„Die grundsätzliche Tauglichkeit der Methode haben wir durch diese Computersimulationen verifiziert. Ein besonderer Vorteil der Ketten als Geschoss ist, dass sie herabfallend weniger Potenzial für Kollateralschäden haben als ein kompaktes Geschoss gleicher Masse“, erklärt Mattheck. „Weitere Verifikationen erfolgten experimentell durch Schussversuche im Ballistikzentrum Sternenfels.“
Die Ergebnisse der Simulationen und erster Tests publizierten die Forschenden in den Zeitschriften Aerospace & Defence sowie Konstruktionspraxis. Im nächsten Schritt will das Team die Feldversuche ausweiten. Sind auch diese erfolgreich, könnte die Industrie die Idee zur Umsetzung aufgreifen.
Im Dialog mit der Gesellschaft entwickelt das KIT Lösungen für große Herausforderungen – von Klimawandel, Energiewende und nachhaltigem Umgang mit natürlichen Ressourcen bis hin zu Künstlicher Intelligenz, technologischer Souveränität und demografischem Wandel. Als Die Universität in der Helmholtz-Gemeinschaft vereint das KIT wissenschaftliche Exzellenz vom Erkenntnisgewinn bis zur Anwendungsorientierung unter einem Dach – und ist damit in einer einzigartigen Position, diese Transformation voranzutreiben. Damit bietet das KIT als Exzellenzuniversität seinen mehr als 10 000 Mitarbeitenden sowie seinen 22 800 Studierenden herausragende Möglichkeiten, eine nachhaltige und resiliente Zukunft zu gestalten. KIT – Science for Impact.
Wissenschaftlicher Ansprechpartner:
Dr. Joachim Hoffmann, Pressereferent, Tel.: +49 721 608-41151, E-Mail: joachim.hoffmann@kit.edu
Originalpublikation:
H. Moldenhauer und C. Mattheck: The Chain as a Drone Hunter
https://www.aerospace-and-defence.com/chain-as-a-drone-hunter-a-21cc22a2c6f3be1672fe8d203ff60854/?cmp=beleg-mail&pt=69c639079a111
H. Moldenhauer und C. Mattheck: Die Kette als Drohnenjäger
https://www.konstruktionspraxis.vogel.de/die-kette-als-drohnenjaeger-a-a04a7695af63c2bdab4c786fa60ef8d8/
Weitere Informationen:
https://www.materials.kit.edu/index.php Details zum KIT-Zentrum Materialien in Technik und Lebenswissenschaften
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