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Die Erfindung ist ein Blitzableitungs-System, das für militärische Zwecke einsetzbar ist. Es ist in der Lage elektrische Energie aus der Ladungsträger in der Atmosphäre auf ein bestimmtes Ziel auf dem Boden oder in die Luft durch zu leiten, um es dabei zu zerstören.
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Es wird seit einigen Jahren mit lasergesteuerte Blitz-Energie-Entladungen experimentiert, wobei beim Gewitter, die Blitze vom Himmel geholt werden. Das wird durch starke Lasergeräte erreicht, wobei ein gebündelter Laserstrahl Richtung Wolken abgegeben wird, der die Luft in dem Laserstrahl ionisiert. Durch die Ionisation wird die elektrische Leitfähigkeit der Luft soweit erhöht, dass eine Blitzentladung stattfinden kann.
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Geräte, die die Stromleitfähigkeit der Luft enorm erhöhen, werden in einige Patentanmeldungen beschrieben.
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DE 100 12 305 beschreibt eine Strahlenwaffe, die in die Luft zwei ionisierte Kanäle erzeugt und diese stromleitfähig macht. Dort werden die beiden Luftionen-Kanäle mittels Laserstrahlen generiert, in denen Stromladungsträger fast wie in physikalischen Stromleitungen fließen. Das Ziel wird durch eine eingebaute Hochspannungsquelle unter Strom gesetzt und dadurch neutralisiert.
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Die Anmeldung
DE 10 2006 031 742 beschreibt ein weiter entwickeltes System, das mit weniger Energie auskommt. Dort werden die Luftionen-Kanäle nicht durch einen Primär-Laserstrahl, sondern durch einen sekundären Laserstrahl, dessen Aufgabe ist, mit Hilfe von schnell hin und her pendelnden Brennpunkte, die Ionisierung mit relativ geringe Energie zu erzeugen und aufrecht zu erhalten. Auch hier werden Hochspannungsquellen benutzt, um die Stromladungsträger in Bewegung zu setzen.
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Der in den Patansprüchen 1 bis 36 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Blitzableiter-System in Form einer Flug-Vorrichtung für Militärzwecke zu schaffen, das in der Lage ist, natürliche Blitze aus der Atmosphäre punktuell und gesteuert auf einem Objekt am Boden zu leiten.
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Dieses Problem wird mit dem in den Patentansprüchen 1 bis 36 aufgeführten Merkmalen gelöst.
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Vorteile der Erfindung sind:
- - kann die Blitzentladung aus der Atmosphäre zu einem beliebigem Ziel in Reichweite auf dem Boden ableiten,
- - kann unbemerkt im feindliches Gebiet Ziele zerstören,
- - hinterlässt keine Spuren und keine Beweismittel,
- - kann Stromversorgung im feindlichem Gebiet lahmlegen,
- - ideal für die Vernichtung von Munitions-Lager geeignet,
- - kann auch für die gezielte Sprengung der Minen in Minenfelder verwendet werden.
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Ausführungsbeispiele werden anhand der 1 bis 13 erläutert. Es zeigen:
- 1 das Blitzableitungs-System bestehend aus einem Flugkörper (z.B. Drohne) und einem leistungsstarken Laserstrahler am Boden,
- 2 eine Drohne, die in der Lage ist, auch Kurzschlüsse zwischen Hochspannungsleitungen zu erzeugen,
- 3 den Einsatz gegen Sprengsätze auf einem Minenfeld,
- 4 ein kleines Luftschiff,
- 5 ein ferngesteuertes Bodenfahrzeug (RC-Modellfahrzeug) mit einem Spiegel ausgestattet, auf dem der Laserstrahl aus einem anderen Fahrzeug drauf gerichtet wird,
- 6 eine Ausführung mit einem schnell wandernden Brennpunkt aus Laserstrahlen,
- 7 das optische Steuerung-System der Drohne,
- 8 das optisch steuerbares System für die Drohne und die Laserdiode, die die Flugrichtung ansteuert, die in einer elektromagnetisch drehbaren Kugel eingebaut ist,
- 9 eine Drohne, bei der ein Mikrospiegel-Chip (DLP) eingebaut ist,
- 10 der Laserstrahler am Boden, der in einem Kugelgelenk oder Kardanaufhängung eingebaut ist,
- 11 eine Ausführung mit einer EMP-Spule,
- 12 eine Ausführung, wobei der Spiegel seitlich der Drohne angeordnet ist,
- 13 eine Drohne mit Überbrückungs-Leitung.
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Die Erfindung ist praktisch ein Spiegel-System, das durch den Elektroantrieb und eine Fernsteuerung fliegen kann, das von einem stark gebündelten, luftionisierenden Laserstrahl aus einer Laserquelle am Boden getroffen wird. Sie kann eine Flug-Vorrichtung sein, die in Form einer Drohne 6 oder eine kleines Luftschiffes 23 konzipiert werden. Die luftionisierende Laserstrahlung kommt aus einer Laserquelle 7 am Boden, die z.B. in einem Boden-Fahrzeug (z.B. Panzer), Schiff, Hubschrauber oder Flugzeug eingebaut ist.
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Im Gegensatz zu einem direkten Laserstrahl, mit dem man die Wolken treffen würde, um eine Blitzentladung zu bewirken, kann das Spiegel-System, in eine Drohne eingebaut, beliebige Ziele auf der Erdoberfläche treffen. Hier wird der Laserstrahl so umgelenkt, dass er die Wolken im Himmel und ein Objekt auf dem Boden trifft, wobei ein Luftionenkanal erzeugt wird, der stromleitfähig ist.
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Die Erfindung ist geeignet, um hauptsächlich unbewegliche Ziele in ein feindliches Gebiet zu zerstören. Sie braucht allerdings Ladungsträger aus der Atmosphäre, um den Zerstörungs-Effekt zu erreichen. Es werden praktisch atmosphärische Blitze / Blitz-Entladungen 1 benutzt und deren Energie gezielt auf einem Objekt (z.B. Munition oder Minen) 2 geleitet. Allerdings sie kann auch die Stromversorgung empfindlich stören, indem sie Kurzschlüsse zwischen Hochspannungsleitungen 3 verursacht. Hinzu kommt, dass die Vorrichtung auch einen EMP-Effekt generieren kann. Das wird durch eine eingebaute Spule erreicht, durch die einige dutzend tausende Ampere für eine sehr kurze Zeit fließen und diesen Strom für einen Elektromagnet-Impuls Erzeugung nutzt. Die Polaritäts-Achse 5 der Spule 4 kann dabei horizontal oder auch senkrecht angeordnet sein. Die Spule weist nur wenige Windungen auf und ist in der Lage für kurze Zeit (ein paar Millisekunden) sehr hohe Stromwerte auszuhalten.
