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Kognitiver Elektronischer Kampf – die gemeinsame Lösung von Saab und Helsing

Marketing-Report: Saab & Helsing

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Saab und Helsing bieten gemeinsam eine zukunftssichere, KI-basierte, deutsche Lösung zur Befähigung des Eurofighters für den Elektronischen Kampf an. Ein echtzeitnahes Lagebild als Basis für Führung und Wirkung wird durch präzise Sensorik, digitale Signalverarbeitung und KI-basierte Auswertung in allen Phasen des Missionszyklus ermöglicht. Die Verwendung marktverfügbarer und erprobter Hardwarekom­ponenten stellt die Einnahme der ECR Rolle durch den Eurofighter noch vor 2030 sicher. Gleichzeitig wird der Eurofighter mit dem Aufbau eines nationalen Software-Stacks für den kognitiven EK vorbereitet.

Anwendungen und Bedrohungen im elektromagnetischen Spektrum (EMS) sind für den Menschen in der Regel nicht direkt wahrnehmbar. Dennoch sind unsere Lebensweise, Wirtschaftskraft und Sicherheit in zunehmendem Maße von der uneingeschränkten Nutzung des EMS abhängig. Im militärischen Kontext hängen Aufklärungs-, Führungs- und Wirkungsfähigkeit hiervon ab. Gegnerischen Kräften soll gleichzeitig die Nutzung des EMS erschwert oder verwehrt werden. Das Ringen um die Dominanz im EMS wird auch als Elektronischer Kampf (EK) bezeichnet.

Aktuelle Herausforderungen im Elektronischen Kampf

Der überwiegende Teil der Plattformen der Luftwaffe ist auf EK-Systeme angewiesen, welche seit ihrer Einführung nicht wesentlich weiterentwickelt wurden. Während es aber vor 20 Jahren prinzipiell noch ausreichte, wenige Signalparameter durch Messung aufzuklären und diese mit einer Datenbank zu vergleichen, beobachten wir heute Emitter, die in ihren elektromagnetischen Parametern äußerst flexibel in einem vernetzten Verbund operieren. Wer hier mit klassischen, statischen Systemen arbeitet, verliert ohne ein eindeutiges Lagebild Führungsfähigkeit.

Denn: Statisch programmierte EK-Systeme stoßen bei der Identifizierung und Klassifizierung dieser hoch agilen Bedrohungssysteme immer früher an ihre Grenzen. Mit veralteter Sensorik, analoger Signalübermittlung und limitierter Rechenleistung können heutige und zukünftige Bedrohungen im EMS weder eindeutig erkannt noch erfolgreich bekämpft werden. Dies gefährdet den Erfolg in zukünftigen Missionen sowie die eigene Überlebensfähigkeit erheblich.

Diesen Herausforderungen müssen die Streitkräfte zeitnah begegnen: Von Aufklärung – das heißt einem echtzeitnahen Lagebild im gesamten Missionsverlauf – über effektive Führung bis zur adaptiven Wirkung. Dafür wird marktverfügbare, state-of-the-art Hardware benötigt – aber auch leistungsfähige Software, die einen kontinuierlichen Fähigkeitsaufwuchs ermöglicht.

Anforderungen für den kogni­tiven Elektronischen Kampf

Die Streitkräfte brauchen die notwendigen Fähigkeiten für die Welt des kognitiven EK. Im kognitiven EK assistieren KI-gestützte Missionsmodule bei bislang dem Menschen überlassenen „kognitiven“ Aufgaben, z.B. durch eine unterstützte Lagebeurteilung, dem Handling von bislang unbekanntem Emitterverhaltens oder durch optimierte Zielinformationen für Effektoren. Kognitiv bedeutet hier eine kontinuierliche Verarbeitung neuer Informationen, die Beobachtung der eigenen Maßnahmen und eine adaptive Anpassung. Die KI-Unterstützung erlaubt eine Beschleunigung, vor allem aber eine qualitative Verbesserung aller Schritte des Führungsprozesses. Dies entlastet den Operateur. Ebenfalls in der nachgelagerten Missionsauswertung unterstützt KI-Technologie dabei EK-Daten richtig zuzuordnen und damit die eigene Lagebeurteilung für zukünftige Missionen stetig zu verbessern.

