Wehrwissenschaftliche Forschung Jahresbericht 2020 20 Wehrwissenschaftliche Forschung Für Deutsche Streitkräfte
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Wehrwissenschaftliche Forschung Titel JB 2020 Jahresbericht 2020 Wehrwissenschaftliche Forschung für deutsche Streitkräfte 2020 – Jahresbericht Wehrwissenschaftliche Forschung 2020 Wehrwissenschaftliche Jahresbericht – Bundesministerium der Verteidigung Bundesministerium der Wehrwissenschaftliche Forschung Jahresbericht 2020 20 Wehrwissenschaftliche Forschung für deutsche Streitkräfte 5 Vorwort 6 7 Ministerialdirigent Ralf Schnurr Unterabteilungsleiter A III und Forschungsbeauftragter Bundesministerium der Verteidigung Wehrwissenschaftliche Forschung für die Streitkräfte Die sicherheits- und verteidigungspolitischen Der Weltraum gewinnt als sicherheitspolitischer Diese Aufgaben sind jederzeit und gleichzeitig Herausforderungen Deutschlands, der EU sowie Raum zunehmend an Bedeutung. Deutschland ist wahrzunehmen. der NATO sind in den zurückliegenden Jahren wie viele andere Staaten auf den freien Zugang, größer, volatiler und komplexer geworden. die friedliche und nachhaltige Nutzung und den Alle Aufgaben der Bundeswehr sind übergreifend Schutz kritischer Infrastruktur im Weltraum ange- durch das Zusammenwirken aller Organisations- Fortschritte in der Forschung und der Entwick- wiesen. Satelliten sind sowohl im zivilen Bereich bereiche zu erfüllen. Dies kommt auch bei den lung neuer Technologien, wie z. B. in der Digitali- für Gesellschaft, Wirtschaft und Wissenschaft als Forschungsbereichen der sierung, im Bereich der Künstlichen Intelligenz, auch im militärischen Bereich für Aufklärung und – der Wehrtechnischen Forschung, unbemannter Systeme, der Hyperschalltechnolo- Überwachung, Navigation und Kommunikation – der Wehrmedizinischen und Militärpsycholo - gien, der Biotechnologien und der Cyber-Instru- von entscheidender Bedeutung. gischen Forschung, mente werden grundlegende Auswirkungen – der Militärgeschichtlichen und Sozialwissen- auf die sicherheits- und verteidigungsrelevanten Die Grundaufstellung der Bundeswehr enthält schaftlichen Forschung, Systeme der Zukunft haben. Damit sind auch Fähigkeiten, Kräfte und Mittel für folgende Auf- – der Geowissenschaftlichen Forschung und Fragen nach dem möglichen Destabilisierungs- gaben: – der Cyber / Informationstechnischen Forschung potenzial und der Völkerrechtskonformität des • Landes- und Bündnisverteidigung im Rahmen zum Ausdruck, die im Folgenden an ausgewählten Einsatzes neuer Technologien in Waffensystemen der NATO und gemäß den Vorgaben der Euro- Beispielen vorgestellt werden. verbunden. päischen Union • Cybersicherheit/-verteidigung • nationales Risiko- und Krisenmanagement • Heimatschutz und „Host Nation Support“ • Betrieb der Basis Inland. Ralf Schnurr Inhalt 8 9 20 Vorwort 06 Wehrwissenschaftliche Forschung für deutsche Streitkräfte 54 (Hochentwickelte) Opto-pyrotechnische Zündsysteme 56 Landmarkenbasierte Verfahren zur Lokalisierung und Navigation autonomer Landfahrzeuge Teil 1 13 Wehrtechnische Forschung in GNSS-armen Umgebungen 58 Pilotprojekt Kompetenzzentrum Krisenfrüherkennung 14 Bioinspirierte Tarnbewertung durch Berechnung der lokalen Auffälligkeit 60 Untersuchung der