Broschüre Sicherheit und Verteidigungsforschung - Bundeswehr

Broschüre Sicherheit und Verteidigungsforschung - Bundeswehr

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Institute forschen für Sicherheit und Verteidigung

mpressum

Redaktion Harald Müller Tobias Geyer Layout, Satz und Druck netsyn Joachim Würger, Freiburg Alle Rechte vorbehalten. Nachdruck nur mit Genehmigung des Verbundes

© Fraunhofer-Verbund Verteidigungs- und Sicherheitsforschung Freiburg 2006

Die Umstrukturierung der Bundeswehr und die damit verbundene Neufassung der Verfahrensbestimmungen für die Beschaffung der Bundeswehrausrüstung »Customer, Product, Management« (CPM) haben eine Fokussierung auf die neuen Fähigkeiten der Bundeswehr zum Ziel und stellen nicht mehr die Kampfwertsteigerung oder die Nachfolgegeneration von Systemen in den Mittelpunkt der Betrachtung. Dabei stehen die weltweite Marktanalyse, die verstärkte Nutzung ziviler Ergebnisse und Produkte, die Partnerschaft mit der Wirtschaft sowie die industrielle Kooperation im Vordergrund, die insbesondere auch die europäischen Nationen umfasst.

Ministerialrat Hartmut Wolff Referatsleiter BMVg Rü IV 2

Die Neuausrichtung der Beschaffungsgrundsätze hat ebenfalls zu einer organisatorischen Zusammenfassung der rüstungsbezogenen Forschungs- und Technologieaktivitäten (F&T) mit der Verantwortung für Planung, Lenkung und Kontrolle aller dieser Aktivitäten in einer Unterabteilung der Hauptabteilung Rüstung des Bundesministeriums der Verteidigung (BMVg) geführt, der Rü IV. F&T gliedert sich nach CPM und der Neuorganisation der Rü IV in die drei Teile:

Grußwort

- Forschung und Basistechnologie – Teil I F&T, - Zukunftstechnologie – Teil II F&T, - Analysephase – Teil III F&T. Rü IV allein ist für Planung, Lenkung und Kontrolle der ersten beiden Bereiche zuständig und koordiniert die Analysephase, deren Durchführung in den Unterabteilungen Rü V bis Rü VII verantwortet wird.

Im Rahmen der Aufgaben für die Deckung des Bedarfs der Streitkräfte werden sowohl im Amtsbereich bei den Wehrwissenschaftlichen Dienststellen als auch in externen Organisationen Forschungs- und Technologievorhaben (F&T) durchgeführt. Dabei kommt den Forschungsarbeiten der grundfinanzierten Institute besondere Bedeutung zu. In Ergänzung zur verfügbaren zivilen Forschung mit ihren für die Wehrtechnik zu nutzenden Ergebnissen sind von den Forschungsinstituten als zentrale Aufgaben zu bewältigen: - Die Bereitstellung des für intelligente und wirtschaftliche Ausrüstungsentscheidungen erforderlichen wissenschaftlichen und technologischen Know-hows - Das Anbieten neuer technologischer Lösungen und Erkennen der Relevanz neuer Technologien für die Fähigkeiten der Streitkräfte - Die Erarbeitung generischer neuer (Teil-) Systemkonzepte - Die Erarbeitung von Beiträgen für eine europäische Forschungs- und Technologiebasis sowie für die Kooperationsfähigkeit - Die Mitwirkung zum Erhalt der wehrtechnischen Kompetenz in Deutschland Ein wesentlicher Teil der vom BMVg aufgewendeten Haushaltsmittel für den Bereich Forschung und Basistechnologie wird den grundfinanzierten Instituten verschiedener Forschungsgesellschaften zur Verfügung gestellt, um die für F&T notwendigen und längerfristig angelegten Zielsetzungen und Prozesse sicherzustellen.

Hierzu gehören die Fraunhofer-Gesellschaft (FhG), die Forschungsgesellschaft für Angewandte Naturwissenschaften (FGAN), das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und das Deutsch- Französische Forschungsinstitut Saint-Louis (ISL). Die Fraunhofer-Gesellschaft ist in der Forschungslandschaft Deutschlands als TransferOrganisation der angewandten Forschung zwischen der Grundlagenforschung an Hochschulen und Max-Planck-Gesellschaft und den Unternehmen der Wirtschaft tätig. Sie forscht und entwickelt bis zur Anwendungs- und Einsatzreife von Produkten und Verfahren. Von den gegenwärtig 58 Fraunhofer-Instituten befassen sich derzeit die fünf in dieser Broschüre vorgestellten Institute mit wehrtechnischen Fragestellungen. Mit Zustimmung des Vorstands der FhG haben sich die Institute IAF, ICT, EMI und INT im September 2002 in dem Verbund »Verteidigungsund Sicherheitsforschung« organisiert. Das IITB ist diesem Verbund ebenfalls beigetreten, so dass in diesem Verbund nahezu alle derzeitigen wehrtechnischen Forschungsaktivitäten der Fraunhofer-Gesellschaft zusammengefasst sind. Das verbindende Element für die Institute des Verbunds ist die Verteidigungsforschung und die Beauftragung durch das Bundesministerium der Verteidigung mit seinem Rüstungsbereich. In ihren Forschungsarbeiten behandeln die Institute weiterhin ihre angestammten unterschiedlichen technologischen und technischen Fachgebiete. Um die Einbindung in das allgemeine wissenschaftliche Umfeld ihres jeweiligen Fachgebietes zu gewährleisten, sind die Institute des Verbundes »Verteidigungs- und Sicherheitsforschung«, ebenso wie alle anderen Fraunhofer-Institute, in

die Fraunhofer-Fachverbünde integriert, d.h. sie nehmen fachlich keine Sonderrolle innerhalb der FhG ein. Durch diese zweifache Einbindung einerseits in die Fachverbünde und andererseits in den auf den Auftraggeber hin orientierten Verbund »Verteidigungs- und Sicherheitsforschung« stellen die Institute sicher, dass die wehrtechnische Forschung dem Stand der allgemeinen aktuellen Forschung entspricht. Eine Abschottung gegen die übrige Wissenschaftswelt mit den daraus resultierenden bekannten Nachteilen wird dadurch zuverlässig vermieden.

Zurzeit zeichnet sich eine zunehmende europäische Orientierung vieler Arbeiten der Institute ab, die in den verschiedensten internationalen, bi- und multilateralen Partnerschaften und Foren für wehrtechnische Forschung und Technologie vom Bundesministerium der Verteidigung unterstützt werden. Dies resultiert nicht nur aus deutlich erkennbaren politischen Tendenzen, sondern auch aus einer von allen Beteiligten erkannten wirtschaftlichen Zweckmäßigkeit, vor allem bei den Bemühungen in Europa, geeignete Wege im Integrationsprozess zu finden.

Die FGAN ist die einzige fast ausschließlich im Bereich der wehrtechnischen Forschung tätige Gesellschaft in Deutschland. In ihren drei Forschungsinstituten widmet sie sich mit Schwergewicht im Interesse der Landesverteidigung liegenden von öffentlichen Zuwendungsgebern übertragenen Forschungsaufgaben, dabei insbesondere der Erhöhung der Leistungsfähigkeit derzeitiger und zukünftiger Aufklärungs- und Führungssysteme.

Mit Aufmerksamkeit verfolgen die Institute auch die augenblicklich von der europäischen Kommission im Rahmen der Bildung einer umfassenden europäischen Sicherheitspolitik begonnene Diskussion über Art, Förderung und Ausrichtung einer gemeinsamen Sicherheitsforschung. Gerade hier wird die aus nationaler Sicht angestrebte Beteiligung der Institute, wo sinnvoll und möglich, als Chance von gleichsam kompetenten wie integrativen Bindegliedern zwischen den zivilen und militärischen Elementen dieses Themenkomplexes gesehen, zumal letzterer in den kommenden Forschungsrahmenprogrammen der Kommission eine zunehmende Bedeutung einnehmen wird.

Das DLR ist das Forschungszentrum für Luft und Raumfahrt und die Raumfahrtagentur Deutschlands. Es ist eine der wesentlichen Einrichtungen der angewandten Forschung in Deutschland, die die Brücke zwischen der Grundlagenforschung und dem Bereich der Produktentwicklung bildet. Eine für das BMVg herausgehobene Rolle hat das DLR-Institut für Technische Physik (ITP), dass als einziges DLR Institut fast ausschließlich BMVg-finanziert ist. Die Höhe der Zuwendungen des BMVg an die in dieser Broschüre vorgestellten Institute der FhG, der FGAN und des DLR beläuft sich auf ca. 100 Mio. Euro pro Jahr.

Die vorliegende Broschüre gibt einen Überblick über die genannten drei Forschungsinstitutionen FhG, FGAN und DLR. Speziell dargestellt sind die Forschungsfelder, die sich mit Fragen der Sicherheits- und Verteidigungsforschung befassen. Bonn, im Dezember 2005

Standorte

Köln • Deutsches Zentrum für Luftund Raumfahrt DLR Zentrale

Euskirchen • Fraunhofer-Institut für NaturwissenschaftlichTechnische Trendanalysen INT

Wachtberg • Forschungsgesellschaft für Angewandte Naturwissenschaften Zentrale • Forschungsinstitut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FGAN-FHR • Forschungsinstitut für Kommunikation, Informationsverarbeitung und Ergonomie FGAN-FKIE

Pfinztal • Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT Karlsruhe • Fraunhofer-Institut für Informations- und Datenverarbeitung IITB

Stuttgart • Institut für Technische Physik DLR-ITP

Ettlingen • Forschungsinstitut für Optronik und Mustererkennung FGAN-FOM Freiburg • Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik IAF • Fraunhofer-Institut für Kurzzeitdynamik, Ernst-Mach-Institut EMI

München • FraunhoferGesellschaft Zentralverwaltung

©Fotograf N.N./Schuster/f1 online

Inhaltsverzeichnis

Fraunhofer-Verbund Verteidigungs- und Sicherheitsforschung

1

Fraunhofer EMI Schutz und Wirkung

3 Fraunhofer IAF Aufklärung und Schutz

5 Fraunhofer ICT Explosivstoff- und Sicherheitstechnik

7 Fraunhofer IITB Aufklärung und Überwachung

9 Fraunhofer INT Entscheidungshilfen für Staat und Wirtschaft

Forschungsgesellschaft für Angewandte Naturwissenschaften

11 13

FGAN-FHR Aufklärung und Überwachung

15 FGAN-FKIE Führung und Aufklärung

17 FGAN-FOM Bildgebende Sensorik im System

Deutsches Zentrum für Luft und Raumfahrt

19 21

DLR-ITP Licht und Wirksamkeit

23

Forschung für Verteidigung und Sicherheit

Aufgaben und Ziele Die Fraunhofer-Gesellschaft ist Gesellschaft, Staat und Wirtschaft gleichermaßen verpflichtet. Entsprechend muss sie neben der Unterstützung der Wirtschaft auch Aufgaben von gesamtgesellschaftlicher Bedeutung übernehmen. Seit ihrer Gründung ist die Fraunhofer-Gesellschaft neben dem Bundesministerium für Bildung und Forschung auch dem Bundesministerium der Verteidigung verpflichtet. Daher sind für einige Institute der Gesellschaft auch militärische Anwendungen Fokus der wissenschaftlichen Arbeiten.

