(57)【要約】  インフラストラクチャー（１００）に接近する脅威からインフラストラクチャー（１００）を保護するための、少なくとも１個のエフェクター（２）を有する防護システム（１）が提案される。脅威を確認したら少なくとも１個のエフェクター（２）が非致命的な対抗措置を講じて、脅威を破損し、それによって墜落させる。エフェクター（２）若しくは複数のエフェクター（２1-n）には、視覚・目標追跡手段、例えば少なくとも１台のカメラ及びトラッカー（３）、並びに少なくとも１台の指向／作動装置（４）が付属している。１個以上のエフェクター（２）及びそれらの視覚・目標追跡手段は１つ以上のモジュール式プラットフォームに支持されており、これらのプラットフォームは種々のインフラストラクチャー（１００）の側部／上部に不動に取り付け及び取り外すことが可能であり、並びに可動応用可能である。プラットフォームはさらにエフェクター（２、２1-n）の空間位置を検出するセンサーを有している。
2018525601.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インフラストラクチャー（１００）を保護すると共に、該インフラストラクチャー（１００）に接近する脅威を防御するためのシステム（１）であって、
少なくとも１個のエフェクター（２）と、少なくとも１個のエフェクター（２）に対する射撃指揮を司る指令台（１０）とを有するシステム（１）において、
脅威を確認したら、少なくとも１個のエフェクター（２）が非致命的な対抗措置を講じて脅威を破損し及び／又は墜落させることを特徴とするシステム（１）。
【請求項２】
複数のエフェクター（２1-n）を有すること特徴とする、請求項１に記載のシステム（１）。
【請求項３】
エフェクター（２）若しくは複数のエフェクター（２1-n）に視覚・目標追跡手段（３1-n）、および少なくとも１台の指向装置及び／又は作動装置（４）が付属していることを特徴とする、請求項１又は２に記載のシステム（１）。
【請求項４】
１個以上のエフェクター（２、２1-n）を保持するための少なくとも１台のモジュール式のプラットフォームが組み入れられており、該プラットフォームは視覚・目標追跡手段（３、３1-n）を保持するためにも用いられることを特徴とする、請求項３に記載のシステム（１）。
【請求項５】
少なくとも１個のセンサー（１２）を備える監視センサー装置（１１）が組み入れられていることを特徴とする、請求項１〜４の何れか一項に記載のシステム（１）。
【請求項６】
種々のインフラストラクチャー（１００）の側部／上部に取付け及び取外し可能であり、並びに可動応用可能であることを特徴とする、請求項１〜５の何れか一項に記載のシステム（１）。
【請求項７】
前記プラットフォームはさらにエフェクター（３、３1-n）の空間位置を検知するセンサーを有することを特徴とする、請求項４〜６の何れか一項に記載のシステム（１）。
【請求項８】
非致命的な対抗措置は、最大射撃距離に達すると運動エネルギーＥ’≦０．１Ｊ／ｍｍ2を有する発射体を発射することであることを特徴とする、請求項１〜７の何れか一項に記載のシステム（１）。
【請求項９】
前記エフェクター（２、２1-n）は連射速度の高い多砲身兵器であることを特徴とする、請求項８に記載のシステム（１）。
【請求項１０】
前記エフェクター（２、２1-n）としてレーザー兵器又は指向可能なウォーターシューターが設けられていることを特徴とする、請求項１〜７の何れか一項に記載のシステム（１）。
【請求項１１】
射撃／制圧は常に、脅威に命中しない発射体が最大飛行時間に達すると運動エネルギーがＥ’ ≦０．１Ｊ／ｍｍ2まで減衰するように行なわれることを特徴とする、請求項１〜１０の何れか一項に記載のシステム（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脅威、特にドローン又は他の好ましくない軽量の飛行物体を防御するためのシステムに関するものである。脅威を検知した後で、及び脅威が規定された保護エリアに侵入すると、この脅威を好ましくは非致命的な対抗措置によって防御し、少なくとも墜落させるようになっている。脅威は原則として面状の胴体を有している。そのため脅威は、同時に若しくは少し時間をずらして発射される多数の発射体によって墜落させることができる。措置の非致命性を達成するために、脅威に接触しなかった発射体は、地上に落下するまでにそれらのエネルギーを使い果たしているべきである。
【背景技術】
【０００２】
エレクトロニクス分野の急速な進歩により、クアドロコプター（ドローン、カメラを搭載したものもある）、オクトコプターなどのシステムは軍事分野に応用されるだけでなく、民間人によっても利用されている。それらの廉価なドローン（ＧＹＲＯ）は飛行でき、多少練習すれば誰でも操作可能である。