Möglichkeiten zum 3D-Druck von Elastomerbauteilen für militärische 16 Virtual Reality zur effizienten Nutzung von 3D-Daten optronischer Sensoren Anwendungen 18 Laserquellenforschung für optronische Gegenmaßnahmen (OGM) und Hochenergielaser (HEL) 62 SOTM Tests in der Bundeswehr 20 Virtuelle Menschmodelle und biofidele Dummys für die Sicherheit der Soldatinnen und Soldaten 64 Defence Acquisition & Supply Management: Wehrwirtschaftlich fundierte Beschaffungsforschung 22 Potenzial der Digitalisierung für die Gefechtsausbildung auf Truppenübungsplätzen mit für die Bundeswehr scharfem Schuss 66 Gesundheit erfolgreich und bedarfsgerecht fördern! 24 Miniaturisiertes Millimeterwellen SAR auf kleinen Flugplattformen 68 Führen mit IT 26 UAV-basierte Neutronen- und Gammadetektion unter Verwendung neuartiger Szintillations- 70 Analyse der Recyclingfähigkeit von thermoplastischen Kunststoffen zur Nutzung bei additiver materialien Fertigung im maritimen Sektor 28 Wehrtechnische Zukunftsanalyse im internationalen Kontext zur Unterstützung langfristiger 72 Räumliches 3D-Audio zur Verbesserung des Gehörschutzes von Soldaten F&T-Planung 74 Nutzung von additiver Fertigung zur Herstellung von Surrogaten für die Analyse Nichtletaler 30 Diamantbasierte Quantensensorik zur Aufklärung von HF-Signalen Wirkmittel 32 Auf Galliumnitrid (GaN) basierende integrierte Millimeterwellen- Verstärker mit hoher Effizienz 76 Echtzeitdetektion, Lokalisierung und Volumenschätzung von Deflagrationen in militärischen 34 Echtzeit-Evaluation von Funkkommunikationssystemen auf unterschiedlichen Protokollschichten Fahrzeugen 36 Munitionsbrandschutzkonzepte zur Verbesserung der Sicherheit 78 Der Einfluss von Maßnahmen aus dem Bereich der Betreuung im Einsatz auf die Gesundheit 38 Mikroreaktoren für die sichere und effiziente Herstellung von Explosivstoffen und Motivation der Soldatinnen und Soldaten 40 Ein Geländemodell für die IR-Signaturberechnung mit MIRA 80 Einfluss der Flugparameter auf das Detektionsverhalten luftgestützter RN-Sensorik 42 Adaptiver Lufteinlauf für Abwehr-Flugkörper mit Staustrahltriebwerk 82 Hochauflösende und hochsensitive Ionenmobilitätsspektrometer für Unmanned Aircraft Systems 44 Drohnenschlag auf Hubschrauberscheiben 84 Einsatz von Methoden der Künstlichen Intelligenz bei der additiven Fertigung zur vernetzten 46 Klassifikation von Flugzeugen aus satellitengestützten Radar-Daten Produktentwicklung 48 Forschung für die Abwehr hypersonischer und ballistischer Flugkörper im Rahmen einer 86 Digitalisierung Zerstörungsfreier Prüfverfahren territorialen Luftverteidigung 88 Aufbau von Bewertungsfähigkeiten zur Untersuchung von Einflüssen aus der Flugführung auf 50 „Stare-and-Chase“-Verfahren zur Ortung und Katalogisierung orbitaler Objekte stark konturierte Einlaufsysteme 52 Bestimmung der aerodynamischen Eigenschaften von Pfeilgeschossen im Windkanal 90 PRS-Demonstrator für Luftfahrtanwendungen mit Einbindung in Air Traffic Management Systeme und im Freiflug 92 Maritime unbemannte Systeme für die U-Jagd Inhalt 10 11 20 94 Auswirkung der Resonanz auf das Zielmaß Teil 3 131 Militärgeschichtliche und Sozialwissenschaftliche Forschung 96 Mit Hochgeschwindigkeit gegen hochfesten Beton 98 Weiterentwicklung Truppenübungsplätze 132 Der