Info

Kontakt Prof. Dr. rer. nat. Klaus Thoma Eckerstraße 4 79104 Freiburg Telefon + 49 (0) 7 61 / 27 14 -351 Fax + 49 (0) 7 61 / 27 14 -400 E-Mail [email protected] Prof. Dr.-Ing. Jürgen Beyerer Fraunhoferstraße 1 76131 Karlsruhe Telefon + 49 (0) 7 21 / 60 91 -210 Fax + 49 (0) 7 21 / 60 91 -413 E-Mail [email protected] www.vvs.fraunhofer.de Die Gründungsmitglieder des Verbunds von links nach rechts: Vordere Reihe: Gerd Fiala (Fraunhofer Zentrale), Prof. Dr. Klaus Thoma (Fraunhofer EMI), Prof. Dr. Günter Weimann (Fraunhofer IAF) Hintere Reihe: Dr.-Ing. Peter Elsner (Fraunhofer ICT), Dr.-Ing. Hans-Achim Kuhr (Fraunhofer IITB), Dr. Uwe Wiemken (Fraunhofer INT)

1–Institute forschen für Sicherheit und Verteidigung

Darüber hinaus ist durch die sicherheitspolitische Entwicklung der jüngsten Zeit eine neue Gefährdungslage entstanden: Eine vielschichtige und stete Bedrohung der vernetzten, verletzlichen Industriegesellschaft hat neue Aufgaben für die wehrtechnische Forschung zur Folge. Aus diesen Überlegungen heraus und zur generellen Stärkung der Position der wehrtechnischen Forschung haben sich im November 2002 fünf Fraunhofer-Institute zusammengeschlossen, um ihre Forschungsaktivitäten in diesem Bereich zu koordinieren und umzusetzen. Gründungsmitglieder des Verbunds »Verteidigungs- und Sicherheitsforschung« sind das Fraunhofer IAF (Angewandte Festkörperphysik), das Fraunhofer ICT (Chemische Technologie), das Fraunhofer INT (Naturwissenschaftlich-Technische Trendanalysen) und das Fraunhofer EMI (Kurzzeitdynamik, Ernst-Mach-Institut). Als weiteres Mitglied trat das Fraunhofer IITB (Informationsund Datenverarbeitung) dem Verbund bei. Die Geschäftsstelle des Verbunds befindet sich am Fraunhofer EMI.

Neben der intensiven Zusammenarbeit mit dem Bundesministerium der Verteidigung und dessen Unterstützung bei forschungspolitischen Entscheidungen sieht der Verbund seine Hauptaufgaben und Ziele in folgenden Bereichen: - Sicherstellen der Dual-Use-Forschung und des Know-how-Transfers zivil / militärisch - Ausgezeichnete wissenschaftliche Qualität durch Integration in die internationale Wissenschaftsgemeinschaft - Unterstützung der wehrtechnischen Industrie durch gemeinsame Forschung - Forschungsstrategische Ausrichtung hinsichtlich Anwendungen in den Bereichen: • • • • • •

Führungsfähigkeit; Nachrichtengewinnung und Aufklärung; Mobilität; Wirksamkeit im Einsatz; Unterstützung und Durchhaltefähigeit; Überlebensfähigkeit und Schutz.

ission Statement

- Strategische Ausrichtung der Mitgliederinstitute des Verbunds vor dem Hintergrund einer zukünftigen europäischen Sicherheits- und Verteidigungspolitik. Durch die Ereignisse des 11. September 2001 und die gegenwärtige Neuorientierung der Bundeswehr haben die Themen Verteidigung und Sicherheit (Defence and Security) wesentlich an Bedeutung gewonnen. Die internationale Konfliktverhütung und Krisenbewältigung, einschließlich des Kampfs gegen den internationalen Terrorismus, sind an die erste Stelle des Aufgabenspektrums der Bundeswehr gerückt. Um diesen neuen Anforderungen gerecht zu werden, gilt es auch vor dem Hintergrund knapper Ressourcen den Mitteleinsatz für die Verteidigung zu optimieren. Hierzu möchten die Fraunhofer-Institute des Verbunds ihren Beitrag leisten. Zur Bewältigung dieser Aufgaben kommt die vereinte Expertise der Mitgliedsinstitute des Verbunds zum Einsatz. Die für diese Institute traditionelle Verflechtung von zivilen und wehrtechnischen Forschungsfeldern stellt eine wichtige Quelle für Innovation und Leistungserweiterung zum Nutzen der Auftraggeber dar.

Institute forschen für Sicherheit und Verteidigung

–2

Schutz und Wirkung

Kontakt Institutsleiter Anschrift Telefon Fax E-Mail

1959 230 15,4 Mio. €

Prof. Dr. rer. nat. Klaus Thoma Eckerstraße 4 79104 Freiburg + 49 (0) 7 61 / 27 14 -351 + 49 (0) 7 61 / 27 14 -400 [email protected] www.emi.fraunhofer.de

Profil

Info

Gründungsjahr Mitarbeiter Haushalt

3–Institute forschen für Sicherheit und Verteidigung

Das Fraunhofer EMI ist das führende deutsche Forschungsinstitut im Bereich Schutz und Wirkung. Im Auftrag des Bundesministeriums der Verteidigung, des Bundesamtes für Wehrtechnik und Beschaffung und der Industrie befasst sich das Institut mit der experimentellen und numerischen Analyse schnell ablaufender struktur- und fluiddynamischer Vorgänge. Zu seinen Aufgaben zählen die Entwicklung von Schutzkonzepten für Fahrzeuge, Flugzeuge und Schiffe, die Auslegung von Systemen – insbesondere zum endballistischen Schutz und innenballistischen Antrieb –, endballistische Forschung und Technologie; Penetrations- und Perforationsvorgänge in Werkstoffen bei Kollisionsgeschwindigkeiten von 10 – 10.000 m/s, Sicherheitsaspekte bei der Explosivstofflagerung; Schutz von Baukonstruktionen gegen Druckstoßeinwirkungen, Systemstudien im Bereich Ballistik und die Analyse von An- und Abbrandvorgängen in festen und flüssigen Treibmitteln. Parallel zu den experimentellen Arbeiten werden theoretische Arbeiten aus dem Bereich »Computational Mechanics« durchgeführt. Die Anwendungen stammen u. a. aus den Bereichen zivile und militärische Schutztechnik, Materialforschung, Schutztechnologie für Raumfahrzeuge und Verkehrssicherheitstechnik. Neben zahlreichen, in Europa einzigartigen Prüfständen für dynamische Materialtests, Crashund Impaktanlagen zur Beschleunigung von Objekten sowie Stoßrohranlagen zur Erzeugung schneller Strömungen und Druckstoßwellen, verfügt das Ernst-Mach-Institut über leistungsstarke Rechner, auf denen Computerprogramme zur Simulation der experimentell untersuchten dynamischen Vorgänge betrieben werden. Zur Erfassung der Kurzzeit-Vorgänge werden beispielsweise Hochgeschwindigkeitskameras, leuchtstarke gepulste Lichtquellen, Laserstroboskopie und Drucksensorik eingesetzt.

Das Geschäftsfeld Schutz vor ballistischer Wirkung hat die Analyse und Verbesserung von Schutzanordnungen (Panzerungen) und die Entwicklung von Schutzaufbauten gegen sämtliche Bedrohungen vom Gewehrbeschuss, über Hohlladungen und KE-Geschosse bis hin zu Minen zum Ziel und beinhaltet: Die Verbesserung und Optimierung von Schutzanordnungen, Panzerungen und Schutztechnologien. Weiterhin werden in diesem Geschäftsfeld Grundsatzuntersuchungen zum endballistischen Verhalten und zu Wechselwirkungsprozessen von Projektil mit inerten und reaktiven Zielen sowie Aufbauten mit aktiven Schutzprinzipien durchgeführt

Sicherheitstechnologie & Baulicher Schutz umfasst Aktivitäten auf dem Gebiet der Sicherheitstechnologie für Bauwerke im Bereich kurzzeitdynamischer Einwirkungen (Blast und Impakt). Es werden Schutzkonzepte für Baukonstruktionen gegen Druckstoßeinwirkung entwickelt und Resttragfähigkeitsbewertungen dynamisch geschädigter Stahlbetonstrukturen durchgeführt. Überdies werden Versuchsanlagen zur Normprüfung von explosionshemmenden Bauteilen betrieben. Zu den Aufgaben gehören auch Risikoanalysen für die Explosivstofflagerung und für Städte.

Das Geschäftsfeld Wirksysteme befasst sich mit der Verbesserung und Leistungsbewertung sämtlicher Wirksysteme. Dies beinhaltet Grundsatzuntersuchungen zur Beschleunigung von Projektilen, zum Einsatz energetischer Waffensysteme und jegliche Forschung zu dem zentralen Thema »Wirkung im Ziel«. Neben Wirkung und Leistungssteigerung von KE-Penetratoren und »Chemical Energy Warheads« stehen Grundsatzuntersuchungen an Rohrwaffen und innenballistische Problemstellungen im Fokus der Arbeiten. Weiterhin befasst sich das Geschäftsfeld mit der Analyse wehrtechnischer Fremdsysteme und der Untersuchung elektromagnetischer Wirkprinzipien.

eschäftsfelder

Das Geschäftsfeld Abwehr Ballistischer Flugkörper (TBM-Abwehr) – befasst sich mit speziellen Themen aus dem komplexen Gebiet der Abwehr ballistischer Flugkörper (Ballistic Missile Defence). Der Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung von Methoden und Werkzeugen zur Bewertung der Wirksamkeit von Abwehrflugkörpern gegen ballistische Flugkörper. Hierzu gehören gegenwärtig die experimentelle Untersuchung und die numerische Simulation der Begegnungssituation von Abwehrflugkörpern und Raketen im Weltraum, die Untersuchung von Mechanismen zur Zerstörung eines Flugkörpers und die Untersuchung von physikalischen Spezialeffekten.

Passive Sicherheitssysteme für Fahrzeuge hat die Charakterisierung von Werkstoffen, die Untersuchung von Bauteilen und die Verbesserung von CrashElementen zum Ziel. Neben der Charakterisierung von Werkstoffen unter dynamischer Belastung und Crashversuchen an Kfz-Komponenten gehören in diesen Bereich auch die Entwicklung numerischer Methoden für Crash-Simulationen und die numerische Simulation von Crashvorgängen. Weitere Schwerpunktthemen sind der Fußgängerschutz und die Analyse von Airbags. Eine weitere Aufgabe des Geschäftsfeldes ist die Entwicklung und Bereitstellung neuer Prüf- und Messmethoden.