Auch im kognitiven EK basiert der Missionserfolg auf modernster Sensorelektronik: Um den EK zu beherrschen, ist eine kontinuierliche Entwicklung und Erprobung von Hard- und Software auf höchstem technischem Niveau erforderlich. Unterbrechungen der technologischen Entwicklung sind kaum aufholbar. Durch Entwicklungspausen resultierende unzureichende Fähigkeiten im EK schränken schon heute mögliche Handlungsoptionen ein.

Es gilt: Ohne präzise digitale Sensorik als Grundlage kann es keine Informationsüberlegenheit und Dominanz im EK geben. Jeder Effektor ist am Ende nur so genau wie die Zielinformationen, die dem Operateur zur Verfügung stehen. Das Lagebild ist die Grundlage jeder Entscheidung und Wirkung – wer nicht präzise sieht und hört, kann auch nicht effektiv führen oder wirken.

In fortschrittlichen EK-Systemen entstehen durch modernste Verfahren zur Signaldetektion, -klassifizierung, -identifizierung und -lokalisierung enorme Datenmengen. Deren Verarbeitung macht den EK zu einem „natürlichen“ Anwendungsfall für KI-Methoden, wie maschinellem Lernen. State-of-the-art KI-Module optimieren den Einsatz eigener Sensorressourcen und auch Effektoren. Hierbei kann adaptiv und skalierbar auf das gegnerische Verhalten reagiert werden. Daneben weisen KI-Algorithmen eine hohe Sensitivität auf, um bislang nur schwer detektierbare Emitter durch hochgranulare Beschreibung zu erkennen. Weiterhin bietet der KI-Ansatz auch einen verbesserten Umgang mit bislang unbekannten Emittern – ein entscheidender Vorteil in dynamischen Szenarien mit einem Gegner, der sich technologisch auf Augenhöhe befindet. In Zukunft daher unverzichtbar: Eine KI-Unterstützung entlang aller Phasen des OODA-Loops aus Observe, Orient, Decide und Act.

OODA Loop update
OODA-Loop im kognitiven Elektronischen Kampf (Grafik: Saab)

Der kognitive EK, in dem Software und insbesondere selbstlernende Algorithmen eine zentrale Rolle spielen, verlangt eine ganzheitliche Antwort. Diese kann nur mit Hilfe eines abgestimmten Hardware- und Software-Stacks erreicht werden, welcher sowohl luftgestützte Systeme für den EK sowie ihre bodengebundenen Komponenten umfasst. KI-Technologie kommt hierbei insbesondere innerhalb der so genannten Missionsmodule on the edge (plattformnah) sowie in bodengebundenen Auswerteprogrammen zum Einsatz.

Für die Einbettung modernster KI-Technologie innerhalb bestehender Systeme bedarf es entsprechend einer KI- und EK-Infrastruktur, welche lückenlose Nachweisführung und Nachvollziehbarkeit erlaubt. Zugehörige im EMS wirkende wie auch kinetische Effektoren können in diesem ganzheitlichen Ansatz als modulare Bausteine gesehen werden, die in ihrer Effektivität erheblich von der KI-Technologie profitieren.

Team Innovation – die optimale Kombination aus modernster EK- und KI-Technologie

Die beiden Unternehmen Saab und Helsing bieten der Luftwaffe marktverfügbare, souveräne und zukunftssichere Lösungen an. Auf diese Weise entsteht für den Eurofighter eine optimale Kombination aus einem marktverfügbaren, hochpräzisen EK-System und führender KI-Technologie, die den kognitiven EK dominieren wird.

Die Partnerschaft aus Saab und Helsing kann dabei auf Saabs Erfahrungen aus über 60 Jahren Entwicklung von EK-Systemen für fliegende Plattformen zurückgreifen. Saabs neueste Produktfamilie Arexis ist Europas modernstes EK-System für fliegende Plattformen und in der Lage das gesamte EMS einer Trägerplattform zu kontrollieren, inklusive der Informationsverarbeitung und -steuerung entlang der sensor-to-effector Kette. Neben hochpräzisen Interferometern zur breitbandigen Aufklärung umfasst es modulare AESA-Antennen auf Gallium-Nitrid-Basis, kann ein bordeigenes Radar als Sensor und Effektor einbinden, Sensorik zur Raketenanflugwarnung einbeziehen oder als Datenlink fungieren.

