Fördernde Mitglieder stellen sich vor

Dipl.-Phys. Ingo Beckmann
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tms technisch-mathematische studiengesellschaft mbH

Technische-Mathematische Studiengesellschaft mbH (tms) - Partner der Bundeswehr seit 1970

Know-how
Zahlreiche Analyse- und Simulationsverfahren, die in zivilen Bereichen heute zum Einsatz kommen, wurden ursprünglich für wehrtechnische Zwecke entwickelt; so hat z.B. die Computersimulation ihren Ursprung in der Wehrtechnik. Präzises Wissen über neue Technologien, Prozessstrukturen und deren Rahmenbedingungen bilden die Grundlage der tms für kompetente Analyse und Bewertung. Ohne interdisziplinäre Zusammenarbeit und Einsatz moderner Simulationstechnik sind komplexe Problemstellungen oft nicht zuverlässig lösbar. Individuelle Technologiestudien und Systemanalysen unter Einbeziehung der Simulation liefern entscheidende Planungsinformationen. Denn: Simulation liefert Informationen, die mit herkömmlichen Planungs- und Entwicklungsmethoden oft nicht zu gewinnen sind.

Vor diesem Hintergrund bietet tms ihr Know-how sowohl im militärischen als auch im zivilen Bereich an. tms-Leistungen sind nicht nur für Behörden, sondern für fast alle Branchen der Industrie in Entwicklung, Konstruktion und Produktion von Nutzen. Durch die jahrzehntelange Erfahrung in der Wehrtechnik ist tms zum Expertenteam für Produkt- und Prozessoptimierung geworden. tms ist u.a. Mitglied in wichtigen Arbeitsgruppen der NATO und arbeitet mit zahlreichen wissenschaftlichen Instituten zusammen.

Berechnung von Schadstoffausbreitungen
Die Ausbreitungsanalyse von Schadstoffen - gleich ob diese durch militärische Kampfmittel oder Industrieunfälle freigesetzt wurden - ist eine der wichtigsten Voraussetzungen für effiziente Gegenmaßnahmen. Moderne Ausbreitungsmodelle berücksichtigen neben der Art der Schadstoffquelle auch die aktuellen Umweltbedingungen und die Topografie, wodurch sich sowohl der atmosphärische Transport als auch die Konzentration der Schadstoffe im Gelände realistisch prognostizieren lassen. Diese Ergebnisse dienen bei einem Störfall zur Frühwarnung der betroffenen Bevölkerung. Ausbreitungsmodelle sind daher ein wichtiges Werkzeug für ein zeitgemäßes Störfallmanagement. Simulation unterstützt die Übung derartiger Störfallszenarien und ist in diesen Fällen das einzig mögliche Verfahren - zuverlässig, kostengünstig und risikolos.

Consequences of Intercept (COI), HEAT und NEWS
tms verfügt über 15 Jahre Erfahrung in der Modellbildung im Bereich von CBRN und COI, d.h. CBRN Ereignisse im Zusammenhang mit Raketenabwehr. Die Modellierung von Konsequenzen aus der Bekämpfung nicht konventioneller Gefechtsköpfe ist eigentlich der Ausgangspunkt, durch den tms zum Thema “Ausbreitung von CBRN Substanzen” gelangt ist. Im Bereich COI spielt nicht nur die Ausbreitung von Kampfstoffen eine Rolle, sondern es gehören auch noch andere Konsequenzen dazu, zum Beispiel Debris und überlebende Submunitionen, sowie Konsequenzen aufgrund einer nuklearen Detonation in sehr großer Höhe. Letztere bestehen in der Schädigung von elektrischer/elektronischer Infrastruktur am Boden durch den so genannten elektromagnetischen Puls und durch Schädigung von erdnahen Satelliten (sog. LEOS: Low Earth Orbit Satellites).

Aufgrund der kurzen Reaktionszeiten und Unsicherheiten im operationellen Einsatz sind in diesem Bereich besonders kurze Rechenzeiten gefragt und notwendig. Daher hat tms Anstrengungen unternommen, diese Berechnungen zu beschleunigen. Durch Parallelisierung von Teilen der Algorithmen und durch die Nutzung moderner Grafikkarten ist ein Tool entstanden, das in der Lage, ist COI extrem schnell zu berechnen.