Im Geschäftsfeld Schutzsysteme in der Raumfahrt werden Schutzsysteme für Raumfahrzeuge und Satelliten gegen die Gefährdung durch Mikrometeoriten und Weltraummüll (»Space Debris«) entwickelt. Zu den Aufgaben gehören daher Impakttests auf Raumfahrzeugkomponenten, die Auslegung und Optimierung von Schutzschilden für hohe Impaktgeschwindigkeiten und die Charakterisierung von Materialien und Strukturen bei hohen Impaktgeschwindigkeiten. Begleitend werden hierzu numerische Simulationen durchgeführt. Weitere Betätigungsfelder sind Risikoanalysen für Raumfahrzeuge und -komponenten und die Entwicklung von Impaktdetektoren zu insitu Messungen von Space Debris (Weltraummüll) und Mikro-Meteoriten. Institute forschen für Sicherheit und Verteidigung

–4

Aufklärung und Schutz

Das Fraunhofer IAF, als verteidigungsbezogenes Forschungsinstitut für Elektrowerkstoffe gegründet, hat mit der Öffnung auch für zivile Vertragsforschung, seine Mitarbeiterzahl nahezu verdoppeln können und sich schnell zu einem weltweit anerkannten Forschungsinstitut für III-V-Verbindungshalbleiter und deren Anwendung in Mikro-, Nano- und Optoelektronik entwickelt. Das Institut ist heute ein kompetenter Partner für die einschlägige, vor allem wehrtechnische, Industrie.

©EADS Militärflugzeuge/Fraunhofer IAF

Kontakt Institutsleiter Anschrift Telefon Fax E-Mail

1957 200 21,1 Mio. €

Prof. Dr. Günter Weimann Tullastraße 72 79108 Freiburg + 49 (0) 7 61 / 51 59 -410 + 49 (0) 7 61 / 51 59 -300 [email protected] www.iaf.fraunhofer.de

Profil

Info

Gründungsjahr Mitarbeiter Haushalt

5–Institute forschen für Sicherheit und Verteidigung

Das IAF erarbeitet die Grundlagen für neuartige Bauelemente und Schaltungen, ist aber auch durchaus in der Lage, Bauelemente, integrierte Schaltungen und Module in Kleinserien herzustellen – vor allem für wehrtechnische Anwendungen, wo hohe Funktionalität und kleine Stückzahlen typisch sind. Diese Merkmale des militärischen Marktes schließen die Belieferung mit kommerziellen Komponenten (»off the shelf«) oft aus. Die Schwerpunkte der F&T-Tätigkeiten liegen auf der Höchstfrequenztechnik – also im Bereich der Mikrowellen und Millimeterwellen – und auf der Optoelektronik, vor allem im infraroten Spektralbereich. Moderne III-V-Heterostruktur-Transistoren mit Grenzfrequenzen über 300 GHz sind die Basis der im IAF realisierten Schaltungen und Module. Optronische Komponenten, wie Infrarotlaserdioden und -detektoren bauen auf Quantenfilmstrukturen, ebenfalls mit Nanometerdimensionen, auf. Das IAF verfügt über eine moderne Halbleitertechnologielinie, von der Epitaxie bis zur Aufbauund Montagetechnik. Schaltungsmodellierung und -entwurf sowie die Messtechnik bis über 200 GHz sind weitere Kernkompetenzen. Die F&T-Arbeiten, die zu wesentlichen Streitkräftefähigkeiten wie Aufklärung und Nachrichtengewinnung, Wirkung und Schutz beitragen, sind in die fünf folgenden Geschäftsbereiche gegliedert.

Das Geschäftsfeld MMICs für Mikrowellen- und Millimeterwellen-Sensorik und Radare liefert leistungsfähige integrierte Schaltungen für Aufklärungs-, Beobachtungs- und Wirksysteme. Sende- und Empfangsmodule mit Leistungs- bzw. rauscharmen Verstärkern auf der Basis von III-V-Heterostruktur-Feldeffekttransistoren decken weite Frequenzbereiche ab. Für X- und K-Band-Systeme werden die Gruppe III-Nitride eingesetzt, die hohe Leistungen ermöglichen. Schaltungen mit den konventionellen Halbleitern GaAs und InP werden für aktive Radarsysteme und passive bildgebende Systeme bei 60, 94, 140 und 220 GHz eingesetzt. Zur weiteren Erschließung des elektromagnetischen Spektrums dienen die Terahertzwellen, zwischen optischen und Radiowellen. Hier entwickelt das IAF Komponenten z. B. für die Detektion von Sprengstoffen und von chemischen sowie biologischen Agenzien.

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Im Geschäftsfeld Mischsignal-Schaltungen werden schnelle digitale und MischsignalICs auf der Basis von Heterostruktur-Feldeffekt- und -Bipolar-Transistoren für Bitraten von 80 Gbit/s und höher entwickelt. Diese IC-Familie beinhaltet Multiplexer, Demultiplexer, Frequenzteiler u. a., wobei die Schaltungskomplexität einige 100 Transistoren erreicht. Dieses Geschäftsfeld bedient die schnelle Datenübertragung und ist weitgehend durch zivile Vertragsforschung (BMBF und Industrie) abgedeckt.

Eines der wesentlichen Geschäftsfelder sind die Infrarotdetektoren, die für die atmosphärischen Fenster von 3 – 5 µm und 8 – 12 µm entwickelt werden. Passive IR-Sensoren hoher thermischer und räumlicher Auflösung mit bis zu 640x512 Bildpunkten basieren auf (AlGaAs)-Quantenfilmstrukturen oder auf den Gruppe III-Antimoniden. Es wird gezielte Materialentwicklung und -charakterisierung für den IRSpektralbereich betrieben. Wärmebildgeräte mit zwei Detektionswellenlängen (entweder in beiden Fenstern oder innerhalb eines Fensters) ergeben verbesserte Diskriminierung zwischen Ziel- und Stördaten und somit bessere Enttarnung. Die IR-Detektorentwicklung im Auftrag von BMVg/BWB erfolgt in enger Kooperation mit der wehrtechnischen Industrie.

eschäftsfelder

Halbleiterlaser und LEDs sind Inhalt des vierten Geschäftsfeldes des IAF. Hier werden Diodenlaser für einen breiten Spektralbereich, vom Ultravioletten bis ins Infrarote, für wehrtechnische und zivile Anwendungen entwickelt. Im mittleren IR emittierende Laser sind für optische Gegenmaßnahmen vorgesehen. Das zivile Anwendungsspektrum für Diodenlaser ist breit, mit kurzwelligen Lasern für die Datenspeicherung, Leistungslaser mit Wellenlängen um 1 µm für Materialbearbeitung und langwellige Quantenkaskadenlaser u.a. für Sensorik sowie Schad- und Kampfstoffdetektion.

40 CVD-Diamant 20 Copper 0

-200

0

2

Ein kleineres Geschäftsfeld Diamantscheiben basiert auf der chemischen Abscheidung von Diamantschichten aus der Gasphase. Mit Schichtdicken bis zu einigen Millimetern sind auch freitragende, großflächige Diamantscheiben herstellbar. Wehrtechnische Anwendungen sind z. B. hochbelastbare multispektrale Strahlungsfenster und thermooptisch steuerbare Absorber und Reflektoren mit Schutz- und Härtungsfunktion. In der zivilen Vertragsforschung werden Diamantprodukte für optische, thermische und mechanische Applikationen entwickelt.

Institute forschen für Sicherheit und Verteidigung

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Explosivstoff- und Sicherheitstechnik

Das Fraunhofer ICT nutzt primär die chemische Technologie als Basis für die Entwicklung von Systemen für die innere und äußere Sicherheit. Seit 1959 erforscht und entwickelt es als Forschungspartner des Bundesministeriums der Verteidigung und der Industrie chemische Energieträger und Wirksysteme. Es ist das einzige Explosivstoff-Institut in Deutschland, das den gesamten Bereich vom Labor über das Technikum bis zum System bearbeitet. Inzwischen hat das Institut seine Kompetenzen erweitert und dabei seine Position in der zivilen Forschung signifikant ausgebaut.

Gründungsjahr Mitarbeiter Haushalt Kontakt Institutsleiter

Telefon Fax E-Mail

Prof. Dr. Peter Eyerer Dr. Peter Elsner Joseph-von-Fraunhofer-Straße 7 76327 Pfinztal + 49 (0) 7 21 / 46 40 -402 + 49 (0) 7 21 / 46 40 -442 [email protected] [email protected] www.ict.fraunhofer.de

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Anschrift

1959 330 23,0 Mio. €

7–Institute forschen für Sicherheit und Verteidigung

Kernkompetenzen der verteidigungsbezogenen Forschung liegen in Entwicklung, Herstellung und Charakterisierung von Festtreibstoffen, Sprengstoffen, Treibladungen und Wirkmitteln, insbesondere für den Einsatz in Raketenmotoren, Rohrwaffen, Wirkladungen und Gasgeneratoren. Hinzu kommen Sicherheits- und Schutzsysteme, nichtletale Wirkmittel sowie die elektrochemische Energietechnik. Das Institut verfügt zudem über besondere Erfahrungen bei der Detektion von Explosivstoffen sowie bei der Behandlung militärischer Altlasten und der Entsorgung von explosivstoffhaltigen Systemen. Zur sicherheitstechnischen Forschung gehören die Untersuchung und Bewertung von Sicherheitsrisiken und Unfallszenarien im industriellen und im öffentlichen Bereich. Erfahrungen mit reaktiven Abläufen und die entsprechende Ausstattung bis hin zur Eigenentwicklung spezieller Messtechnik ermöglichen Risikoanalysen – auch im technischen Maßstab speziell beim Umgang mit brennbaren und explosiven Materialien. Hinzu kommen Entwicklungen situationsbezogener Schutzsysteme, insbesondere auf der Basis von Gasgeneratoren.

Der Kompetenzbereich Analytik, Sensorik und Detektion von Explosivstoffen und Wirkmitteln verfügt über spezielle Analysetechniken für Explosivstoffe als Voraussetzung für Umgang, Entwicklung, Produktion, Qualitätssicherung, Verwertung und Entsorgung von energetischen Materialien. Kernkompetenzen sind die Detektion von Explosivstoffen auch in geringsten Konzentrationen, schnelle optische Analyse- und Detektionsverfahren, Molecular Imprinted Polymers, die Partikel- und Kristallcharakterisierung, Alterungs- und Lebensdaueruntersuchungen sowie eine für die Mikroreaktionstechnik adaptierte Analytik.

Der Kompetenzbereich Raketenantriebe umfasst Formulierung, Herstellungstechnik und Charakterisierung von wenig empfindlichen, signaturarmen Treibstoffen für moderne Raketenantriebe für hochbeschleunigende Flugkörper, Marschtriebwerke und Impulstriebwerke zur Endphasenbeschleunigung. Gelförmige Treibstoffe ermöglichen eine geregelte Schubstärke für agile Triebwerke. Die Entwicklungen werden durch Synthese und Veredelung insensitiver Rohstoffe und Untersuchungen von Anzündung, Abbrand und Signatur von Fest- und Geltreibstoffen unterstützt.