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Das Blitzableitungs-System besteht aus einem Flugkörper (z.B. in Form eines Luftschiffs, Luftballons, oder einer Drohne) 6 und einem leistungsstarken Laserstrahler 7, der z.B. in einem bemannten oder in einem fernsteuerbarem Fahrzeug eingebaut ist (1). Dieser Flugkörper, der hier beschrieben wird, verwendet keine eigene Energie-Quelle für die Laserstrahlen 8. Seine Energiequelle wird lediglich für seinen eigenen Antriebs- und Steuerung-System verwendet, In dem Flugkörper (Drohne) 6 ist ein Spiegel-System eingebaut, das aus mindestens zwei beweglichen Spiegeln 9 besteht. Die beiden Spiegel sind aus Metall und mit je einem Aktuator 10 gekoppelt, durch den sie beliebig schwenkbar sind. Die beiden Spiegel sind durch einen Stromleiter 11 oder einem Metall-Scharnier 12 miteinander verbunden. Sie bestehen aus zwei Flächen 13 oder Flügel, die an eine gemeinsame Kante schwenkbar verbunden sind (z.B. durch einem stromleitenden Metall-Scharnier). Durch elektrische Aktuatoren 10 kann der Winkel der Flügel beliebig geändert werden. Der Flugkörper sollte am besten eine fernsteuerbare Drohne oder Luftschiff sein, damit eine präzise Anordnung der Spiegelflächen erreicht werden kann. Die Spiegel, die aus Metall bestehen, bilden eine Flügelkonstruktion aus zwei Flügeln, die an einer Kante / Rand 14 durch ein Scharnier 12 miteinander verbunden sind. Die beiden Spiegel-Flügel sind wie ein Winkel eines Dreiecks angeordnet, wobei dessen Spitze in Richtung des Laserstrahlers am Boden zeigt. Die beiden Spiegel sind zusätzlich durch eine flexible Stark-Stromleitung 11 miteinander verbunden. Der starke Laserstrahl 8 trifft die Spitze 15 der beiden Spiegel-Flügel-Konstruktion und wird in zwei Laserstrahlen geteilt und gleichzeitig auch in zwei Richtungen umgelenkt. Ein Teil der Laserstrahlen wird nach oben in Himmelrichtung und das andere Teil nach unten reflektiert. Die Laserenergie soll dabei so hoch sein, dass die Laserstrahlen Luftionenkanäle erzeugen. Für solche Zwecke sind Violette, Blaue, Ultraviolett- oder auch IR-Laserstrahlen geeignet. Der Laserstrahl 16 nach oben trifft die Wolken und kann durch den lonenkanal die Stromleitfähigkeit der Luft steigern. Der zweite Laserstrahl 17, der den Boden oder einen Munitionskörper 2 trifft, erzeugt ebenso einen stromleitfähigen Kanal 18 in die Luft. Sobald eine Gewitterwolke mit einem solchen luftionisierenden Laserstrahl getroffen wird, kann eine Blitzentladung stattfinden. Der elektrische Strom aus dem Blitz trifft den oberen Spiegel 19, fließt durch die Stromleitung 11 an dem unteren Spiegel 20 und wird mit dem Laserstrahl nach unten Richtung Boden einschlagen. Die beiden Luftionenkanäle dienen dabei wie Kupferdrähte, die den Erdboden oder eine Gegenstand am Erdboden mit der Wolke verbinden.
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Eine stromisolierende, durchsichtige Scheibe 21 an der Spiegel-System-Spitze entkoppelt den Laserstrahler am Boden, so dass die Blitzenergie nicht auf die Laserstrahlenquelle 7 ankommt. Die Scheibe 21 dient als Fenster, durch den die Laserstrahlen eindringen und auf den beiden Spiegeln treffen.
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Die beiden Spiegel sind so schwenkbar, dass der Laserstrahl 8 geteilt wird, wobei ein Teil nach oben und das andere nach unten gelenkt wird. Die Blitzentladung bzw. die Blitzenergie aus den Wolken wird durch den lonenkanal 18, der durch den oberen Laserstrahl erzeugt wird, den oberen Spiegel 19 treffen, in die Stark-Stromleitung 11 (oder Metall-Scharnier) fließen und dann durch den unteren Spiegel 20 nach Unten in Bodenrichtung in den zweiten lonenkanal geleitet. Durch die Steuerung der Aktuatoren 22 der Spiegel kann man mit dem Laserstrahl ein Ziel am Boden anvisieren, der dann durch die Blitzentladung getroffen wird. Trifft man damit auf eine Munition (z.B. auf einem Raketentransporter) kann diese zu Explosion gebracht werden. Der Flugkörper (Drohne, Luftschiff), der hier für solche Zwecke verwendet wird, kann auch gegen Minenfelder eingesetzt werden. Damit können Minnen 2 am Boden gezielt zu Explosion gebracht werden. Zu erwähnen ist, dass nicht die Laserstrahlen-Energie dazu beträgt, sondern vielmehr die atmosphärische Blitzentladungs-Energie, die auf dem Sprengkörper einschlägt. Es sind immerhin einige dutzend tausende Ampere Strom die dadurch fließen und eine Erhitzung des Sprengstoffs verursachen, die eine Explosion beisteuern können.
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Weil die Laserquelle nicht in die Flugdrohne sondern am Boden sich befindet, kann die Laserleistung sehr hoch sein. Vorteilhaft bei der Erfindung ist, dass die Energieversorgung am Boden viel besser und langanhaltender ist, als dies der Fall wäre bei einer in die Flug-Vorrichtung integrierten Laser- und Energiequelle. Zudem ist die Flug-Vorrichtung viel leichter, weil keine Zusatzenergiequelle und Leuchtmittel dort eingebaut sind. Die Drohne kann durch den Antrieb mit wenig Energie in die Luft bleiben. Auch die Kosten für eine solche Flug-Vorrichtung sind sehr niedrig, sodass wenn mal eine solche bei Flugmanövern beschädigt oder zerstört wird, keinen großen finanziellen Verlust bedeutet und daher schnell und günstig ersetzt werden kann.
Die Drohne ist in der Lage auch Kurzschlüsse zwischen Hochspannungsleitungen zu erzeugen und auf diese Weise Schäden in einem Umspannwerk oder Kraftwerk zu erzeugen (2). Die Drohne müsste lediglich zwischen zwei Hochspannungsleitern 35 oder außerhalb positioniert werden und die Spiegel so gedreht werden, dass sie die luftionisierende Laserstrahlenquelle auf die Drohne gerichtet, in zwei Laserstrahlen spalten und damit die Hochspannungsleiter treffen. Der Laserstrahl trifft somit zuerst die Drohne, lässt er sich durch die beiden Spiegel spalten und trifft dabei die beiden Stromleitungen. Wenn sie außerhalb der Hochspannungsleitungen positioniert wird, wird sie so gesteuert, dass sie und die beiden Stromleitungen fast auf derselben Ebene sich befinden. In dem Fall kann sie mit einem Laserstrahl die beiden Hochspannungsleitungen gleichzeitig treffen und diese durch einen lonenkanal kurz schließen. Es wird eine Strombrücke zwischen den Leitungen in Form von Luftionen-Kanäle erzeugt, die die Kurzschlüsse bewirkt. Damit sind Blackouts im feindlichen Territorium leicht zu verursachen.