Das im Rahmen von Studien entwickelte Simulationssystem heißt HEAT (Hazard Estimation After TBM engagement). HEAT ist ein Softwaresystem zur Berechnung und Darstellung der Ausbreitung von chemischen Kampfstoffen, die nach der Bekämpfung von TBM (Tactical Ballistic Missiles) mit nicht-konventionellen Gefechtsköpfen freigesetzt werden können. Eine solche Funktionalität ist unerlässlich zur Bewertung der Wirksamkeit von Waffensystemen im Bereich der Erweiterten Luftverteidigung, aber auch im operationellen Einsatz in den Bereichen der Planung und Frühwarnung im Bereich Passiv-Defense. Das HEAT zu Grunde liegende Ausbreitungsmodell ist ein Partikelmodell. Als Ergebnis des Berechnungsvorgangs wird unter anderem eine zeitlich variable Depositions-, Konzentrations- oder Konzentrations-Zeit-Produktmatrix geliefert. HEAT ist bei der Berechnung nicht beschränkt auf TBM als Quellen der Kampfstoff- bzw. Gefahrstoffausbreitung. So lassen sich auch bodennahe Quellen wie z.B. Lagerstätten, Chemiefabriken und Tanklastzüge als Ausgangspunkt der Berechnung definieren. HEAT unterstützt damit den gesamten Bereich der erweiterten Gefährdungsvorhersage.

Ausbreitungsmodelle müssen neben der Art der Schadstoffquelle auch die aktuellen Umwelt- und Wetterbedingungen sowie die Topografie berücksichtigen, damit sich der atmosphärische Transport und so die Gefährdung der Bevölkerung realistisch vorhersagen lassen.

NEWS ist ein Softwaresystem, mit dem sich sowohl komplexe Ausbreitungssituationen (z.B. die Ausbreitung von biologischen Kampfstoffen) simulieren, als auch Warn- und Gefährdungsbereiche entsprechend des NATO-Standards ATP-45 berechnen lassen. NEWS ist das Melde- und Warnsystem der Bundeswehr.

Bewertung konventioneller und intelligenter Flugkörpersysteme
Zur Bewertung von Flugkörpersystemen setzt tms innovative, angemessen detaillierte Simulationsmodelle ein, die durch Vergleich mit den in Realtests präzise ermittelten Daten validiert sind. In Fehlerbudgetanalysen werden Daten zur Systemgenauigkeit ermittelt. Die Simulation von Technik-/Taktik-Szenarien liefert statistisch abgesicherte Ergebnisse zur Beurteilung der Systemeffektivität. Flugbahnsimulationen bei Extrembedingungen sind Grundvoraussetzung für Gefahrenbereichsanalysen. Sie garantieren einen sicheren Versuchs- und Übungsbetrieb.

Untersuchung von gelenkten Unterwasserraketen
Durch Nutzung des physikalischen Effekts der „Superkavitation" wird erreicht, dass sich „Flugkörper" mit Geschwindigkeiten weit über 400 km/h im Wasser bewegen können.

Das simulierte dynamische Verhalten solcher Unterwasserraketen konnte in zahlreichen Freifeldversuchen bestätigt werden. Dabei liefert die im von tms entwickelte, schockfeste und autonome Messtechnik wertvolle Daten für das Verständnis der physikalischen Zusammenhänge.

Untersuchung von Geopenetratoren
Zur Bekämpfung harter militärischer Ziele entwickelt tms Geopenetratoren. Dabei spielen geeignete Formen und Werkstoffe eine entscheidende Rolle. Mit extrem beschleunigungsfester eigenentwickelter Messtechnik werden in Modellversuchen Daten aufgezeichnet. Diese sichern theoretische Erkenntnisse ab und ermöglichen die Entwicklung echtzeitfähiger Algorithmen zur Zielerkennung.

Funktionale Sicherheit und Systemsicherheit
Die intensive Beschäftigung mit unterschiedlichen Technologien moderner, komplexer Waffensysteme im Rahmen der Wirksamkeitsbewertung führte zuletzt zu einem weiteren Betätigungsfeld der tms: Die Untersuchung der Sicherheit von Waffensystemen sowie die Durchführung von Audits mit den Herstellern solcher Systeme. Aufgrund ihrer weitreichenden Erfahrung mit Wehrtechnik haben die Analyseergebnisse der unabhängigen Studiengesellschaft zur Systemsicherheit und insbesondere zur Softwaresicherheit Gewicht. tms beantwortet die relevanten Fragen zu möglichen Zulassungen und Zertifizierungen sicherheitsrelevanter Systeme und unterstützt dadurch die Arbeitssicherheit für die Soldatinnen, die Soldaten und die Beschäftigten der Bundeswehr.

Autoren:
Diplom Physiker Ingo Beckmann und Diplom Mathematiker Norbert Kopp sind Geschäftsführer von tms.

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