Im Kompetenzbereich Rohrwaffentreibmittel werden Formulierung, Herstellungsverfahren, Charakterisierung und Anzündung neuer Treibladungspulver behandelt. Ziel ist die Entwicklung von wenig empfindlichen, temperaturunabhängig abbrennenden, langzeitstabilen Treibladungspulvern und kompakter geschäumter Treibladungsformkörper (hülsenlose Munition, verbrennbare Hülse). Anwendungsbeispiele sind Munitionskomponenten für die rückstoßfreie Maschinenkanone, sowie TU-Hochleistungstreibladungspulver für Panzer- und Maschinenkanonen.

eschäftsfelder

Der Kompetenzbereich Sprengladungen befasst sich mit der Formulierung, Herstellung und Charakterisierung neuer Spreng- und Wirkladungen, beispielsweise für Unterwasseranwendungen oder schaltbare Ladungen mit neuen, modifizierten oder insensitiven Komponenten. Neue Binder-Weichmacher-Systeme und alternative Verarbeitungstechnologien werden getestet und verfeinert. Charakterisierungsmöglichkeiten betreffen Leistung, Unterwasserverhalten und Empfindlichkeit gegen verschiedene Belastungen.

Der Kompetenzbereich Sicherheits- und Schutzsysteme fokussiert auf Risiken und Gefährdungen sowie die Entwicklung von Prototypen für Schutzsysteme. Besondere Fähigkeiten liegen in der Modellierung von Anzünd-, Verbrennungs- und Explosionsvorgängen, sowie in der chemisch-physikalischen Analytik und Sensorik. Dazu kommen hochauflösende Messtechnik für Druck, Temperatur und Strömungen und Hochtemperaturkorrosion. Prototypen werden zu Systemen für die innere Sicherheit (Panzerungen, akustische Wirkmittel und Sperren), oder Feuerlöschsystemen, Austriebssystemen und Schutzvorrichtungen (Airbags), sowie Systemen für die De-Eskalation gewaltträchtiger Konflikte und für die Terrorismusbekämpfung entwickelt.

Im Kompetenzbereich Elektrochemische Energiespeicher und -wandler stehen Batterien, Akkumulatoren, Brennstoffzellen und Reformer im Mittelpunkt. Die Arbeiten umfassen die Material- und Komponentenentwicklung, beispielsweise durch den Einsatz von Nanotubes oder Nanofasern für polymere Li-Akkumulatoren, und reichen bis zur Prototypen-Fertigung. Neue Systeme und Verfahren sind z.B. LithiumAkkumulatoren für Hochleistungsanwendungen oder Diesel-Reformer für Brennstoffzellen, die bei moderaten Temperaturen betrieben werden können. Daneben erfolgt eine kundenspezifische Unterstützung bei Batterien und Akkumulatoren.

Institute forschen für Sicherheit und Verteidigung

–8

Forschung für »Sicherheit mit System«

Das Fraunhofer IITB ist das Schwerpunkt-Institut für die automatische und interaktive Bildauswertung, die Anwendung der Informationstechnik zur Optimierung industrieller Prozesse sowie für Rechnernetze und Informationsdienste. Es erarbeitet anwendungsreife Lösungen und bieten ein breites Spektrum, das von Machbarkeitsuntersuchungen über Ablaufanalysen und -optimierungen sowie Verfahrens- und Systementwicklungen bis zur Realisierung und Inbetriebnahme informationstechnischer Komplettsysteme reicht. Qualitätsmanagement und Betreuung der gelieferten Systeme nach Inbetriebnahme vervollständigen dieses Angebot.

Kontakt Institutsleiter Anschrift Telefon Fax E-Mail

1956 170 15 Mio. €

Prof. Dr.-Ing. Jürgen Beyerer Fraunhoferstraße 1 76131 Karlsruhe + 49 (0) 7 21 / 60 91 -210 + 49 (0) 7 21 / 60 91 -413 [email protected] www.iitb.fraunhofer.de

Profil

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Gründungsjahr Mitarbeiter Haushalt

9–Institute forschen für Sicherheit und Verteidigung

Für das Anwendungsfeld Verteidigung und Sicherheit stellt das IITB insbesondere Systemlösungen für die Multisensor-gestützte Aufklärung und Überwachung bereit. Es bietet Lösungen zur Entscheidungsunterstützung für Krisen- und Konfliktbehandlung mittels automatischer Sensordatenauswertung im gesicherten Informationsnetz. Die Schwerpunktkompetenz des IITB für dieses Anwendungsfeld liegt auf der Auswertung multispektraler, bildgebender Sensoren (optisch, thermisch, Radar etc.) und deren Verschmelzung mit Informationen und Wissen aus anderen Quellen. Diese Kompetenz wird ergänzt durch Forschungen auf dem Gebiet des Wissensmanagements im Informationsnetz und der Informations-Infrastrukturen für Modellierung und Simulation. Das IITB arbeitet für das Bundesministerium der Verteidigung ausschließlich im Rahmen von Vertragsforschung. Das Institut transferiert seine Forschungsergebnisse für das BMVg durch Verträge mit der deutschen und europäischen wehrtechnischen Industrie hin zum Endanwender in den Streitkräften.

Das Geschäftsfeld Interoperabilität und Assistenzsysteme (IAS) bietet dem Markt Lösungen an, bei denen das Zusammenwirken des Menschen mit komplexen informations-technischen Systemen die wesentliche Rolle spielt. Anwendungsschwerpunkt ist die bildgestützte Luft- und Satellitenbildauswertung für die Aufklärung und Überwachung im Verbund der netzbasierten Operationsführung. In einem »System of Systems«-Ansatz kommt dabei der Interoperabilität entscheidende Bedeutung zu. Das Geschäftsfeld entwickelt Assistenzsysteme für die Informationsgewinnung im Aufklärungswesen und konzipiert und bewertet vollständige Systemlösungen.

Das Geschäftsfeld Interaktive Analyse und Diagnose (IAD) entwickelt Lösungen für die technisch unterstützte Analyse von Signalen und Bildern. Diese dient der Lösung von Diagnoseaufgaben in vielfältigen Anwendungsfeldern. Die Arbeiten decken dabei die gesamte Analyse- und Diagnosekette ab: von der Signalerfassung und -vorverarbeitung durch miniaturisierte, netzwerkfähige Messaufnehmer über modellbasierte Verfahren zur Entscheidungsfindung bis zum Multidisplay-Arbeitsplatz eines Anwenderteams. Der Arbeitsschwerpunkt des Geschäftsfeldes Autonome Systeme und Maschinensehen (ASM) besteht in der automatischen Auswertung von Signalen bewegter bildgebender Sensorik in komplexen, ggf. nichtkooperativen Szenarien. Diese Sensorik wird beispielsweise im Aufklärungs- und Überwachungsbereich als integrierte Komponente in fliegenden, weltraumgestützten oder mobilen landgestützten Plattformen verwendet. ASM entwickelt und integriert hierfür Bildauswertealgorithmen für autonome oder interaktive Systeme.

eschäftsfelder

Das Geschäftsfeld Informationsmanagement (IMT) entwickelt Plattformen für Simulationssysteme, Internet-Communities und Portale, Web-basierte Informationsund Wissens-Management-Systeme, sowie Content- und Community-Management Anwendungen. Anwendungsschwerpunkte sind die Simulationsinfrastruktur der Bundeswehr, Wissens-Management-Systeme für F&E, Modellierung und Simulation sowie IT-Architekturen für das Krisenmanagement. Das Geschäftsfeld Ressourcenmanagement im Fraunhofer-Anwendungszentrum Systemtechnik (AST) in Ilmenau modelliert, simuliert und optimiert Ver- und Entsorgungsprozesse. Anwendungsfelder sind die Bewirtschaftung mit Strom, Wärme, Gas, Wasser im normal- sowie im Havariebetrieb und das Wassermengenmanagement von Binnenschiffahrtswegen. Weitere Arbeitsgebiete sind die Modellierung und Regelung mobiler Systeme / Roboter mit grossen Arbeitsräumen / Lasten und das Management von Sondersituationen, Schutz und Sicherheit. Das Geschäftsfeld Netzwerke (NET) befasst sich mit der Planung, Implementierung und dem Betrieb sicherer Rechnernetze und Kommunikationsdienste. Es ist spezialisiert auf Firewalls, den Einsatz von Verschlüsselungsverfahren, Electronic Messaging zur unternehmensübergreifenden Kommunikation sowie webbasierte Verfahren zum Netzwerkmanagement. »Netzwerke« betreibt Teile der Netzinfrastruktur der FhG. Weitere Geschäftsfelder des IITB, gegenwärtig ohne Bezug zur Verteidigungs- und Sicherheitforschung sind: - Sichtprüfsysteme: industrielle Qualitätsprüfung, - Mess-, Regelungs- und Diagnosesysteme: Mechatronik für die Industrieautomatisierung - Leitsysteme: Prozessleitung in der Fertigung. Institute forschen für Sicherheit und Verteidigung

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Entscheidungshilfen für Staat und Wirtschaft

Kontakt Institutsleiter Anschrift Telefon Fax E-Mail

1974 70 5,5 Mio. €

Dr. Uwe Wiemken Appelsgarten 2 53879 Euskirchen + 49 (0) 22 51 / 18 - 227 + 49 (0) 22 51 / 18 - 327 [email protected] www.int.fraunhofer.de

Profil

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Gründungsjahr Mitarbeiter Haushalt

Wichtigstes Arbeitsgebiet des Fraunhofer Instituts für Naturwissenschaftlich-Technische Trendanalysen INT ist die Schaffung, Erhaltung und Dokumentation eines umfassenden Überblicks über die allgemeine Forschungs- und Technologielandschaft und das gesamte Spektrum technologischer Entwicklungen sowohl auf nationaler als auch internationaler Ebene für Auftraggeber aus Staat und Wirtschaft. Vertieft wird der allgemeine Überblick durch eigene Fachanalysen und -prognosen ausgewählter Technologiegebiete. Das Institut berät das Bundesministerium der Verteidigung seit über 30 Jahren in Technologiefragen und bei der planerischen Umsetzung neuer F&T Entwicklungen. In den vergangenen Jahren wurden in zunehmendem Umfang auch Forschungsprojekte für andere Ressorts, die mit Sicherheitsvorsorge und langfristigen Veränderungen in der Gesellschaft befasst sind, durchgeführt.

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Institute forschen für Sicherheit und Verteidigung

Die studienbasierten Arbeiten werden durch eigene experimentelle und theoretische Forschung zur Einwirkung ionisierender und elektromagnetischer Strahlung auf elektronische Bauelemente und Systeme ergänzt. Das INT ist mit modernster Messtechnik, verschiedenen Laborund Großgeräten, wie beispielsweise Strahlungsquellen, elektromagnetischen Simulationseinrichtungen und speziellen Computerprogrammen ausgestattet, die in dieser Kombination in Deutschland in keiner anderen zivilen Einrichtung vorhanden sind. Hauptauftraggeber sind neben Behörden und Organisationen, die mit Sicherheits- und Vorsorgeaufgaben befasst sind, insbesondere Unternehmen der Luft- und Raumfahrtindustrie und ihrer Zuliefererbetriebe.