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Die Flug-Vorrichtung kann ein beliebiges, fernsteuerbares Fluggerät sein, das relativ weit oder hoch fliegen und die Position schwebend halten kann. Der Einsatz einer schwebenden Drohne 6 wäre von Vorteil, weil diese sehr genau ferngesteuert werden kann und auch deren Positionierung ziemlich einfach ist. Durch eingebaute GPS-Systeme sind die Drohnen in der Lage selbstständig bis zu vorgegebene Koordinaten hinzufliegen und dort die Position in vorher bestimmter Flug-Höhe trotz leichter Seitenwinde zu halten. Weil dort eine Zusatz-Energiequelle für die Strahlenquelle fehlt und auch keine Lasergeräte eingebaut sind, ist die Drohne ziemlich leicht, klein und dadurch kein optimales Ziel für feindliche Kräfte. Die Drohne kann, je nach Einsatzzweck sehr klein oder auch etwas grösser sein. Es können auch mehrere Drohnen gleichzeitig verwendet werden. Man kann mehrere gebündelte, luftionisierende Laserstrahlen senden, die die Spiegelsysteme der Drohnen treffen und durch Lichtablenkelemente / Spiegel jeweils in zwei Laserstrahlen gespalten werden, die jeweils eine nach oben und der andere Richtung Boden abgegeben werden.
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Man würde meinen, dass die Drohne sehr lange auf einer Blitzentladung 24 lauern müsste, bis genug Stromladungen zusammenkommen und ein Blitz tatsächlich einschlägt. Das ist allerdings in der Praxis etwas anders. Wenn die Luftionen-Kanäle 18 erzeugt werden, können relativ häufig Blitzentladungen geleitet werden, falls die Ladungsträger in die Atmosphäre durch Gewitterwolken dementsprechend sich formiert haben. Die Blitzentladungen in der Natur sind etwas selten, nicht wegen der fehlenden Stromladungsträger, sondern weil die Luft ein Isolator ist und ein elektrischer Durchbruch sehr hohe Spannungen erfordert. In der Atmosphäre dauert es eine Zeit, bis die notwendige Spannung aufgebaut ist. Wenn man aber die Luft stromleitfähig (hier mit Hilfe von luftionisierenden Laserstrahlen) macht, dann werden die Stromentladungen viel öfter stattfinden, weil die Stromleitfähigkeits-Schwelle deutlich niedriger ist. Je länger man mit dem Erzeugung der Luftionen-Kanäle wartet bzw. diese seltener erzeugt, desto heftiger sind die Blitzentladungen, weil mit der Zeit die Spannungsdifferenzen höher werden. Die Luftionenkanäle werden nicht dauerhaft erzeugt, sondern in Form von kurzen Laserblitzen. Ein Sensor 25 in die Drohne, der die elektrostatischen Felder in die Umgebung messen kann, kann behilflich sein, um den Zeitpunkt der Laserblitz-Aktivierung zu bestimmen. Die Messwerte der Sensoren können über eine Auswerteeinheit 26 und einem Funkmodul 27 in die Drohne am Boden gesendet werden.
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Damit kann man auch Sprengsätze 28 auf einem Minenfeld vernichten (3). Die Drohne müsste mit einem Laserstrahl auf die Mine 28 zielen und mit dem anderen Laserstrahl nach oben in die Wolke. Sobald ein Blitz zustande kommt, wird er durch die Drohne auf die Mine geleitet und diese zünden. Selbstverständlich kann diese Erfindung sowohl im Militär- als auch im zivilen Bereich eingesetzt werden. Im Zivil-Bereich wäre die Erfindung für Forschungszwecke und Wissenserweiterung über atmosphärische Blitzentladungen ideal geeignet.
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Alternativ zu einer elektrischen Flug-Drohne kann man auch andere Flugkörper verwenden. Kleine Luftschiffe 23 können als alternative Variante zu Flug-Drohnen eingesetzt werden (4). Der Spiegel kann am Rand des Luftschiffs eingebaut werden oder das Luftschiff wird wie ein Riefen / Donut gebaut und der Laserstrahl durch die Mitte bzw. der Öffnung der Konstruktion senkrecht nach oben reflektiert / umgelenkt wird.
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Auch eine Kombination zwischen ferngesteuerte Bodenfahrzeuge und Flugdrohnen kann problemlos realisiert werden. In diesem Fall wäre das ferngesteuertes Bodenfahrzeug 29 (je nach Einsatzgebiet und Zweck, kann auch ein RC-Modellfahrzeug sein) mit einem Reflektor / Spiegel ausgestattet, auf dem der Laserstrahl aus einem anderen Fahrzeug drauf gerichtet wird, so nah wie möglich an dem Einsatz-Gebiet heran gesteuert und dann auf seinem Spiegel ein starker, luftionisierender Laserstrahl gerichtet, der dann nach oben reflektiert wird und die Drohne in die Luft trifft, die dann den Laserstrahl in Bodenrichtung und Wolkenrichtung aufteilt und umlenkt (5). Selbstverständlich muss der Spiegel auf dem fernsteuerbarem Bodenfahrzeug durch elektrische Aktuatoren in jede Richtung schwenkbar sein, sodass eine präzise Ausrichtung des reflektierten Laserstrahls auf die Drohne erfolgt. Für die Blitz-Umleitung können kleine, ferngesteuerte Bodenfahrzeuge 29 (RC-Modellfahrzeuge) benutzt werden. Es würde reichen, wenn man auf einem solchen ModellFahrzeug zwei elektrisch schwenkbare Spiegel einbaut, die einen Laserstrahl aus einer starken, luftionisierenden Laserquelle in zwei Laserstrahlen spaltet und diese in verschiedene Richtungen, bzw. in eine senkrechten Achse umlenkt. Das RC-Bodenfahrzeug 29 kann auch ohne Drohne eingesetzt werden, um einen Blitz vom Himmel zu holen, allerdings es kann dabei draufgehen, falls ein Sprengkörper damit aktiviert werden soll.
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Um den Standort der Laserstrahlenquelle 7 nicht zu verraten, sollen PulsLaser-Geräte verwendet werden, die sehr kurze UV- oder IR-LaserImpulse abgeben.