Saabs Arexis EK-System dient ebenfalls als Emitter Locator System (ELS) und kann genaue Koordinaten von Bedrohungssystemen bereitstellen. In enger Zusammenarbeit mit Airbus hat Saab bereits wesentliche Anteile der EK-Anlagen am Tornado und am Tornado ECR grundlegend modernisiert und damit seine Integrationskompetenz erfolgreich unter Beweis gestellt. Nun gilt der Grundsatz: Wenn der Eurofighter ECR den Tornado ECR ersetzen soll, dann muss die EK-Anlage des Eurofighters ebenfalls modernisiert werden, um diese Rolle einnehmen zu können. Darüber hinaus bietet Saab zusätzlich ein breites Portfolio an Jamming-Lösungen, die anspruchsvollste Electronic Attack (EA) Missionen ermöglichen, sobald der Eurofighter für den EK ausgerüstet ist.

Helsing Saab Grafik Soft Hardware
Prinzipieller Aufbau des KI-gestützten Hardware- und Software-Stacks für den kognitiven Elektronischen Kampf (Grafik: Saab)

Helsing bringt als Schlüsseltechnologie- und Softwareunternehmen der neuesten Generation entscheidende und hochmoderne KI-Fähigkeiten – insbesondere auch im Bereich der Signalverarbeitung und des EK – in die Partnerschaft ein. Helsings KI-gestützte Software erlaubt eine hochgranulare Signalanalyse und ertüchtigt zum kognitiven EK. Nur so kann auf zunehmend dynamische oder bislang unbekannte Emitter und Situationen adaptiv reagiert und die eigene Wirkung optimiert werden.

Hierzu liefert Helsing neben den luftgestützten Anteilen ebenfalls die notwendige bodengebundene Infrastruktur. Dies macht Helsing zum zuverlässigen Partner für den Aufbau ganzheitlicher Hardware- und Software-Stacks – sowohl im Rahmen von Retrofits als auch für neue Plattformen und Systeme. So wird KI-Technologie anhand von benutzerspezifischen Missionsmodulen on the edge verfügbar gemacht. Dies erlaubt einen fortlaufend kurzfristigen Fähigkeitsaufwuchs – eine entscheidende Fähigkeit für den kognitiven EK.

Die marktverfügbare, souveräne und zukunfts-sichere Lösung

In einer strategischen Zusammenarbeit bieten Saab und Helsing der Luftwaffe entscheidende Fähigkeiten, die den Eurofighter noch vor 2030 für den EK befähigen. Sie verbinden modernste, marktverfügbare EK-Systeme und führende Software- und KI-Fähigkeiten für Aufklärung, Führung, Wirkung und Unterstützung. Durch einen IP Transfer an Standorte in Deutschland sowie den Aufbau eines nationalen Software-Stack für den EK wird nationale Schlüsseltechnologie bei Nutzung bester europäischer EK-Systeme gesichert. So kann die Luftwaffe mit dem Eurofighter heutigen und zukünftigen Herausforderungen im Elektronischen Kampf souverän und effektiv begegnen.


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Matthias Amthor und Stephanie Lingemann (Foto: Saab)

Matthias Amthor leitet die strategische Geschäftsentwicklung bei Saab Deutschland. Er diente bei der Luftwaffe zuletzt als Stabsoffizier und arbeitete bei der NETMA an der Weiterentwicklung des Eurofighters.
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matthias.amthor@saabgroup.com
www.saab.de

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Stephanie Lingemann verantwortet den Programmbereich bei Helsing – einer führenden Software-Firma für KI in der Verteidigung. Zuvor arbeitete sie bei McKinsey als Junior Partnerin für Klienten aus der Luftfahrt-, Verteidigungs- und Halbleiterindustrie.

stephanie.lingemann@helsing.ai
www.helsing.ai

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