【０００３】
そのためそのようなドローンは濫用され及び／又は他のドローン及び／又は建物などに対する脅威ともなり得る。特にそのようなドローンが選挙戦会場、発電所、拘留施設、港湾施設などの周囲に出現したら、つまり慎重を要する施設又は特に政治的な動機に基づく集会がターゲットにされている場合は、攻撃及び／又は探索も推定される。特に懸念されるのは、これらのモデルは昼夜飛ばすことができる点である。このためにドローンセンサーが無線区間を経て安定した映像をドローンの操作者に供給できる。しかもこれらのドローンは操作者／操縦者の直接的視線なしでも誘導できる。この映像を例えば操作者の眼鏡に投影する可能性もある。
【０００４】
さらにドローンは最大３ｋｇの積載重量に耐えることができる。この積載重量は将来さらに増すであろう。そのうえ複数のドローンを相互にリンクさせて集団として飛ばすことができる。それに必要なソフトウェアは自由に入手でき、例えばインターネットで購入できる。
【０００５】
建物や車両などの対象物を脅威から保護するためにシューター（発射装置）などのシステムが、先行技術により知られている。そのようなシューターは出願人により数年前から提供されている。例えば、特許文献１により、船舶を最終誘導される飛行物体から保護するための方法及び装置が知られている。複数の作用物体を発射するための発射装置が、特許文献２に記載されている。
【０００６】
特許文献３により、戦闘車両又は他の保護すべき対象物に対する自衛設備が知られており、その任務は脅威が放出される前に、これを検知して適当な対抗措置、例えば霧を発生することである。検知は、レーザーアラーム、ＵＶアラームなどの警報センサー装置によって行なわれる。自営設備は共通の射撃慣性装置と電気的に接続された複数の、好ましくは４個のシューターによって構成される。全方位監視のために対象物又は車両に固定された複数の検知器が使用される。
【０００７】
そのような保護システムは幻惑やカムフラージュに用いられるが、脅威の破壊又は飛行妨害には適していない。
【０００８】
ジャミングによって、例えば無線接続を妨害するシステムが既に知られている。しかしながら、ジャミングは対抗措置によって無効化できる点が短所である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】欧州特許第１６６８３１０（Ｂ１）号明細書
【特許文献２】欧州特許第１０３５４０１（Ｂ１）号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第１０２００５０５４２７５（Ａ１）号明細書
【特許文献４】独国特許出願公開第１０２０１００１７８６７（Ａ１）号明細書
【特許文献５】独国特許第２０１１１１１２０１（Ｂ３）号明細書
【特許文献６】国際公開第０１／０６１９７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の課題は、例えばドローンのように飛行能力のある比較的小さい脅威から保護するために、脅威の破壊に至るまで飛行不能にすることができる確実なシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題は請求項１の特徴によって解決される。有利な実施形態が従属請求項に記載されている。
【００１２】
本発明の本質的な基本思想は、ターゲット（脅威）の内部／外部で破壊的に作用する非致命的な弾丸、発射体などによる脅威の防御若しくは射撃が、脅威の１００％の破壊若しくは防御確率において、しかも周囲に致命的な作用を及ぼすことなく行なわれることである。非致命的な対抗措置は、最大射撃距離に達したときに運動エネルギーＥ’≦０．１Ｊ／ｍｍ2を有する発射体を含む。射撃／制圧は常に、脅威に命中しない発射体は最大飛行時間に達すると運動エネルギーがＥ’≦０．１Ｊ／ｍｍ2まで減衰するように行なわれる。
【００１３】
本発明による保護システムは、少なくとも１個の、しかしながら好ましくは複数のエフェクター（兵器、シューターなど）を含む。それゆえ複数のエフェクターからなるシステムについて記述する。ただし、これは１個のみのエフェクターの使用も含む。複数のエフェクターの数は、保護すべき対象物又はインフラストラクチャー若しくは保護すべき周囲に応じて選択すべきである。その際に３６０°の全方位保護が確実に保証されるようにする。
【００１４】