Afghanistaneinsatz in historischer Perspektive – Ein neues Forschungsprojekt des Zentrums für Militärgeschichte und Sozialwissenschaften der Bundeswehr Teil 2 101 Wehrmedizinische und Militärpsychologische Forschung 134 Tabu und Toleranz – Der Umgang der Bundeswehr mit Homosexualität von 1955 bis zur Jahrtausendwende 102 Welcome on Board – SARS-CoV-2-Diagnostik auf hoher See 104 Störung von regenerativ wirkenden Stammzellen durch Schwefellost- Vergiftung als mögliche Teil 4 137 Geowissenschaftliche Forschung Ursache für die chronische Wundheilungsstörung 106 Effiziente und valide Beurteilung körperlicher Leistungsfähigkeit bei der Personalgewinnung 138 Simulation: Weiterentwicklung Regionales Ozeanmodell und wehrmedizinischen Begutachtungen: Das neue „KI-KLF-Verfahren“ 140 HEARTS und der Stand der Forschung im Bereich Ausbreitungs modellierung von Schadstoffen 108 Aufbau und Implementierung zusätzlicher SARS-CoV-2-Testkapazitäten am Institut für im ZGeoBw Radiobiologie der Bundeswehr 110 Einfluss von COVID-19 auf Angst, Aggression und Ärger bei Krankenhauspersonal und Betroffenen Teil 5 143 Forschung Cyber / Informationstechnik 112 Randomisiert kontrollierte Studie zur Wirksamkeit von pferdeunterstützter Intervention und Therapie bei Einsatzfolgestörungen von aktiven und ehemaligen Angehörigen der Bundeswehr 144 Erkennung hybrider Bedrohungen für urbane Operationen 114 Screeninguntersuchungen zu den funktionellen Konsequenzen repetitiver hypobarer Höhenexpositionen 146 Interoperables Cloud Computing (IOCC) bei Innenbegleitpersonal von Höhensimulationskammern – Eine europäische multinationale Studie 148 Wetterdatensteuerung 116 Immunologische Veränderungen durch hyperbaren Sauerstoff – Wie beeinflusst dienstliches Tauchen 150 CWIX unter COVID-19 Bedingungen – Die Perspektive der Communications Focus Area die Immunantwort? 152 Automatisierung und Künstliche Intelligenz am Beispiel der Forschungsstudie „ErzUntGlas“ 118 Einsatz der Online-Videosprechstunde im Sanitätsdienst der Bundeswehr 154 Multilateral Interoperability Programme (MIP) 120 Entwicklung einer bakterienundurchlässigen Haut-Metall-Konnektion für transkutane 156 Neue Techniken im Bereich Dekompilierung osseo integrierte Prothesensysteme (TOPS) 158 Modularer taktischer Router auf Basis offener Standards 122 Evaluation modernster Simulationsmodelle in der notfallchirurgischen Ausbildung 160 IP-Wellenformen 124 Nachweis von Autoantikörpern als Risikofaktor für einen schwerwiegenden Verlauf und bleibende Lungenschäden nach Infektion mit SARS-CoV-2 Teil 6 163 Anhang 126 Evaluation molekularer Diagnostikverfahren für tropische Parasitenerkrankungen 128 Studie zur klinischen Evaluation und Etablierung einer Hochdurchsatz-Testung zum Nachweis 164 Adressen und Kontakte für SARS-CoV-2-Infektionen 170 Impressum 13 1 Wehrtechnische Forschung Das erforderliche breite Fähigkeitsspektrum der Bundeswehr Die Durchführung wehrtechnischer Forschung und Tech- bedingt eine intensive Beobachtung und Erschließung aller für nologie (F&T) in Deutschland erfolgt wehrtechnische Anwendungen relevanten natur- und inge- – in bundeswehreigenen Wehrwissenschaftlichen und nieurwissenschaftlichen Felder. Für die hierzu erforderliche Wehrtechnischen Dienststellen, Analyse-