Im Geschäftsfeld Technologieanalysen und -vorausschau (TAV) arbeitet ein interdisziplinäres Team von Naturwissenschaftlern und Ingenieuren mit langjähriger Erfahrung auf dem Gebiet der Analyse und Prognose technologischer Entwicklungen. Die Hauptaufgabe besteht in der Erarbeitung und Dokumentation eines möglichst umfassenden Überblicks über alle Technologieentwicklungen, die Bedeutung für langfristige Planungen von Staat und Wirtschaft erlangen können. Auf der Grundlage einer systematischen Analyse der Forschungs- und Technologielandschaft werden Fragestellungen sowohl in voller Breite als auch in fachlicher Vertiefung bearbeitet. Das herausragende Arbeitsergebnis für den Amtsbereich des BMVg bildet die »Wehrtechnische Vorausschau (WTV)«. Sie hat das Ziel, rüstungstechnische, militärische und sicherheitspolitische Planer über langfristige, wehrtechnisch relevante Technologietrends zu informieren. Die Arbeit umfasst im Einzelnen: - Technologiemonitoring - Technologievorausschau - Fachlich vertiefte Technologieanalysen in ausgewählten Themenfeldern (Neue Werkstoffe, Nanotechnologie, Robotik/Unbemannte Systeme, Informationsund Kommunikationstechnik, Biologische Technologien, Weltraum).

eschäftsfelder

Schwerpunkt der Arbeiten im Geschäftsfeld Übergreifende Analysen und Planungsunterstützung (AP) ist die Unterstützung verschiedenster Institutionen bei der Forschungs- und Technologieplanung (F&T-Planung) und bei der Erstellung von Konzepten und Studien. Diese Aufgaben werden von Wissenschaftlern unterschiedlicher Fachrichtungen (Physik, Geophysik, Informatik und Wirtschaftswissenschaften) erfüllt. Langjährige Beobachtung der F&T-Entwicklungen, Erfahrung in Planungsprozessen und technisches Hintergrundwissen liefern die notwendigen Grundlagen für die Beurteilung technischer Machbarkeit und Realisierbarkeit von Projekten. Darüber hinaus werden vertiefende und bewertende Analysen zu wissenschaftlichen und technologischen Fragestellungen unter Einbeziehung ökonomischer und politischer Aspekte erstellt: - Auswertung technologischer Trends für die F&T-Planung - Nationale und internationale (europäische) F&T im Bereich Verteidigung und Sicherheit - Analyse ausgewählter Themen z.B. Erweiterte Luftverteidigung (ELV) und nukleare Sicherheitspolitik Anwendungsnahe Informationssysteme werden entwickelt und unter Berücksichtigung von Kenntnissen aus dem Wissens- und Informationsmanagement verwendet. Im Geschäftsfeld Nukleare- und Elektromagnetische Effekte (NE) werden die Möglichkeiten und Folgen nuklearer und elektromagnetischer Bedrohungen durch militärische und terroristische Aktionen sowie die entsprechenden Schutzkonzepte analysiert. Schwerpunkte sind damit verbundene wehrtechnische Fragestellungen und naturwissenschaftlich-technische Aspekte der Sicherheitspolitik, insbesondere Rüstungskontrolle, Verifikation, Kernwaffen und Proliferation. Zur Absicherung und Erweiterung der Urteils- und Beratungsfähigkeit werden experimentelle und theoretische Untersuchungen durchgeführt. Dies umfasst Verfahren zur Detektion und Identifizierung nuklearer Strahlung sowie die Wirkung ionisierender und elektromagnetischer Strahlung auf elektronische Bauelemente und Systeme. Hierzu stehen folgende Laborbzw. Großgeräte zur Verfügung: - Röntgenblitzanlage - Kobalt-60-Gamma-Quellen - Neutronengeneratoren - Mobiles System zur zerstörungsfreien Detektion und Analyse von Spaltmaterialien - Isotopenlabor für den Umgang mit aktivierten Proben und radioaktiven Stoffen. - Simulationsanlagen für elektromagnetische Impulse und gepulste Mikrowellenstrahlung - Wellenleiter-Simulator für elektromagnetische Einkopplungsmessungen.

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Wehrforschung

Forschungsgesellschaft für Angewandte Naturwissenschaften e. V.

Die Forschungsgesellschaft für Angewandte Naturwissenschaften e. V. (FGAN) steht seit fast 50 Jahren für anwendungsorientierte Forschung im Bereich wehrtechnischer Aufgabenstellungen. Sie entstand aus Forschergruppen an Universitäten, deren Arbeiten hohe Bedeutung für die Bundeswehr hatten, und passt ihre Struktur fortlaufend dem Bedarf der Verteidigung an. Seit 1999 besteht sie aus drei Forschungsinstituten, die vorwiegend im Bereich der Sensorik und Informationsverarbeitung aktiv sind: FHR FKIE

Kontakt Vorsitzender des Vorstands Anschrift Telefon Fax E-Mail

Dr. rer. nat. Ralf Dornhaus Neuenahrer Str. 20 53343 Wachtberg + 49 (0) 2 28 94 35 - 218 + 49 (0) 2 28 94 35 - 617 [email protected] www.fgan.de

Der Vorstand der FGAN von links nach rechts: Prof. Jürgen Grosche (FGAN-FKIE), Dr. Ralf Dornhaus (FGAN), Prof. Maurus Tacke (FGAN-FOM), Prof. Joachim Ender (FGAN-FHR).

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FOM

1955 500 37 Mio. €

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Gründungsjahr Mitarbeiter Haushalt

Hochfrequenzphysik und Radartechnik Kommunikation, Informationsverarbeitung und Ergonomie Optronik und Mustererkennung

Die FGAN bearbeitet strategisch längerfristige Themen der angewandten Grundlagenforschung. Sie erarbeitet so das notwendige Wissen für die Unterstützung und Beratung der Bundeswehr in ihren innovativen Strategien, Prozessen und Beschaffungen. Die Ergebnisse werden auch zu kurzfristigen Problemlösungen aufgearbeitet und eingesetzt. Ihre Aufgabe ist es insbesondere, Umsetzungspotenziale zu identifizieren, damit die technologischen Fortschritte im besonderen Umfeld des soldatischen Einsatzes möglichst optimal genutzt werden können. Die FGAN versteht sich als Wehrforschungseinrichtung, deren Mitarbeiter sich voll mit dieser Aufgabe identifizieren und die eine hohe Kundenakzeptanz erleben.

Die Kernkompetenzen der Forschungsgesellschaft für Angewandte Naturwissenschaften liegen in den Bereichen: -

Hochfrequenzphysik und Radartechnik Optronik und Wärmebildtechnik Bildverarbeitung und automatische Mustererkennung Ergonomie / Gestaltung der Mensch-Maschine-Schnittstelle Kommunikation und Informationssysteme.

Ein Schwergewicht liegt in der Erhöhung der Leistungsfähigkeit derzeitiger und zukünftiger Aufklärungs- und Führungssysteme. Ein weiterer Schwerpunkt sind automatische und autonome Systeme für die Verteidigung und Sicherheit. Eine Stärke der FGAN ist ihr effizienter Wissenstransfer zwischen Forschung, Industrie und Anwendern. Ziel der FGAN ist eine ausgezeichnete wissenschaftliche Qualität auch durch Einbettung in die internationale Forschungsgemeinschaft. Durch die Arbeit der FGAN-Wissenschaftler wird Zukunftstechnologie bis zur Anwendungsreife vorangetrieben und die Erarbeitung von technologischen Systemkonzepten unterstützt.

chwerpunkte

Ein besonderes Merkmal der Arbeit der FGAN-Institute liegt in der Fähigkeit, Teilaspekte nicht isoliert, sondern als Teil einer vollständigen Kette zu bearbeiten. So wird etwa im Rahmen der Fernmeldeaufklärung die Datenerfassung, die effiziente und sichere Übertragung und die Herstellung von Datenkonsistenz bei der Verteilung bearbeitet, aus den Daten werden Lagebilder unter Einbeziehung komplexer Datenfusions- und Sprachverarbeitungsverfahren erzeugt, es werden effektive Darstellungsmöglichkeiten untersucht und die Nutzer bei der Lagefeststellung und Entscheidungsfindung unterstützt. Auch bei Radar und optischer Sensorik wird die vollständige Kette bearbeitet beginnend mit Untersuchungen zu Ausbreitungseigenschaften unter verschiedenen atmosphärischen Bedingungen, werden Komponenten (Antennen, Sensoren) entwickelt und optimiert, werden komplette Systeme entworfen und gebaut, wird die Verarbeitung der Daten mit komplexen Algorithmen weiterentwickelt, werden Analyse- und Auswerteverfahren bearbeitet und die Darstellung optimiert sowie Gegenmaßnahmen untersucht. Die Wissenschaftler der FGAN legen besonderes Gewicht auf die Information, Weiterbildung und Schulung der Partner im Amtsbereich durch FGAN-Seminare und Symposien und in externen Aktivitäten. Die FGAN hat eine herausragend starke Einbindung in die internationale Verteidigungsforschung. Ihre Wissenschaftler kooperieren intensiv in europäischen Projekten und auch in multinationalen Vorhaben der NATO Forschungsorganisation RTO. Viele offizielle Funktionen der NATO-RTO werden von Wissenschaftlern der FGAN ausgefüllt. Der renommierte „von Karman“ Preis der RTO wurde zwei Mal in die FGAN vergeben.

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Aufklärung und Überwachung

Forschungsinstitut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik

Kontakt Institutsleiter Anschrift Telefon Fax E-Mail

1957 160 11,4 Mio. €

Prof. Dr.-Ing. Joachim Ender Neuenahrer Str. 20 53343 Wachtberg + 49 (0) 2 28 94 35 - 227 + 49 (0) 2 28 94 35 - 627 [email protected] www.fhr.fgan.de

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Gründungsjahr Mitarbeiter Haushalt

15–Institute forschen für Sicherheit und Verteidigung

Das FGAN-Forschungsinstitut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik (FHR) befindet sich an der Südgrenze von Nordrhein-Westfalen auf der Höhe des Wachtbergs nahe Bonn-Bad Godesberg. Das Institut entwickelt Konzepte, Verfahren und Systeme für elektromagnetische Sensorik, insbesondere im Bereich Radar, verbunden mit neuartigen Methoden der Signalverarbeitung und innovativen Technologien vom Mikrowellenbis zum unteren Terahertzbereich. Seine Kompetenz – sichtbar an institutseigenen hochkomplexen Experimentalsystemen – erstreckt sich über nahezu alle Teilgebiete moderner Radarverfahren. Es steht dem Bundesministerium der Verteidigung und seinen nachgeordneten Behörden umfassend zur Verfügung und sichert so die nationale Beratungs- und Urteilsfähigkeit im wehrtechnischen Umfeld. Das Institut bietet mit der Großeinrichtung des TIRA-Radars, mehreren echoarmen Messkammern für elektromagnetische Feldmessungen, umfangreichen Technologie-Zentren für analoge und digitale Leiterplattentechnologie und HF-Messtechnik bis 600 GHz hervorragende Möglichkeiten zur Entwicklung moderner elektromagnetischer Sensorsysteme, aber auch zur Ausbildung technisch-wissenschaftlichen Personals. Die Kernkompetenzen des FHR: numerische Berechnung und Modellierung elektromagnetischer Felder, Höchstfrequenztechnologie, fortgeschrittene Methoden der Sensor-Signalverarbeitung, Klassifizierung und Identifizierung von Luft- und Bodenzielen und Beobachtung und Analyse von Weltraumobjekten mit Radar bilden – verbunden mit modernster Mess- und Fertigungstechnik – die Grundlage für die F&E-Arbeiten des Institutes. Die Stärke des FHR liegt unter anderem darin begründet, dass die unterschiedlichen Bereiche projektbezogen so miteinander verknüpft werden, dass eine Systemkompetenz resultiert, die dem FHR den Aufbau anspruchsvoller Experimentalsysteme ermöglicht, welche die Lösung einer Vielfalt von Teilaufgaben – vom Radardesign über die Anfertigung von Hardware bis zur komplexen Steuerung, Signalverarbeitung und dem quasi-operationellen Betrieb – erfordern.