第１の実施形態において、特にプラスチック発射体又は周囲で致命的に作用しないその他の発射体を高いＣｗ値において、好ましくは高い連射速度と定義された位置（位置合わせ）で発射できるエフェクターが設けられている。脅威に対して発射されて作用し得るエフェクターの（総）連射速度として最大３０００発／分が追求される。弾薬は口径の点で、エフェクターにはプラスチック発射体などを有する特殊な弾薬しか装填できず、（輸入された）致死効果のある弾薬は装填できないように設計されている。
【００１５】
本発明は好適なエフェクターとして、いわゆる多砲身兵器又は多銃身兵器を想定している。多砲身兵器若しくは多銃身兵器の利点は、高い連射速度でも砲身若しくは銃身に単砲身しかない兵器で知られているような負担がかからないことである。そのような兵器は既に「ガトリング」という概念で知られている。
【００１６】
より新しい種類の多銃身兵器が特許文献４に記載されている。ここではベルトシステムが弾薬の構成部分であってよく、弾薬と共に薬室を形成できる。弾薬とベルトシステムの送りは、スターを有するローラシャッターによって行なわれる。スターの曲面部によりベルトリンクの発射位置での部分装填が実現される。
【００１７】
特許文献５は、特許文献４よる思想をさらに精緻化して、ローラシャッターのスター内に全周スリットを設けることを提案しており、それにより弾帯若しくはベルトリンクのより円滑な送りが可能となる。それに伴う別の技術的利点は、同種の弾薬と異種の弾薬の多重給弾が可能になることである。これは、ベルトガイドが兵器側と結合して、弾帯がローラシャッターの別のスター（銃身）のスリットから抜き取れるように保持されていることによって実現される。また、可能な発射位置の各々から同時に、しかし少し時間をずらして発射することができ、それが連射速度を高める。
【００１８】
特許文献６も多銃身兵器を開示している。この多銃身兵器は、弾倉のシリンダーに組み入れられた、回転スプロケットを有する２個の駆動装置によって給弾される。弾倉は、シリンダーとシリンダー間に存在するウェブとによって形成される（チェーン給弾式）。シリンダーと銃身が一直線になると、弾薬が転化される。
【００１９】
プラスチック発射体（弾丸）を用いる非致命的な弾薬それ自体は、脅威に命中した発射体は、この脅威を破損して少なくとも墜落させるものと定義されている。しかしながらこれに対して防御／墜落に寄与しない発射体は、その飛行軌道において急速にエネルギーを失い、個々の発射体は最大でも例えば雹粒程度のエネルギーで地上に落下する。
【００２０】
射撃距離は約１０ｍ若しくは約５００ｍと想定されている。この範囲は、脅威を制圧しようとする、対象物又はインフラストラクチャーの保護すべき領域若しくは保護すべき周囲を表している。その際にエフェクターの設置は、保護すべき領域の内部で行なわれて、プラスチック発射体が脅威自体に命中しない場合にそのエネルギーを失う最大飛行距離に達して、インフラストラクチャーを破損せず、人も損傷しないことが常に保証されている。
【００２１】
例えば、非致命的なプラスチック発射体を高い連射速度で発射するエフェクターは、それらの固有のセンサー（センサー装置）、例えば固有の電気光学センサー（例えば通常のカメラと赤外線カメラ）及び固有のトラッカー（追跡装置）を有している。エフェクターは固有の指向装置によって高さ及び方位角を迅速に調整できる。これに必要な位置合わせのための制御信号は、指令センターの射撃指揮、エフェクターセンサー装置の追跡データから及び／又は手動制御によって生み出される。エフェクターとそれらの付属品（センサー、作動装置など）は、好ましくはケーブルを介して指令センターと接続されている。
【００２２】
代替としてエフェクターは、ドローンを破壊できるレーザーとして提供され得る。現在この制圧は高い費用を伴う。そのうえレーザー光線による危害も排除されていない。さらにエフェクターは指向可能なウォーターシューターであることができる。
【００２３】
さらにシステムは少なくとも１台のセンサーを有しており、このセンサーは保護すべき領域内若しくは保護すべきインフラストラクチャーに設置されていて、周囲でドローンなど飛来する脅威を好ましくは連続的に走査／探索できる。脅威を検知するための少なくとも１個の探知センサーとエフェクターの設置は、保護すべきインフラストラクチャーの周りに検知・防御ドーム（保護ドーム）が形成されるように行なわれる。
【００２４】
少なくとも１個のセンサーによって１つ以上の脅威（集団攻撃）が検知されると、脅威を最適かつ効果的に制圧できるためには、どのエフェクターが制圧に有効であるかがデータから計算される。これらのデータは例えば射撃指揮から送られてくる。次に選択されたエフェクターはそれらのセンサー装置（トラッカー）によって１つ以上の防御すべき脅威（ターゲット）に照準を合わせる。センサー装置のデータは指令センターに伝送される。発射許可は原則として操作者によって行なわれる。代替として許可が自動的に行なわれてもよく、その場合は安全性に関する要求もシステムに組み入れるべきである。