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Für eine Senkung des elektrischen Wiederstands in den Luftionenkanäle kann eine hervorragende Methode verwendet werden, die mit wenig Laserleistung funktioniert. Bei dieser Methode wird statt eines Laserstrahls, ein schnell wandernder Brennpunkt 30 aus Laserstrahlen generiert, der mit Hilfe von schnellen Aktuatoren 31 und Lichtablenkelemente 32 (Spiegel oder Linsen-Systeme) entlang einer Linie schnell wandert (6). Durch die Spiegel von der Drohne wird der Brennpunkt Richtung Himmel und Bodenrichtung abgegeben werden. Optimal ist, wenn man zwei solche Brennpunkte parallel sendet, die in einem kurzem Abstand voneinander sind. Ein Abstand von 2 - 5cm reicht aus. Die beiden Brennpunkte treffen jeweils einen der Spiegeln der Drohne und einer reist dann nach oben und der andere nach unten. Diese Brennpunkte 30 reisen sehr schnell und mehrmals zwischen dem Spiegel und Himmel und der andere zischen Spiegel und Erdboden hin und her und ionisieren dabei die Luft. Auf diese Weise werden zwei Luftionenkanäle generiert, in denen eine Blitzentladung stattfinden kann. Die Brennpunkte reisen mehrere tausende Male / Sekunde hin und her und brennen dabei die Staubpartikel in die Luft entlang deren Reise, was die Luftionenkanäle bildet. Die Frequenz mit der die Brennpunkte hin und her reisen kann sehr hoch sein. Elektromagnet- oder Piezo-Aktuatoren haben sehr kurze Ansprechzeiten und können z.B. in einem Linsensystem eingebaut, einen Brennpunkt über Distanzen von einigen Hunderten Metern bis einigen Kilometern hin und her bewegen. Bei einer Frequenz von 100KHz und einem Kilometer Distanz, würde der Brennpunkt ca. 33% der Lichtgeschwindigkeit erreichen, was ausreichend ist, um eine elektrischen Durchbruch in die Luft zu erzeugen. Die Lichtablenkelemente sollen in einem Lichtablenk-System so gestaltet, dass die Bewegungsamplitude der Lichtablenkelemente möglichst klein gehalten wird. Insbesondere bei Schwingfrequenzen von über 10KHz ist das wichtig, um die Material-Integrität der Bauteile zu gewährleisten. Es ist wichtig, die Lichtablenkelemente, die die Brennpunkte auf der Reise hin und her senden, mit dem Laserstrahlenquelle am Boden gekoppelt sind. Die Drohne soll mit ihren Spiegeln die Brennpunkt-Reise-Richtung lediglich nach oben und nach unten umlenken. Man kann zwar die Lichtablenkelemente auch in die Drohne einbauen, dann wird sie allerdings etwas schwerer und träge, was negativ auf die Flugdauer der Drohne wirkt. Als Lichtablenkelemente, mit denen man einen Brennpunkt erzeugen kann und den in einer Linie schnell wandern lassen kann, sind optische Linsen-Systeme oder Spiegel-Systeme geeignet. Insbesondere Spiegelchips 33 (Digital-Light-Processor, DLP) sind für solche Zwecke optimal gestaltet.
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Die schnell reisenden Brennpunkte ionisieren die Luft viel stärker und sind in der Lage die Stromleitfähigkeit der Luftkanäle zwar sehr kurzfristig, aber enorm stark zu erhöhen. Eine Vorrichtung, die die Brennpunkte in einem Laserstrahl zum Reisen bringt, wird in der Anmeldung
DE 10 2006 031 742 .4 beschrieben. Allerdings bei der Anmeldung werden die Brennpunkte in einem schon erzeugten Laserstrahl geschickt. Die Brennpunkte dort bewirken eine Luftionisierung, während die konstanten Laserstrahlen diese aufrechterhalten. Anders als bei
DE 10 2006 031 742 .4, werden hier nur die Brennpunkte der Laserstrahlen hin- und her wandern und die Luft ionisieren, ohne zusätzliche Laserstrahlen. Ein Zusatzlaserstrahl ist nicht erforderlich, weil die Spannungen in der Atmosphäre bei Gewitter viel höher sind die einen dielektrischen Durchbruch begünstigen.
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Die fernsteuerbare Flug-Drohne sollte auf jeden Fall auch eine Kamera 34 haben, damit die Umlenkung des Laserstrahls besser steuerbar ist und aus der Perspektive das Treffen von z.B. zwei Hochspannungsleitungen 35 oder einem Ziel am Boden deutlich erleichtert.
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Die Steuerung der Drohne bzw. die Positionierung über das zu Treffende Gegenstand 2, kann relativ leicht auch durch die Laserstrahlenquelle selbst aus dem Boden veranlasst werden. Durch kleine Lichtsensoren 36 in die Drohne, die z.B. in der Peripherie der Drohne eingebaut sind (an den Ecken der Drohne oder ringförmig verteilt) oder kranzförmig die Drohne umschließen wird eine sanfte Schwenkung / Bewegung eines Lichtstrahls 37 vom Boden aus, den die Drohne automatisch folgt (7). Zu erwähnen ist, dass für die Lichtsteuerung der Drohne, eine andere Laserstrahlenquelle verwendet werden soll, die deutlich schwächer als die primäre Laserstrahlenquelle ist und die lediglich die Lichtsensoren in die Drohne ansteuern soll. Für solche Zwecke sind z.B. IR-Laserdioden 38 mit ca. 1W-Laserleistung optimal geeignet. Durch die Sensoren und eine automatische Antriebssteuerung wird sie automatisch stets so fliegen, dass sie den schwachen Laserstrahl 37 zentriert empfangen und dann durch die Spiegel den primären, starken Laserstrahl nach oben und nach unten gleichzeitig reflektieren kann. Wenn die Lichtsensoren ringförmig um die Drohne angeordnet sind, wird durch eine Steuerung der Drohne jedesmal der Antrieb der Drohne so gesteuert, dass sie in der Richtung fliegt, in welcher einer der Lichtsensoren vom Lichtstrahl getroffen wurde. Sobald der Lichtstrahl die Drohne in der Mitte des Reflektors trifft, dann schwebt praktisch die Drohne an der Stelle weiter ohne sich zu bewegen, wenn der Laserstrahl auch nicht mehr geschwenkt wird. In der Mitte des Reflektors kann ebenso ein weiterer Lichtsensor 39 eingebaut werden, der von dem Lichtstrahl aus dem Boden getroffen wird. Um eine sanfte Steuerung der Drohne zu ermöglichen, sollte der Laserstrahl, der vom einem Gerät am Boden aus kommt, in der Mitte stark gebündelt, aber ebenfalls einen Strahlkegel 40 aus schwächeren Licht bilden. Ein solcher Laserstrahl, auf eine Wand 41 projiziert, würde einen kleinen Kreis 42 bilden, in dessen Mitte der Laserstrahl am stärksten leuchtet. Außerhalb des Mittelpunktes 43, ist der Strahl dann immer schwächer, je weiter man sich von Zentrum entfernt. Diese Geometrie des Strahls ermöglicht eine perfekte Steuerung der Drohne. Wenn man einmal mit dem Laserstrahl die Drohne trifft, dann folgt sie den Strahl automatisch, wenn man den weiter schwenkt. Sobald man den Strahl nach vorne schwenkt, dann werden die Lichtsensoren der Drohne auf der Vorderseite immer stärker mit Licht bestrahlt, während die hinteren immer weniger Licht bekommen. Durch eine Steuerung in die Drohne wird der Antrieb so gesteuert, dass sie nach vorne fliegt, bis der Mittelpunkt des Lichtkegels die Drohne mittig trifft. Schwenkt man den Lichtstrahl-Kegel nach rechts, dann werden die Lichtsensoren auf der rechten Seite der Drohne stärker mit Licht bestrahlt, was eine sofortige Antriebssteuerung für einen Flug nach rechts bewirkt. Durch Lichtstrahl kann sogar die Flughöhe der Drohne automatisch gesteuert werden. Wenn man zwei Laserstrahlen Richtung Drohne gibt, wobei diese Laserstrahlen an einem Punkt sich treffen (überkreuzen), kann man durch einen Bildsensor oder Lichtsensor den Lichtstrahlen-Treffpunkt erfassen und die Drohne kann die Höhe so anpassen, dass sie den Strahlentreffpunkt immer anfliegt. Neigt man die beiden Laserstrahler weiter zu einander, sinkt die Höhe des Laserstrahlen-Treffpunktes weiter nach unten und die Drohne folgt den automatisch. Die Drohne selbst ist relativ klein und total leicht gebaut. Der Reflektor ist ebenso aus eine leichtem Material hergestellt, sodass die Drohne relativ lange in die Luft schweben kann.