Bildgebendes Radar: Zu den prominenten Werkzeugen künftiger Überwachungs- und Aufklärungsaufgaben zählt die radarbasierte bildgebende Sensorik. Die Merkmale eines Radarsensors, insbesondere die Allwetterfähigkeit, und die Tageszeitunabhängigkeit sind Vorraussetzungen für einen zeitnahen Einsatz in einem aktuell auftretenden Krisenszenario. Neben einer entfernungsunabhängigen Ortsauflösung, bietet mehrkanaliges Radar auch die Möglichkeit zur dreidimensionalen Erfassung und zur weiträumigen Bewegtzielentdeckung langsam bewegter Bodenziele. Phased Array Antennen sind Anordnungen von Antennenelementen. Durch geeignete Ansteuerung (mittels Phasenschieber oder Zeitverzögerung) lässt sich eine Bündelung und Schwenkung der Abstrahlung im µ-Sekundentakt erreichen. Ein Radar mit solcher Antenne kann die Sendeleistung nach Bedarf im Raum konzentrieren (Energy Management) und mehrere Radaraufgaben (Suche, Verfolgung, Klassifizierung, Bildgebende Verfahren) im Zeitmultiplex durchführen (Multifunktionsradar). Bi- und multistatisches Radar Als Konsequenz zunehmender Fähigkeiten im Bereich der Gegenmaßnahmen gegenüber aktiv strahlenden Radaren, die von elektronischen Gegenmaßnahmen (ECM) bis hin zu »Anti-Radiation-Missiles« (ARM) reichen, steigt die Notwendigkeit für passive Empfangssysteme. Eine solche Forderung kann in bi-/multistatischen Systemen erfüllt werden. Gleichzeitig eröffnen diese die Möglichkeit, signaturreduzierende Maßnahmen (STEALTH) zu überwinden. Die Nicht-kooperative Zielidentifizierung, d.h. eine Identifizierung ohne Mitwirkung des betrachteten Zieles, hat ihren bedeutsamen Platz im Bereich der Luft- und Bodenaufklärung. Sie stellt eine Ergänzung zu den kooperativen (IFF-) Verfahren dar und erlaubt zusätzlich zur positiven Identifizierung eigener Ziele (kooperative Verfahren) auch die positive Identifizierung feindlicher Objekte. Im erweiterten Sinne ist auch die Frage der Minendetektion und -klassifizierung diesem Arbeitsbereich zuzuordnen.

orschungsbereiche

Unter dem Begriff der Radar-EloKa und Störverfahren subsummieren sich alle elektronischen Maßnahmen zur Erfassung und Identifizierung von Radargeräten (Elektronische Unterstützungsmaßnahmen EloUM) sowie alle Maßnahmen (Elektronische Gegenmaßnahmen EloGM und Anti Radiation Missile ARM), die den Nutzen gegnerischer Radarsysteme »ausreichend« mindern. Große Expertise besteht bei der Untersuchung von tarnwirksamen Materialien und dem Signaturmanagement. Millimeter-Wellen-Radar und Terahertz-Sensorik optimiert die intelligente Zielannäherung und die Aufklärung. Große Fortschritte wurden in der Technologie hinsichtlich Leistungssteigerung und Miniaturisierung gemacht und damit die Basis für verbesserte Verfahren der Signalverarbeitung gelegt. Höhere Frequenzbänder bis zum Terahertz-Bereich ermöglichen neuartige kurzreichweitige Anwendungen, die insbesondere als passive Systeme Anwendungsfelder in der Sicherheitstechnik erschließen. Der Forschungsbereich Antennen und Streufelder befasst sich mit elektromagnetischen und technologischen Aspekten des Antennenentwurfs und der Analyse von Radar-Streufeldern. Hierfür werden leistungsfähige numerische Modellierungsverfahren entwickelt, mit denen z.B. die Streufelder realitätsnaher Flugzeugmodelle numerisch exakt berechnet werden können. Im Hinblick auf zukünftige strukturintegrierte, multifunktionale Antennen werden neuartige Design- und Realisierungskonzepte für einzelne Antennenelemente und für Antennengruppen untersucht. Im Forschungsbereich Radar zur Weltraumaufklärung werden die spezifischen Fragestellungen und Anforderungen an Radarsysteme und -verfahren zur Zielverfolgung und hochauflösenden Zielabbildung von Objekten im erdnahen Weltraum und in der Atmosphäre untersucht. Die in Europa einzigartige Großradaranlage TIRA wird dabei sowohl als Experimentalträger zu Unterstützung und Verifikation der Verfahrensentwicklung als auch operationell im Rahmen von Auftragsstudien militärischer und ziviler Auftraggeber eingesetzt und stetig weiterentwickelt. Institute forschen für Sicherheit und Verteidigung

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Führung und Aufklärung

Forschungsinstitut für Kommunikation, Informationsverarbeitung und Ergonomie

Im Forschungsinstitut für Kommunikation, Informationsverarbeitung und Ergonomie werden von ca. 160 Mitarbeitern wissenschaftlich-technische Erkenntnisse aus den im Namen aufgeführten wissenschaftlichen Disziplinen erarbeitet, soweit sie für die Gestaltung und Weiterentwicklung von wehrtechnischen Systemen zur Führung und Aufklärung relevant sind. Im englischen Sprachgebrauch fasst man dieses Gebiet unter der Bezeichnung C3ISR (command, control, communication, intelligence, surveillance, and reconnaissance) zusammen.

Kontakt Institutsleiter Wiss. Leiter Ergonomie Anschrift Telefon Fax E-Mail

1963 160 11,5 Mio. €

Prof. Dr. Jürgen Grosche Prof. Dr.-Ing. Christopher Schlick Neuenahrer Str. 20 53343 Wachtberg + 49 (0) 2 28 94 35 - 287 + 49 (0) 2 28 94 35 - 685 [email protected] www.fgan.de

Profil

Info

Gründungsjahr Mitarbeiter Haushalt

17–Institute forschen für Sicherheit und Verteidigung

Das nebenstehende Bild beschreibt in stilisierter Form den Anwendungskontext vor dem Hintergrund der vernetzten Operationsführung. Das Spektrum der Einzelthemen ist breit gefächert. So befassen wir uns u.a. mit der Weiterentwicklung moderner Zielverfolgungsverfahren in einem Netz unterschiedlicher Sensoren, mit der Auswahl und Gestaltung von Systemen zur Übertragung dieser Informationen, mit Problemen der Ausbreitung in Funknetzen – auch über große Entfernungen –, mit der Aufklärung von Ort und Eigenschaften von Übertragungseinrichtungen, mit der verdichtenden Verarbeitung und konsistenten Verteilung der gewonnenen Informationen in verteilten Informationssystemen bis hin zur Konzeption und Realisierung geeigneter Benutzeroberflächen im Sinne einer intelligenten Unterstützung der jeweiligen Anwender. Wesentliche Voraussetzung und Herausforderung für unsere Arbeit ist die schnelle Weiterentwicklung der Informationstechnologie, die wesentliches Potenzial für die Verbesserung wehrtechnischer Systeme bietet. Das Identifizieren von Innovationspotenzialen, die Erarbeitung von Methoden und Verfahren zur Umsetzung in die Anwendung, der Nachweis der Machbarkeit und die Abschätzung des Aufwandes auf der Basis exemplarischer Realisierungen sind Einzelschritte unserer Vorgehensweise.

Die Signalerfassende Aufklärung von Kommunikationssignalen ist eine passive allwetterfähige Komponente der Aufklärung. Das Arbeitsgebiet umfasst Wellenausbreitung, Antennentechnologie, Peil-/Ortungsverfahren, nicht-kooperative Signalverarbeitungsalgorithmen beispielsweise zur blinden Entzerrung und Modulationsartenerkennung, die breitbandige Erfassung mit intelligenten Antennen, die Aufklärung komplexer Mobilfunkszenarien sowie Stör- und Täuschverfahren in Kommunikations- und Navigationssystemen. Im Forschungsfeld Kommunikation in heterogenen Netzen werden sichere Verbindungen in militärischen Netzwerken auf IP-Basis untersucht. Hierzu entwickeln wir Verfahren zur Erfüllung von Prioritäts- und Quality of Service-Anforderungen über schmalbandige und fehleranfällige Netze. Neben Intrusion-Detection-Systemen untersuchen wir Multicast-Protokolle für die Übermittlung großer Datenmengen in Nachrichtensystemen, in der Schlüsselverwaltung und in Routing-Verfahren für drahtlose Netzwerke. Im Forschungsfeld Multisensordaten- und Informationsfusion befassen wir uns mit der algorithmischen Verknüpfung aufeinanderfolgender Stufen der Aufklärung, um aus der Informations- und Datenflut schnellere und bessere Auswerteergebnisse zu gewinnen. Hierzu werden Verfahren für eine situations- und kontextorientierte Multisensordaten- und Informationsfusion für die Aufgaben Verfolgung, Klassifikation, Identifikation und Bedrohungsanalyse entwickelt. Die Integration sensorieller Information mit militärischen und anderen Wissensbasen trägt zur Optimierung des Lagebildes bei.