【００２５】
上記の自動化段階は、部分自動化若しくは半自動化の拡張段階において実現することもできる。
【００２６】
システムは、種々のインフラストラクチャーの側部／上部に取り付け、再び取り外すこともできるように構成されている。この場合に意味されているのは不動に固定することである。しかし固着は排除されている。
【００２７】
ターゲット追跡及び誘導（トラッカー、作動装置）と共にエフェクターを保持するためにモジュール式プラットフォームを設けると有利であることが分かった。モジュール式プラットフォームは、インフラストラクチャーへの簡単で迅速な取付けを可能にする。種々異なるエフェクターもプラットフォームに取り付け若しくは保持することができる。各エフェクターに対して固有のプラットフォームが設けられている。グループ保持、即ち同一のプラットフォーム上に複数のエフェクターを設けることも同様に考えられる。
【００２８】
さらに別の応用は可動応用である。この場合、作用形態は同じである。不動取付けと異なり、エフェクターは例えば台架又は可動コンテナなどによって迅速に設置できる。これらはモジュール式プラットフォームと同様である。エフェクターを有する可動プラットフォームは、さらにセンサーも備えることができ、このセンサーはその空間位置を検知して好ましくはケーブルを介して射撃指揮を司る指令センターに伝達する。そのようなセンサーは不動応用においても使用できる。可動応用の利点は、保護ドームが変化できることであり、可動プラットフォーム／エフェクターを移動することによって実効的な保護ドームを生み出すことができる。
【００２９】
不動システム及び可動システムもエネルギー供給は、妨害されても作動できるように、若しくは妨害を対抗措置によって阻止するために自給的に実施できる。
【００３０】
システム若しくは個々のプラットフォーム自体は、車両によって陸上、水上又は空中に運搬若しくは輸送できる。
【００３１】
インフラストラクチャーに接近する脅威に対してインフラストラクチャーを保護するための、少なくとも１個のエフェクターを有する防護システムが提案される。脅威を確認したら少なくとも１個のエフェクターが非致命的な対抗措置を講じて、脅威を破損し、それによって好ましくは墜落させる。エフェクター若しくは複数のエフェクターには、視覚・目標追跡手段、例えば少なくとも１台のカメラ及びトラッカー、並びに少なくとも１台の指向／作動装置が付属している。１個以上のエフェクター及びそれらの視覚・目標追跡手段は、好ましくは共通のモジュール式プラットフォームに取り付けられるが、プラットフォーム自体は種々のインフラストラクチャーの側部／上部に不動に取り付け及び取り外すことが可能であり、並びに可動応用可能である。プラットフォームはさらにエフェクターの空間位置を確認するセンサーを有している。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明による防護システム１の構造を示す概念図若しくは略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下に本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３４】
唯一の図は、本発明による防護システム１の構造を概念図若しくは略図で示している。２1-nは複数の、ここでは６個のエフェクターが表示されている。複数のエフェクター２には、それぞれのエフェクター２の追跡のために、それぞれ少なくとも１個のカメラとトラッカー３（３1-n）が付属している。見やすさのためにここではカメラとトラッカーは１つのユニット（＝エフェクターセンサー装置３）で表現されており、ここでは機能的に一体をなしている。しかしながらエフェクターセンサー装置を機能的にも場所的にも分離することは排除されていない。
【００３５】