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Selbstverständlich kann die Drohne auch nur durch den primären, starken, luftionisierenden Laserstrahl gesteuert werden. In dem Fall wären die Laserstrahl-Sensoren bzw. Lichtsensoren (z.B. Photodioden) hinter jeweils einem Lichtfenster geschützt, das die Laserstrahlen Großteils reflektiert und nur einen sehr kleinen Anteil durchlässt, sodass die Sensoren nicht beschädigt werden können.
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Die Drohne ist in Form eines Ringes 44 gebaut, in dessen Mitte die beiden Spiegel eingebaut sind. Die Spiegel sind etwas unterhalb des Ringes 44 eingebaut, damit sie den Laserstrahl von der Laserquelle am Boden ungehindert empfangen können und auch eine einwandfreie Laserstrahlen-Spaltung ungehindert durchführen können. Die beiden umgelenkten Laserstrahlen werden eine nach unten Richtung Boden und der andere durch die Ringöffnung 45 dem Drohnen-Ring nach oben abgegeben. In dem Fall kommt der Blitz mit dem oberen Laserstrahl durch die Ringöffnung der Drohne und den beiden Spiegeln mit dem Laserstrahl nach unten in Bodenrichtung weiter (oder Umgekehrt, je nachdem in welche Richtung der Blitz schlägt).
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Denkbar ist die Drohne mit einem leichtem Solarmodul 46 (ein Solarmodul in eine Folien-Ausführung) auszustatten, durch den sie zusätzlich mit Strom aus dem Licht der Laserquelle am Boden versorgt wird. Der ganze Reflektor kann aus einem Solarmodul in Folien-Form bestehen, der ein paar Prozent die Laserstrahlen absorbiert und diese in Strom für die Drohnen-Energie-Versorgung umwandelt, während der Großteil der Lichtenergie durch einer Reflektor-Schicht zurückgeworfen bzw. umgelenkt wird. Seit kurzem gibt es Solarzellen, die bis zu 2000-fach mehr Leistung aus Lichtenergie erzeugen können, als die herkömmlichen Zellen, die auf dem Markt sich befinden. Wenn man eine kleine (80x80mm), herkömmliche Solarzelle mit einem 100W Laserstrahl bestrahlt, es kommt nur sehr wenig Strom heraus (ca. 0,2W), weil sie für Solarenergie-Strom-Umwandlungs-Zwecke gestaltet sind, aber nicht für Laserenergie optimiert. Anders sieht es bei den speziellen Solarzellen aus. Hier wird ca. 10 - 20 % der Laserenergie in Strom umgewandelt. Solche Solarzellen können sehr wohl die Drohne in die Luft und aus der Ferne mit genug Strom versorgen, sodass sie unbegrenzt in die Luft bleiben kann (solange die Laserstrahlenquelle am Boden aktiv ist und auf sie trifft).
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Für die Drohnen-Steuerung mit dem Lichtstrahl, können statt sichtbaren Lichts, Infrarot-Laserstrahlen verwendet werden. Auch anstatt von einzelnen Sensoren, kann eine Licht-Sensorfläche, die nach unten gerichtet ist, in die Drohne eingebaut werden. Die Sensorfläche, z.B. kreisförmig (mit einem Durchmesser von z.B. 8cm) gebaut, kann sehr genau den Strahl erfassen und auch die Schwenkrichtung des Strahls ermitteln und automatisch in Echtzeit den Antrieb so steuern, dass die Drohne stets eine Position über dem Strahl, bei der der Strahl stets den Sensor-Kreis in der Mitte trifft, anstreben.
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Um eine sensorgesteuerte Drohnen-Verfolgung durch den luftionisierenden Laserstrahl von einem Fahrzeug am Boden aus zu ermöglichen, soll der Laserstrahler in eine Kardanaufhängung oder Kugelgelenk 47 eingebaut werden, der durch elektrischen Antrieb schnell den Laserstrahler so neigen oder positionieren kann, dass der Laserstrahl die Spiegelfläche der Drohne trifft. Der Laserstrahl vom Boden aus kann auch durch bewegliche Spiegelelemente beliebig abgelenkt werden. Solche Ablenkvorrichtungen für einen Laserstrahler sind bekannt und werden in zahlreiche Vorrichtungen eingesetzt (z.B. auch in Disko-Clubs als Lasershow). Die Drohne kann mit ein paar kleinen schwachen Laserdioden oder Katzenauge- / Retro-Reflektoren ausgestattet werden, die den Reflektor dort markieren und als Orientierungspunkte für den Laserstrahler am Boden dienen. Sobald die Orientierungs-Laserstrahlen aus der Drohne als Orientierungspunkte empfangen werden, wird ein automatisches Richt-System den Laserstrahl genau dort ablenken und die beiden Spiegel der Drohne treffen. Das Richt-System kann aus einem Bildsensor und einem Optik-System bestehen, wobei die Orientierungs-Lichtstrahlen der Drohne (aus deren LED-s oder Katzenaugen-Reflektoren) erfasst werden und dann mit dem Laserstrahl in der Mitte der Drohne gezielt wird. Die Ausrichtung des Laserstrahlers über Kugel-Vorrichtung, wobei die Kugel durch Magnetfeldwechselwirkungen gedreht wird, kann jede Korrektur der Strahlrichtung in Echtzeit veranlassen, sodass auch wenn die Drohne sich schnell bewegt oder unruhig in die Luft (wegen Wind oder Turbulenzen) steht, mit große Zuversicht deren Reflektor von dem Laserstrahl stets getroffen wird. Hier wird anstatt einer Kamera, eine Laserdiode 48 in die Kugel 49 eingebaut. Die Kugel selbst ist beweglich in eine Kugelpfanne 50 eingebaut, die mit zahlreichen kleinen Elektromagneten 51 ausgestattet ist. Die Kugel ist magnetisch (oder mit einem Dauermagneten ausgestattet) und wird durch die einzelne oder gruppenweise Aktivierung der Elektromagnetspulen sehr genau gedreht (8). Damit schwenkt auch der Laserstrahl, der dann abgegeben wird. Durch einen Bildsensoren wird die Flugmanöver der Drohne sehr genau erfasst und daraufhin die Kugel so gedreht, dass der Laserstrahler stets den Reflektor bzw. den Spiegel der Drohne trifft. Der Strahl kann stark gebündelt sein und die Drohne wird trotzdem in Echtzeit perfekt damit getroffen. Die Ausrichtung der Kugel erfolgt sehr schnell und die Korrekturen in Bruchteile von Millisekunden absolvierbar. Die Kugel sollte jedoch nicht massiv sein, sondern eher wie ein Hohlsphäre aus einem dünnen Wand gebaut (z.B. wie eine kleine Weihnachtsbaum-Kugel). Sie kann aber aus leichten Materialien gebaut werden, was die Trägheit bei der Drehung weitgehend vermindert. Je leichter die Sphäre ist, desto schneller sind die Reaktionszeiten. Ansonsten wenn die Masse der Kugel nicht klein gehalten werden kann, dann kann das durch starke Elektromagneten vollkommen kompensiert werden.