orschungsbereiche

Im Forschungsfeld Wissensbasierte Verfahren geht es um die Entwicklung von Assistenzsystemen zur Entscheidungsunterstützung im Führungsprozess. Die Bedeutung eines situationsangepassten Informationsmanagements steigt mit der Menge militärisch relevanter Freitexte. Diese werden mittels computerlinguistischer Analysen in eine formale und strukturierte Form transformiert. Die extrahierten Informationen werden mittels Ontologiekomponenten um zusätzliche Informationen angereichert. Durch den erweiterten Kontext wird ein Beitrag zu einer verbesserten Interoperabilität geleistet. Im Forschungsfeld Verteilte Informationssysteme werden Untersuchungen zum strukturellen Aufbau und der rollenbezogenen Funktionalität von IT-Systemen erarbeitet. Die an allen Systemknoten verfügbaren, teilredundanten Informationen gehören zu einem gemeinsamen Informationsraum, dessen Beherrschung die Voraussetzung für eine übereinstimmende Beurteilung der militärischen Lage darstellt. Weitere Schwerpunkte sind prozessorientierte Datenbankanwendungen sowie die Entwicklung grafischer Interaktionssysteme zur Visualisierung und Bearbeitung raumbezogener Daten. Zur Untersuchung von Techniken in der Führung und Überwachung teilautonomer mobiler Kleinroboter-Systeme werden landgestützte mobile Mehrrobotersysteme auf Basis marktgängiger Hard- und Softwarekomponenten prototypisch entwickelt. Weitere Untersuchungsgegenstände sind: Kooperationsverfahren bei der autonomen Überwachung eines Geländes oder beim Aufbau von Kommunikationsnetzen, Interaktion von Operateuren mit Einzel- und Mehrrobotersystemen, die Optimierung mobiler und stationärer Benutzungsschnittstellen sowie deren Integration in das Gesamtsystem. Im Forschungsfeld Visualisierung und Benutzerunterstützung werden innovative Verfahren und Technologien zur Mensch-System-Interaktion erforscht. Wesentliche Aspekte sind die benutzer- und aufgabenorientierte Visualisierung zeitkritischer und komplexer Sachverhalte. Auf der Basis von Verfahren der Virtuellen und Erweiterten Umgebungen werden Gestaltungsrichtlinien für die Systemauslegung definiert und Methoden zum Einsatz in der Missionsvorbereitung und operativen Missionsführung erarbeitet. Bei der ergonomischen Systembewertung und der Bewertung und Modellierung von Benutzerverhalten werden subjektive und physiologische Techniken zur Erfassung von mentaler Beanspruchung und des Situationsbewusstseins verwendet.

Institute forschen für Sicherheit und Verteidigung

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Bildgebende Sensorik im System

Forschungsinstitut für Optronik und Mustererkennung

Das Forschungsinstitut für Optronik und Mustererkennung untersucht Grundlagen bildgebender Sensorik für den Soldaten und für autonome Systeme. Es wurde 1999 gegründet mit Zusammenlegung der Institute FfO und FIM, die rund 25 Jahre lang die Schwerpunke Optik und Bildauswertung erfolgreich bearbeiteten. Das zusammengefügte Potential ist zukunftsweisend: optronische Sensorik wird in Zukunft integrierte Bildverarbeitung enthalten, oft als dominierende Komponente. Zukünftige Aufklärungs- und Waffensysteme sind kaum noch denkbar ohne optronische Sensoren.

Gründungsjahr Mitarbeiter Haushalt

Das Institut unterstützt die Bundeswehr in ihrem gesamten Aufgabenspektrum mit wechselnden Schwerpunkten von Aufklärung über Präzision der Waffenwirkung bis zu Gegenmaßnahmen.

1999 120 11 Mio. €

Kontakt Institutsleiter Anschrift Telefon Fax E-Mail

Prof. Dr. Maurus Tacke Gutleuthausstr. 1 76275 Ettlingen + 49 (0) 72 43 9 92 - 131 + 49 (0) 72 43 9 92 - 298 [email protected] www.fgan.de

Profil

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Durch seine Kenntnisse in:

19–Institute forschen für Sicherheit und Verteidigung

-

Signaturen Optik der Atmosphäre Optik Quantenoptik Optronik Bildaufbereitung Bildbearbeitung Mustererkennung Datenflussarchitekturen Wirkung Modelle und Simulation

hat das Institut die Fähigkeit, die gesamte Kette im System zu analysieren.

Basis für die Konzeption, Planung und Bewertung von bildgebenden Systemen ist das Erscheinungsbild der verschiedenen Objekte für die Sensoren, die Signatur. Das Institut verfügt über umfangreiches Material hierzu, das ständig aktualisiert wird. Alternativ zu experimentell ermittelten Signaturen werden auch Modelle der Objekte vorgehalten und für die Simulation eingesetzt. Das nebenstehende Bild zeigt als Beispiel das Institutsgebäude in mehreren Darstellungsarten.

Die Ausführung von Sensorik variiert stark mit dem Verwendungszweck. Die Anforderungen bestimmen die technischen Daten, das Institut verfügt über den wissenschaftlichen Hintergrund zur Unterstützung der Auswahl unterschiedlicher Konzepte und Ausführungen. Das Bild zeigt ein neu eingeführtes Infrarot-Zielgerät, bei dem das FOM von der Konzeption an sein Fachwissen einbringen konnte, zum Beispiel durch Einsatz seines Modells TRM3 für die vergleichende Bestimmung der Reichweite solcher Sensoren im Einsatz. (Bildquelle: Bundeswehr)

Ein Schwerpunkt in der Mustererkennung ist die automatische Analyse für Laser-Radar. Sie hilft Hubschrauberpiloten und warnt vor Hindernissen, hier eine Hochspannungsleitung in schwierigem Gelände.

orschungsbereiche

Hauptanwendung der Mustererkennung bleibt mittelfristig die Auswertung und Fusion von zweidimensionalen Bildern konventioneller Sensoren. Sie ist zum Beispiel Grundlage der automatischen Navigation für autonome Systeme, die nicht immer auf GPS basieren kann. Aktueller Schwerpunkt ist die Verarbeitung von Bildserien bewegter Sensoren. Das Bild zeigt die aus den Daten eines Infrarotsensors automatisch bestimmte Flugbahn, (grün), und eine im ausgewerteten 3-D Raum eingetragene automatische Fahrspur, (gelb).

Warnsensorik bleibt ein brennendes Problem. Das FOM gewinnt mit experimentellen Sensoren Daten (hier im IR) und ermittelt automatisch mögliche Gefährdungen (gelbe Spuren).

Ein typisches Beispiel zur Bildauswertung für zukünftige Systeme ist die Bearbeitung von Daten des Radars mit synthetischer Apertur (SAR), das in den SAR-LUPE Satelliten für die weltweite Aufklärung der Bundeswehr eingesetzt werden wird. Im Bild ist ein durch FOM-Algorithmen automatisch entdeckter und markierter Flughafen mit seinen Verkehrsflächen in einem SAR-Bild zu erkennen. Die FOM-Bildauswertung ergänzt hier die Arbeiten des Schwesterinstituts FHR. Die wissenschaftliche Beurteilung der Leistung optronischer Systeme und Verfahren setzt eine detaillierte Kenntnis aller Komponenten voraus. Das Institut untersucht zum Beispiel den Einfluss der Atmosphäre auf die optische Abbildung und gewinnt umfangreiche Klima-Daten dazu. Das Bild zeigt einen ursprünglich homogenen Laserfleck, der durch die Atmosphäre stark deformiert ist. Die theoretischen und experimentellen Ergebnisse solcher Untersuchungen sind auch für passive Sensoren wichtig.

Institute forschen für Sicherheit und Verteidigung

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Luft- und Raumfahrt

Info

Gründungsjahr Mitarbeiter Haushalt Zuwendung BMVg Kontakt Vorsitzender des Vorstands: Anschrift Telefon Fax E-Mail

1969 5100 1,2 Mrd. € 29,6 Mio. €

Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. mult. Sigmar Wittig Linder Höhe 51147 Köln + 49 (0) 2203 601 2269 + 49 (0) 2203 64190 [email protected] www.dlr.de

Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) ist das nationale Forschungszentrum für Luft- und Raumfahrt und die Raumfahrtagentur Deutschlands. In 31 Forschungsinstituten und wissenschaftlich-technischen Einrichtungen beschäftigt das DLR rund 5100 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter mit einem Gesamtbudget von 1.2 Mrd. EUR. Die wehrtechnischen Arbeiten des DLR sind auf eine Vielzahl von Instituten verteilt, mit Themenschwerpunkten in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Radar- und Lasertechnologie und sind geographisch auf die Standorte Köln-Porz, Berlin-Adlershof, Braunschweig, Göttingen, Lampoldshausen, Oberpfaffenhofen und Stuttgart aufgeteilt. Die überwiegende Mehrzahl der Arbeiten konzentriert sich allerdings auf die Institute für Aerodynamik und Strömungsmechanik (AS), für Flugsystemtechnik (FT), für Flugführung (FL), für Hochfrequenztechnik und Radarsysteme (HR) und Technische Physik (TP). Letzteres arbeitet nahezu ausschließlich im Verteidigungsbereich und ist deshalb auf der folgenden Doppelseite gesondert dargestellt. Die wehrtechnischen Themenschwerpunkte des DLR beziehen sich auf die Gebiete: - Flugzeuge - Hubschrauber - Hochagile Flugkörper - Drohnen / UAVs - Raumgestützte Aufklärung / Radartechnologie - Lasertechnologie Ziele der wehrtechnischen Forschung im DLR sind: - Die Erstellung von Beiträgen zur Bedarfsdeckung und Schließung der Fähigkeitslücken der Bundeswehr. - Die Bereitstellung von Verfahren, Anlagen und Durchführung von Demonstrationen. - Der Erhalt und Ausbau der Urteils- und Beratungskompetenz für BMVg / BWB und nachgeordnete Dienststellen. Die strategische Ausrichtung der wehrtechnischen Forschungsarbeiten orientiert sich dabei an den geforderten Fähigkeiten der Streitkräfte.

21–Institute forschen für Sicherheit und Verteidigung

Der Schwerpunkt Flugzeuge befasst sich mit Forschungsarbeiten zu Kampf- und Transportflugzeugen. Im Bereich der Aerodynamik werden insbesondere Werkzeuge für numerische (CFD) und experimentelle (Windkanalmesstechnik) Simulationen entwickelt. Durch die Kopplung von Aerodynamik und Flugtechnik lassen sich komplexe Manöver darstellen. Besonderes Interesse gilt dem hohen Anstellwinkel (Deltaflügel). Im Bereich der Bauweisen und Strukturforschung spielt der Einsatz von CFK-Materialien eine besondere Rolle und wird bei fortschrittlichen Flugzeugstrukturen im Bereich der Fertigungsverfahren und Materialtechnik umgesetzt. Ein besonderes Beispiel stellt hier das Thermoplastruder für Kampfflugzeuge dar. Ein weiteres Beispiel ist der Einsatz von Faserverbundwerkstoffen bei der Realisierung von hybriden Schaufelformen für Niederdruckverdichter in Leichtbauweise. Während bei der Flugregelung die Schubvektorsteuerung im Vordergrund steht, spielt bei der Avionik die Pilotenunterstützung durch das „Enhanced and Synthetic Vision System“ eine besondere Rolle. Der Schwerpunkt Hubschrauber befasst sich mit der aktiven Rotorsteuerung zur Reduktion von Vibration und Lärm sowie mit dem Crashverhalten von Strukturen. Eine besondere Rolle kommt dem Hubschraubersimulator zur Systemdemonstration neuer Technologien unter operationellen Bedingungen zu. Darüber hinaus entwickelt das DLR einen flugtauglichen Hubschrauber-Pilotenassistenten zur Steigerung des Situationsbewusstseins der Besatzung unter schwierigen Bedrohungsbedingungen.