エフェクター２は固有の指向／作動装置４（４1-n）によって方位角及び高さが調整可能である。エフェクター２、エフェクターセンサー装置３及び指向／作動装置４は好ましくはそれぞれプラットフォーム（詳細に図示されていない）に取り付けられている。さらに、これらはここでは中央の射撃指揮を司る指令センター１０と電気的に接続されている。この指令センター１０は、保護すべき領域１００及び／又は保護ドーム（詳細に図示されていない）の内部と外部のいずれにも存在できる。指令台１０と複数のエフェクター２とそれらの付属品との間は電線接続、例えばケーブル接続が選好される。電線接続は個々の電線及び／又はバスシステムの形式で実施できる。付属品を備えるエフェクター２自体は監視すべき領域１００、例えば建物、駐車場などの側部、内部及び／又は外部に取り付けられ若しくは組み入れられてよい。さらに、少なくとも１個のセンサー１２を備える少なくとも１台の監視センサー装置１１が設けられており、保護すべき領域１００の監視、並びに保護ドームの内部における脅威の検知を可能にする。保護ドームは保護すべき領域１００と同一であっても、これより大きく選択されてもよい。脅威を検知するための１個以上のセンサー１２の設置は、これらが保護すべきインフラストラクチャー若しくは保護すべき領域１００の周りの検知及び防御ドーム（保護ドーム）を監視のためにカバーするように行なう。エフェクター２は、それらの対抗措置によって保護すべき領域１００の少なくとも外側境界又は全体を走査できるように設置される。エフェクター２としてここでは多砲身兵器が想定されている。これら自体はプラスチック発射体を発射することができる。
【００３６】
ここにおいて作用形態は、次の通りである。
【００３７】
例えば、監視エレクトロニクス１１（１２）によって、詳細に図示されていないが、少なくとも１つの、接近する、特に軽量の飛行物体、例えば遠隔操作されたドローンが検知されて追跡される。情報が指令台１０に伝達される。そこで対抗措置が必要な脅威であるかチェックされる。チェックは操作者によって及び／又は自動的に、例えば脅威が近づく又は遠ざかる速度の測定によって行なわれる。
【００３８】
次に対抗措置を導入するために指令センター１０で、例えばエフェクター２の空間位置から２1-nのどれが接近する１つ以上の脅威を制圧するためにより有望な位置を有するか求める。この選択は操作者によっても行なわれることができる。選択されたエフェクター２自体は固有の指向装置４により高さ及び／又は方位角に関して迅速に脅威に位置合わせする。これに必要な位置合わせのための制御信号を発射指揮装置が求めて、指向／作動装置４に送る。代替としてデータエフェクターセンサー装置３のデータ及び／又は選択されたエフェクター２の位置合わせのための手動制御も援用できる。
【００３９】
発射許可は原則として操作者によって行なわれる。代替として許可が自動的に行なわれてもよい。
【００４０】
発射体（詳細に図示されていない）は、１つ以上の脅威が保護すべき領域に達したら選択され起動されたエフェクター２からそれらに向かって発射される。同時に発射される多数の発射体は、面状の脅威に作用して、脅威の破壊を実現させる。脅威若しくはターゲットに命中しない非致命的な発射体はそれらのまだ残っている飛行時間にわたってエネルギーを使い尽くして雹粒のように地上に落下する。
【００４１】
システム１の非致命性のために、さらに発射体の質量の選択に留意しなければならない。これについてはさらに書籍「拳銃弾の銃弾傷弾道学」（ＩＳＢＮ９７８−３−６６２−１０９８０−９）２６２ページ以下参照。この本には弾丸の侵入深さ及び貫通能力が詳述されている。運動エネルギー、雹粒の衝突速度及び雹粒径の理論的関係は、既に研究されている。値Ｅ’＝０．１Ｊ／ｍｍ2は直径３８．５ｍｍの雹粒に相当する。
【００４２】
発射体の必要かつ理想的な質量は口径に応じて決定する。その際に基礎とされるのは発射体質量と運動エネルギーの関係であり、これは次式で表される。
【００４３】
【数１】
2018525601.tif 000003
【００４４】
ここで、Ｅ’は発射体の平均運動エネルギー、ｍは質量及びＡは口径、及びｖは一定落下速度を表す。
【００４５】
この式は一定落下速度に対する式と等置できる。
【００４６】
【数２】
2018525601.tif 000004
【００４７】
ここで、Ｃｗは空気中における発射体の抵抗係数、ＰLuftは空気圧である。
【００４８】
これらの値に基づきソフトウェアプログラム（例えばアローテック社のＰＲＯＤＡＳ）を用いて非致命的な発射体の質量を決定できる。このために種々の口径、例えば自動装填９ｍｍに対するデータ若しくは様々な表がコンピューターに保存されている。さらに超音波におけるＣｗ値、並びに発射体の体積サイズなどが保存されている。
【００４９】
選択された平均運動エネルギーの値、例えばＥ’＝０．０１Ｊ／ｍｍ2に応じて、発射体の質量を決定できる。さらにソフトウェアは銃身の長さ、必要なガス圧、並びに所望される初速を求めることができる。少なくともこれらの値は推定できる。
【図１】
2018525601.tif 000005
【国際調査報告】
2018525601.tif 000006
2018525601.tif 000007
2018525601.tif 000008
2018525601.tif 000009