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Etwas kompliziertere Varianten der Drohnen können solche Spiegel-Chips aufweisen, die aus einer Vielzahl von kleinen Spiegelelementen bestehen. Eine Drohne, bei der ein Mikrospiegel-Chip (DLP) 33 eingebaut ist, der zahlreiche kleine Spiegel-Elemente aufweist, die einzeln gesteuert beweglich sind, ist auf der 9 dargestellt worden. Diese Spiegel-Elemente sind elektrisch unabhängig voneinander schwenkbar und können somit die Lichtstrahlen in eine gewünschte Richtung ablenken. Die Steuerung des Spiegelchips erfolgt durch eine Funksteuerung und wird vom Boden aus kontrolliert (z.B. durch eine kleine, mobile Fernsteuerung oder aus einem Einsatzfahrzeug). Mit einem solchen Spiegelchip kann man den Laserstrahl Richtung Boden und Richtung Himmel beliebig lenken. Auch ein wandernder Fokuspunkt 30 ist damit realisierbar. Dadurch kann mit weniger Laserenergie die Erzeugung der Luftionenkanäle bewirkt.
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Bei Varianten, die bewegliche Spiegel aufweisen, ist der reflektierte Laserstrahl noch genauer steuerbar. Eine optimale Lösung ist den Laserstrahler am Boden, an einem Kugelgelenk oder Kardanaufhängung einzubauen. Ein Kugelgelenk hat den Vorteil, weil sehr einfach und robust gebaut ist. Es besteht aus einer Kugel 49, die in eine Kugelpfanne 50 eingebaut ist und dort elektromagnetisch gesteuert in beliebige Richtungen drehbar ist. Die Kugel kann mit Magneten 52 ausgestattet werden oder magnetisierte Bereiche aufweisen. Einige Elektromagnetspulen 51 in die Kugel-Gelenkpfanne eingebaut, können die Drehung der Kugel in beliebige Richtung veranlassen (10).
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Der Spiegel kann auch seitlich der Drohne eingebaut werden (12). In dem Fall sollte zusätzlich ein Gegengewicht (z.B. die Drohnen-Kamera oder dessen Akku) auf der anderen Seite platzier sein, damit die Flugeigenschaften der Drohne nicht negativ beeinflusst werden.
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Mit dementsprechender Laserstrahl-Leistung ist damit sehr wohl das Fernzünden von Landminnen oder Munition möglich. Man richtet einen Laserstrahl von der Drohne in Richtung der Munition und einen anderen gen Himmel. Die Laserstrahlen, die die Luft ionisieren sollen, werden nicht als kontinuierliche Strahl abgegeben, sondern in Form von kurzen oder gar ultrakurzen Laserblitzen. Die Repetitionsrate kann mit einer Frequenz von 0,05 bis 10Hz erfolgen. Es reicht in der Regel ein Laserblitz alle 10 bis 20 Sekunden abzugeben. Falls zu eine atmosphärischen Entladung kommt, dann wird die Blitz-Energie mit den Stromladungsträgern in den luftionisierenden Laserstrahl kanalisiert und auf dem Punkt treffen, den der Laserstrahl auch trifft. Je besser die Luft ionisiert wird, bzw. je höher die Ionisierungsgrad in dem Luftionenkanal, desto sauberer und schärfer definiert verläuft die Blitzentladung. Bei niedrigem Ionisierungsgrad werden Blitzentladungs-Äste erzeugt, die aus dem Haupt-Ionen-Kanal seitlich ausweichen, was zu Verlustleistungen kommt. Das kann die Blitzentladungs-Ströme auf dem Boden deutlich senken und damit den Effekt abschwächen.
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Die Schutzscheibe 21, die vor dem Spiegel-Elemente in die Drohne eingebaut ist, ist sehr wichtig, weil sie die Barriere darstellt, die den Stromfluss in Richtung der Laserstrahlenquelle verhindert.
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Es gibt speziell ausgerüstete Armeefahrzeuge, die einen dementsprechenden starken IR-Laserstrahler aufweisen, mit dem man Minnen oder Munition in einige hunderte Meter Entfernung anzünden kann. Während mit einem Laserstrahler aus einem Fahrzeug nur in Sichtweite operiert werden kann, kann man mit der Drohne auch hinter einem Hindernis, z.B. hinter einem Hügel oder einem Gebäude Minnen oder ein Munitionslager anzünden. Man leitet die Blitzenergie aus den Wolken auf eine Minne, auf die der Blitz einschlagen wird und diese zum Zünden bringen. Der einzige (und zeitgleich auch der größte) Nachteil dieses Systems ist, dass man leider warten muss, bis an dem Ort, an dem operiert werden soll, Gewitterwolken sich bilden. Zwar sind Blitzentladungen auch bei gutem Wetter möglich, allerdings sinkt die Wahrscheinlichkeit dabei enorm einen „zu erwischen“.
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Die Drohne weist zwei bewegliche Spiegel auf. Hier sind in die Drohne zwei Spiegel eingebaut, die die Laserstrahlen teils zurück am Boden und teils gegen Himmel werfen. Die Spiegel sind elektrisch ferngesteuert schwenkbar. Man kann auch zwei starr eingebaute Spiegel verwenden, die unter 45° miteinander verbunden sind, die so angeordnet sind, dass einen nahezu waagerecht auf der Spitze des Winkels treffenden Laserstrahl, in zwei Laserstrahlen spaltet, wobei eine nach oben und die andere nach unten abgegeben werden.
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Bei Varianten, die bewegliche Spiegel aufweisen, ist der reflektierte Laserstrahl noch genauer steuerbar. Eine optimale Lösung ist den Laserstrahler am Boden, an einem Kugelgelenk oder Kardanaufhängung einzubauen. Ein Kugelgelenk hat den Vorteil, weil sehr einfach und robust gebaut ist. Es besteht aus einer Kugel 49, die in eine Kugelpfanne 50 eingebaut ist und dort elektromagnetisch gesteuert in beliebige Richtungen drehbar ist. Die Kugel kann mit Magneten 52 ausgestattet werden oder magnetisierte Bereiche aufweisen. Einige Elektromagnetspulen 51 in die Kugel-Gelenkpfanne eingebaut, können die Drehung der Kugel in beliebige Richtung veranlassen (10). Auch hier soll die Kugel keine massive Vollkugel sein, sondern eher eine Hohlsphäre mit einem dünnen Wand aus einem leichten Material (z.B. Karbon-Fasern, Karbon Nanoröhrchen) oder einer leichten Metall-Legierung (z.B. Titanium Legierung) mit kleinen eingebauten Dauermagneten. Die Drehung erfolgt sehr schnell und ist präzise steuerbar. Durch feine Magnetfeld-Steuerung der Elektromagnetspulen kann eine Drehung der Kugel in jede Richtung und Position gesteuert werden. Somit ist eine Laserstrahl-Ablenkung perfekt steuerbar. Weil die Kugel keine Vollkugel ist, sondern lediglich eine Hohlsphäre, bei der das Gewicht auf ein Minimum reduziert ist, ist die Reaktionszeit sehr kurz. Somit ist die Verfolgung der Drohne durch den Laserstrahl leicht und sehr akkurat.