chwerpunkte

Der vermehrte Einsatz von unbemannten Fluggeräten, Drohnen / UAVs, für die weitreichende Aufklärung und Nachrichtengewinnung erfordert die Fernführung der UAVs über einen bodengebundenen Leitstand sowie die Integration in den zivilen Luftraum. Eine herausragende Rolle spielt dabei das DLR-Forschungsflugzeug ATTAS, das als fliegender UAV-Simulator gezeigt hat, dass der Flug von UAVs im zivilen Luftraum unter hohen Sicherheitsstandards möglich ist. Hochagile Flugkörper dienen der Abwehr gegnerischer Angriffe und damit dem Schutz eigener Systeme bzw. Truppen und zielen somit auf eine Steigerung der Wirksamkeit im Einsatz. Ihre Überlegenheit gewinnen sie aus der hohen Überschallgeschwindigkeit bis hin zum Hyperschallbereich. Schwerpunkt der Forschungsarbeiten sind der regelbare Antrieb mit gelförmigen Treibstoffen, Querschubsteuerung, Kinneinlauf unter hohem Anstellwinkel sowie Radome aus Faserverbundwerkstoffen. Die Raumgestützte Aufklärung / Radartechnologie befasst sich vorrangig mit dem Radarsignaturmanagement und der satellitengestützten Radaraufklärung. Während das Radarsignaturmanagement sich auf die Erforschung der Radarrückstreuquerschnitte relevanter Ziele auch im Hinblick auf Tarnung und Täuschung konzentriert, befasst sich die Radaraufklärung vorwiegend mit der Untersuchung hochaufgelöster, bildgebender Verfahren auf der Basis synthetischer Aperturen (Synthetic Aperture Radar, SAR). Als herausragendes Projekt ist hier SAR-Lupe zu erwähnen.

Institute forschen für Sicherheit und Verteidigung

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Licht und Wirksamkeit

Das DLR – Institut für Technische Physik ist das führende Forschungsinstitut für die verteidigungsbezogene Lasertechnologie in Deutschland. Dabei ist es in internationale Kooperationen eingebunden und als kompetenter Partner für die Industrie gut aufgestellt. Inzwischen hat es seine Kompetenzen erweitert und wird damit auch dem wachsenden Bedarf in der wehrtechnischen und zivilen Sicherheitsforschung in hohem Maße gerecht.

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1984 ca. 60 5,9 Mio. €

Prof. Dr. Willy L. Bohn Pfaffenwaldring 38-40 70569 Stuttgart + 49 (0) 711 6862 772 + 49 (0) 711 6862 788 [email protected] www.dlr.de/tp

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Gründungsjahr Mitarbeiter Haushalt

Die Kernkompetenzen der verteidigungsbezogenen Forschung liegen in der Untersuchung und Entwicklung von Hochenergielasern zum Einsatz in der erweiterten Luftverteidigung, von niederund hochrepetierenden leistungsstarken Lasersystemen für gerichtete optische Gegenmaßnahmen im mittleren infraroten Spektralbereich und von aktiven optischen Systemen mit den Schwerpunkten Imaging und Tracking. Hinzu kommt das Arbeitsfeld der laserinduzierten Schädigung und Letalität.

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Das Spektrum der verteidigungsbezogenen Hochenergielaserforschung reicht von Untersuchungen einsatznaher chemischer Laser, wobei das Institut ein Alleinstellungsmerkmal in Europa hat, bis zur mittelfristigen Entwicklung von Festkörper- und Faserlasern sowie deren Strahlkopplung. Vorrangige Zielsetzung bei den Lasersystemen für gerichtete optische Gegenmaßnahmen ist der Schutz von fliegenden Plattformen vor Angriffen durch Boden-Luft-Raketen und insbesondere sog. „ManPADs“. Dabei gilt es kompakte, effiziente und hochgradig integrationsfähige Laserquellen zu entwickeln. Der zunehmende Einsatz von Lasern im Gefechtsfeld erfordert die genaue Kenntnis von Schädigungs- und Zerstörmechanismen sowohl für die Erhöhung der Wirksamkeit im Einsatz als auch für den Schutz der Streitkräfte.

Das Geschäftsfeld Hochenergielaser / COIL befasst sich mit der Untersuchung und Entwicklung eines chemischen Sauerstoff-Iodlasers (COIL). Mit seinen hervorragenden Skalierungseigenschaften, seinem hohen Wirkungsgrad und seiner kurzen Wellenlänge bei 1.315 µm bietet er optimale Voraussetzungen für Anwendungen im Hochenergiebereich mit hoher Brillanz. Er gilt deshalb derzeit als aussichtsreichster Kandidat für ein lasergestütztes Luftverteidigungssystem. Das Institut betreibt eine einzigartige Großanlage zur Validierung unterschiedlicher Konzepte der Leistungsskalierung im Hinblick auf den militärischen Einsatz. Derzeit wird das Potenzial des chemischen Sauerstoff-Iodlasers zusammen mit einem Industriekonsortium in Feldversuchen auf einer Erprobungsstelle der Bundeswehr evaluiert.

eschäftsfelder

Das Geschäftsfeld Festkörperlaser und Nichtlineare Optik umfasst die Untersuchung und Entwicklung von festfrequenten und durchstimmbaren Festkörperlaserquellen. Für die gerichtete optische Gegenmaßnahme wird insbesondere die Frequenzkonversion über Optisch Parametrische Oszillatoren (OPO) auf der Basis nichtlinearer Volumenkristalle und periodisch gepolter Materialien realisiert und bewertet. Wegen der hohen Gesamteffizienz gewinnen dabei Pumplaser mit einer Emissionswellenlänge von 2 µm zunehmend an Bedeutung. Im Hinblick auf einen zukünftigen Mittelenergielaser hoher Brillanz werden neue Resonatorarchitekturen mit adaptiven Optiken auf der Basis des Scheibenlasers untersucht. Trotz der rapiden Fortschritte in der Faserlasertechnologie wird die Ausgangsleistung der Einzelfaser begrenzt bleiben. Zur Skalierung der Systemleistung werden deshalb Konzepte zur kohärenten Kopplung von Einzelemittern experimentell analysiert und bewertet. In der zivilen Vertragsforschung werden durchstimmbare Laserquellen für luft- und raumgestützte LIDAR-Systeme entwickelt. Sie bieten die Grundlage für biologische und chemische Kampfstoffdetektion über große Entfernungen. Im Geschäftsfeld Aktive Optische Systeme werden dynamische holographische Verfahren und adaptive optische Methoden als Grundlage für aktive hochauflösende Imaging- und hochgenaue, automatische Pointing- und Tracking-Systeme erforscht und entwickelt. Dabei geht es vorwiegend um Turbulenzkompensation durch Kontrolle und Steuerung der Phasenfront. Ein neuartiger Aspekt der Laserpropagation durch die Atmosphäre ergibt sich durch den Einsatz von Ultrakurzpulslasern (fs) und deren hochgradig nichtlinearer Ausbreitungseigenschaften (Filamentierung, Weisslichterzeugung). Weiterhin befasst sich dieses Geschäftsfeld mit der Verwundbarkeit und dem Schutz optronischer Komponenten. Zur Durchführung dieser Untersuchungen betreibt das Institut eine Versuchsanlage zur Analyse laserinduzierter Schädigung optischer bzw. optronischer Materialien. In diesem Laserverwundbarkeitslabor werden Schädigungsschwellen unter Berücksichtigung internationaler Standards der Zerstörschwellenmessung ermittelt. Die Durchführung der Tests erfolgt sowohl im sichtbaren als auch im infraroten Spektralbereich. Neben terrestrischen Anwendungen testet das Institut auch Laseroptiken für den späteren Einsatz im Weltraum. Die Stabsabteilung Studien & Konzepte befasst sich mit experimentellen und theoretischen Konzeptstudien für spezifische Aufgabenbereiche von bereits in der Grundlage erforschten Lasersystemen, konzeptionelle Studienuntersuchungen zur Auslegung und zum Anwendungspozential zukünftiger Lasersysteme sowie systemtechnischen und systemübergreifenden Aspekten des Einsatzes von Lasersystemen und ergänzen in so weit die anderen Aktivitäten am Institut. Neben einer intensiven wissenschaftlichen und technischen Beratung von BMVg / BWB und nachgeordneten Dienststellen gehört auch die Experimentalstudie Laser-Lightcraft, ein innovatives Antriebskonzept für Mikrosatelliten, zu den aktuellen Aufgaben.

Institute forschen für Sicherheit und Verteidigung

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Bundesministerium der Verteidigung Hauptabteilung Rüstung - Rü IV 2 Postfach 13 28 53003 Bonn Tel.: + 49 (0) 18 88 / 24 4257 Fax: + 49 (0) 18 88 / 24 1690 E-Mail: [email protected]

Fraunhofer-Verbund Verteidigungs- und Sicherheitsforschung Eckerstraße 4 79104 Freiburg Tel.: + 49 (0) 7 61 / 27 14 -351 Fax: + 49 (0) 7 61 / 27 14 -400 Fraunhofer-Institut für Kurzzeitdynamik Ernst-Mach-Institut EMI Eckerstraße 4 79104 Freiburg Tel.: + 49 (0) 7 61 / 27 14 -351 Fax: + 49 (0) 7 61 / 27 14 -400 Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik IAF Tullastrasse 72 79108 Freiburg Tel.: + 49 (0) 7 61 / 51 59 -410 Fax: + 49 (0) 7 61 / 51 59 -400

ontakte

Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT Joseph-von-Fraunhofer-Straße 7 76327 Pfinztal Tel.: + 49 (0) 7 21 / 46 40 -402 Fax: + 49 (0) 7 21 / 46 40 -442

FGAN FHR Forschungsinstitut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik Neuenahrer Str. 20 53343 Wachtberg Tel.: + 49 (0) 2 28 94 35 - 227 Fax: + 49 (0) 2 28 94 35 - 627 FGAN FKIE Forschungsinstitut für Kommunikation, Informationsverarbeitung und Ergonomie Neuenahrer Str. 20 53343 Wachtberg Tel.: + 49 (0) 2 28 94 35 - 287 Fax: + 49 (0) 2 28 94 35 - 685 FGAN FOM Forschungsinstitut für Optronik und Mustererkennung Gutleuthausstr. 1 76275 Ettlingen Tel.: + 49 (0) 72 43 9 92 - 131 Fax: + 49 (0) 72 43 9 92 - 298

Fraunhofer-Institut für Informations- und Datenverarbeitung IITB Fraunhoferstraße 1 76131 Karlsruhe Tel.: + 49 (0) 7 21 / 60 91 -210 Fax: + 49 (0) 7 21 / 60 91 -413 Fraunhofer-Institut für NaturwissenschaftlichTechnische Trendanalysen INT Appelsgarten 2 53879 Euskirchen Tel.: + 49 (0) 22 51 / 18 -227 Fax: + 49 (0) 22 51 / 18 -327

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