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Auf der 11 ist eine Ausführung mit einer EMP-Spule dargestellt. Hier wird eine Kupferspule (Luftspule) 4 mit wenigen Windungen mit der Drohne gekoppelt, die z.B. so angeordnet ist, dass deren Polaritätsachse 5 senkrecht zeigt. Die beiden Endleitern 54 sind mittig angeordnet und werden von den senkrechten Laserstrahl berührt, sodass wenn ein Blitz einschlägt, zusätzlich durch die Luftspule 4 geleitet wird, was einen sehr starken Impuls aus einem Elektromagnetfeld generiert. Die Spule kann auch zwischen den beiden Spiegeln eingebaut werden. In dem Fall müsste das Scharnier, an dem die Spiegel miteinander verbunden sind, aus einem Nichtleiter bestehen. Dieser elektromagnetische Impuls kann in einem relativ großen Umkreis elektronische Geräte stören oder deren Einsatz einschränken.
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Als Lichtquelle sind Laserstrahler bestens geeignet, die z.B. von einem Fahrzeug am Boden, Schiff, Flugzeug oder aus einem Hubschrauber, auf die Drohne gerichtet werden und diese mit einem starken Laserstrahl bestrahlen. Die Ausrichtung des Laserstrahls auf dem Reflektor-Element der Drohne bzw. die Erfassung der Drohne erfolgt automatisch durch ein Leitsystem aus Sensoren, die über eine Steuerung mit der Bewegungselementen der Lichtquelle gekoppelt sind und z.B. kleine Lichtsignal-Geber, die an die Drohne eingebaut und der Orientierung der Lichtquelle, bzw. Zielerfassung dienen. Es würde reichen, wenn eine Lichtquelle mittig am Spiegel platziert oder drei oder vier Lichtquellen, die die Spiegelflächen-Kanten der Drohne markieren, eingebaut sind. Diese können kleine Laserdioden sein, die sichtbares oder unsichtbares Licht emittieren (wie z.B. UV- oder IR-Laserdioden).
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Ein Faraday-Käfig 55 schützt die Drohne vor Auswirkungen der Elektromagnetfelder des Blitzes. Ein Blitzeinschlag auf die Spiegel der Drohne kann diese mehr oder weniger beschädigen. Allerdings, da sie aus Metall bestehen, werden vorwiegend die Ränder der Spiegel oben und unten davon betroffen sein. Eine extra dafür eingebaute, kurze Stromleitung kann die beiden Spiegel überbrücken und somit diese davon gar nicht getroffen werden. Die Stromleitung soll senkrecht ausgerichtet sein und an beiden Enden leicht gebogen sein. Lediglich die beiden Enden sollen nahe Laserstrahlen platziert sein. Diese müssen nicht die Laserstrahlen berühren, weil sonst einen Schatten im Strahl erzeugen würden. Die Laserstrahlen reisen nur knapp (z.B. ein paar Millimeter) vorbei und ionisieren die Luft entlang der Strahlen. Der Blitz kann auch durch den Faraday-Käfig so abgeleitet, dass er gar nicht die Spiegel der Drohne „berührt“.
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Um eine sehr leichte Drohne in die Luft zu halten, kann der Laserstrahl von der Laserstrahlenquelle am Boden aus, auch die notwendige Energie für die Stromversorgung der Drohne, zumindest teilweise liefern. Bei einer sehr leichten Drohne (unter 150g) würde es zwar reichen, wenn die Drohne mit einer herkömmlichen Solarzelle ausgestattet ist, aber bei etwas schweren Drohnen müsste eine spezielle Solarzelle, die für Hochleistungs-Laserstrahlen konzipiert ist, eingebaut werden.
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Bei allen Varianten kann die Laserstrahlen-Quelle am Boden einen Dauer-Laserstrahl oder Puls-Laserstrahlen zum Flugkörper (Drohne) senden. Kurze Laserpulse mit niedriger Repetitionsrate sind sogar noch besser für solche Zwecke geeignet. Solche Laserpulse oder Laserblitze können mit weit höherer Leistung generiert werden, als das bei einem Dauer-Laserstrahl der Fall ist.
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Für die Luftionisierung sind zwar die UV-Laserquellen am besten geeignet, allerdings mit genug Leistung erreicht man den Luftionisierungs-Effekt auch mit andere Laserquellen, wie IR-Laser oder Blau- oder Grün-Laserquellen. Die Luft ist zwar dursichtig, aber in die Luft schweben immer kleinste Partikel, wie Pollen, Staubpartikel, Sporen, Aerosole, etc. mit, die durch den Laserstrahl getroffen werden und die dann soweit erhitzt werden, dass sie die Luft in dem Laserstrahl ionisieren. Die atmosphärischen Vorgänge werden dabei unterstützt, um Blitzentladungen in dem durch den Laserstrahl erzeugtem Kanal zu leiten.
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Durch automatische Tracking- oder Laserstrahl-Richt-Systeme wird die Drohne stets durch den Laserstrahl präzise an den Spiegel-Flächen getroffen. Der Laserstrahl, mit der die Spiegel getroffen werden, muss nicht im sichtbaren Bereich sein. Wie bereits erwähnt, kann der Laserstrahl im UV- oder IR-Bereich sein, aber auch in einer für das menschliche Auge sichtbaren Wellenlänge emittiert werden. Falls der Einsatz der Drohne in einem Kriegsgebiet so unauffällig wie möglich laufen soll, ist der Einsatz von IR-Laserstrahlen sinnvoll.
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Der Spiegel in die Drohne muss nicht unbedingt in alle Richtungen schwenkbar sein. Für unkomplizierte Steuerungszwecke kann das recht stark vereinfacht werden. Es reicht vollkommen aus, wenn die beiden Spiegel nur in eine Richtung schwenkbar sind, bzw. wenn jeweils nur eine Kante der beiden Spiegel versenkbar oder kippbar ist. Damit wäre der Reflektion-Winkel eingestellt. Die genaue Laserstrahl-Umlenkung durch die beiden Spiegel kann auch durch eine Schwenkung der kompletten Drohne erreicht werden. Die Drohne kann durch eine leichte Lichtreflektierenden-Folie 53 oder durch eine gut reflektierende Beschichtung oder Farbe, wie z.B. Silberfarbe gegen starke Laserstrahlen geschützt werden, falls diese die Drohne versehentlich treffen sollten und nicht nur den Spiegel. Die Drohnenkamera sollte dabei auch geschützt werden. Das kann automatisch mit Hilfe einer Iris oder Verschluss am Objektiv realisiert werden. Auch einige elektronische Systeme können die Kamera dabei zuverlässig vor den Laserstrahlen aus dem Boden schützen. Lichtsensoren, die die dort treffende Laserstrahlen registrieren, können zuverlässige Informationen über die Richtung der Laserstrahlen im Bezug auf die Drohne liefern und die Drohne so drehen, dass die Kamera nicht direkt in den Laserstrahlen „blickt“.
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Die Vorrichtungen, die hier beschrieben worden sind, sind auch für andere elektromagnetische Strahlenart geeignet, wie z.B. Röntgenstrahlen oder Mikrowellen. Heutzutage gibt es kleine, leistungsstarke Mikrowellen-Quellen, die in Form von Gunn-Elemente (z.B. Gunn-Dioden) gestaltet sind. Die Drohne, die hier dargestellt worden sind, werden für Militär-Zwecke verwendet, können aber auch in verschiedenen anderen Bereichen eingesetzt werden, auch für Zivile Einsätze. Z.B. als Laser-Blitzableiter für Forschungszwecke funktioniert die Methode ganz gut. Man richtet einen starken, luftionisierenden Laserstrahl auf die Drohne, die in dem Fall den Laserstrahl gebündelt Richtung Boden, Richtung Himmel oder in beiden Richtungen gleichzeitig richtet. Durch luftionisierende Wirkung der Laserstrahlen entstehen lonen-Kanäle in den Laserstrahlen selbst, die bei Gewitterwolken eine Blitzentladung in die gewünschte Richtung verursachen können. Die Drohne müsste in dem Fall mit einem Faraday-Käfig oder einem Überbrückungs-Leiter ausgestattet werden, damit sie keinen Schaden annimmt wenn der Blitz einschlägt. Durch eine Reflektoren-Ausrichtung, leitet die Drohne einen Teil der Laserstrahlen in gebündelte Form Richtung Wolken und den anderen Teil in Bodenrichtung, z.B. einen Sprengkörper treffend. In diese Stellung wartet die Drohne in die Luft schwebend, bis ein Blitzschlag bzw. eine Blitzentladung durch die Laserstrahlen zustande kommt. Der Laserstrahl wird nicht kontinuierlich, sondern in Form von sehr kurzen Laser-Pulsen in Zeitintervallen (z.B. alle 10 Sekunden) abgegeben, sodass die Energie-Quelle für den Laser am Boden nicht umsonst überlastet wird. Diese Blitzentladung trifft auf den Sprengkörper und bringt ihn zu Explosion. Es ist zwar eine Methode, die in der Regel nur bei schlechtem Wetter bzw. Gewitter funktioniert, aber immerhin. Damit können allerdings auch Schäden am Stromnetz oder Kraftwerke von Feinden verursacht werden, indem Kurzschlüsse in Hochspannungs-Netzwerke herbeigeführt werden. Es reicht aus, wenn die Drohe mit dem luftionisierenden Laserstrahl auf einem Hochspannung-Transformatoren oder Umspannwerke zielt und dort Kurschlüsse verursacht.
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Auf der 13 ist eine Ausführung dargestellt worden, bei der eine extra dafür eingebaute Stromleitung (Überbrückungs-Leitung) 56 in die Drohne eingebaut ist, die die Blitzentladung im Drohnen-Bereich auffängt und als Strombrücke dient. Damit wird sicher gestellt, dass die Blitzentladung nicht die Spiegel der Drohne trifft. An beiden Enden der Stromleitung sollen zwei kleine Sphären 57 (können auch Hohlsphären sein) eingebaut werden, die den Laserstrahl nicht berühren aber nahe dran kommen (ein paar mm bis cm würden ausreichen). Die Blitzentladung kann auch durch den Faraday-Käfig überbrückt werden.
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Als stark luftionisierend wirken UV-Laserstrahlen, aber mit genug Leistung können auch Infrarot-Laserstrahlen eine gute Wirkung erzielen. Ebenso grüne, blaue oder violette Laserstrahlen mit genug Energie können die Luft ionisieren. In der Luft befinden sich immer auch Staubpartikel, Pollen und Sporen, und wenn diese von Laserstrahlen mit hoher Energie getroffen werden, kommt es zu Mikroexplosionen, die die Luft entlang der Laserstrahlen ionisieren.
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Anstatt einer Laserstrahlenquelle, können am Boden mehrere solche eingebaut werden, die auf die Spiegel der Drohne zielen. Sie können parallelstrahlend angeordnet werden, sodass sie jeweils einen der Spiegel treffen. Bei der Variante mit dem schnell reisenden Brennpunkt, können die Laserstrahle-Ablenkelemente so gesteuert werden, dass die Brennpunkte synchron laufen. Bei hoher Repetitionsrate oder Bewegungsfrequenz der Brennpunkte, ist die Synchronität nicht erforderlich.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Blitz / Blitz-Entladungen
- 2
- Objekt, Mine, Munition
- 3
- Hochspannungsleitungen
- 4
- Elektromagnetspule
- 5
- Polaritäts-Achse
- 6
- Flugkörper, Drohne
- 7
- Laserstrahler, Laserstrahlenquelle
- 8
- Laserstrahlen
- 9
- Spiegel
- 10
- Aktuator
- 11
- Stromleiter
- 12
- Metall-Scharnier
- 13
- Flächen
- 14
- Kante / Rand
- 15
- Spitze des Spiegel-Systems
- 16
- Laserstrahl nach oben
- 17
- Laserstrahl Richtung Boden
- 18
- Stromleitfähiger Kanal
- 19
- Oberer Spiegel
- 20
- Unterer Spiegel
- 21
- Durchsichtige Scheibe / Lichtfenster
- 22
- Aktuatoren
- 23
- Luftschiff
- 24
- Blitzentladung
- 25
- Elektrostatik-Feld-Sensor für die elektrostatischen Felder
- 26
- Auswerteeinheit
- 27
- Funkmodul
- 28
- Sprengsätze
- 29
- Ferngesteuertes Bodenfahrzeug
- 30
- Brennpunkt aus Laserstrahlen
- 31
- Aktuatoren
- 32
- Lichtablenkelemente (Spiegel oder Linsen-Systeme)
- 33
- Spiegelchip
- 34
- Kamera
- 35
- Hochspannungsleitung / Hochspannungsleiter
- 36
- Lichtsensor
- 37
- Lichtstrahl, schwacher Laserstrahl
- 38
- IR-Laserdiode
- 39
- weiterer Lichtsensor
- 40
- Strahlkegel
- 41
- Wand
- 42
- kleiner Kreis
- 43
- Mittelpunkt
- 44
- Ringes
- 45
- Ringöffnung
- 46
- Solarmodul
- 47
- Kardanaufhängung oder Kugelgelenk
- 48
- Laserdiode
- 49
- Kugel
- 50
- Kugelpfanne
- 51
- Elektromagneten
- 52
- Magneten
- 53
- Lichtreflektierenden-Folie
- 54
- Endleiter
- 55
- Faraday-Käfig
- 56
- Extra Überbrückungs-Leitung
- 57
- Strom-Leitungs-Enden, Kugeln
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10012305 [0004]
- DE 102006031742 [0005, 0024]