Air DefenceRüstung

Die Flugabwehr-Fregatten F124 der Deutschen Marine

Die Fregatten-Klasse 124 (nach dem Typschiff auch SACHSEN-Klasse genannt) ist eine aus drei Fregatten bestehende Kriegsschiffklasse der Deutschen Marine. Die Schiffe sind als Mehrzweckfregatten für Geleitschutz und Seeraumkontrolle konzipiert und alle Sensoren und Waffen an Bord für die Luftverteidigung optimiert. Die Fregatten der Klasse F124 sind darüber hinaus die einzigen Schiffe der Bundeswehr, die die Fähigkeit zur Verbandsflugabwehr besitzen. Rainer Krug, Chefredakteur des cpmFORUM, zum Beitrag der Marine zur Luftverteidigung.
Die Fregatte F 219 SACHSEN läuft in den Hafen der estnischen Hauptstadt Tallinn ein, am 30.09.2022.
Die Fregatte F 219 SACHSEN läuft in den Hafen der estnischen Hauptstadt Tallinn ein, am 30.09.2022.
Foto: Bundeswehr/Leon Rodewald

Das Typschiff SACHSEN der Fregatten-Klasse 124 wurde am 4. November 2004 in Dienst gestellt. Ihr folgten die „Hamburg“ (Indienststellung 13. Dezember 2004) und die „Hessen“ (Indienststellung 21. April 2006). Mittelfristig ist planerisch der Ersatz der Fregatten Kl 124 durch die Fregatten der Klasse 127 vorgesehen.

Entwicklungsgeschichte der SACHSEN-Klasse

Bereits Anfang der 80er Jahre nahm Deutschland am Projekt NATO Frigate Replacement (NFR-90) teil. Ziel war, für die acht teilnehmenden NATO-Partner eine Fregatte nach einheitlichem Design zu entwickeln. Zu große Unterschiede zwischen den Bedürfnissen der einzelnen Marinen führten 1989 zum Abbruch des Vorhabens. Deutschland realisierte anschließend seine Forderungen mit der SACHSEN-Klasse.

Die erste Einheit, die SACHSEN, wurde im Januar 2001 fertiggestellt. Bereits während der ersten Probefahrt im August 2001 konnte sie ihre Leistungsfähigkeit unter Beweis stellen. Die Erprobungen verliefen im Grundsatz erfolgreich. Höhepunkt war die dynamische Erprobung der Radaranlagen unter anderem mit TORNADO und Hubschraubern der Deutschen Marine. Anschließend verlegte die Fregatte zur Fortsetzung insbesondere der schiffstechnischen Erprobungen in das Skagerrak, bevor sie am 13. September 2001 zu Blohm+Voss zurückkehrte. Wie erwähnt erfolgte die Indienststellung des ersten Schiffs am 4. November 2004.

Abnahme der SACHSEN nach Test der Operationsfähigkeit der Luftverteidigungssysteme 2011

Im September 2011 absolvierte die SACHSEN vor der Küste von Südafrika in der Overberg Test Range einen Flugkörpertest, bei dem ein von der Fregatte „Schleswig-Holstein“ auf die SACHSEN testweise abgefeuerter EXOCET-Seezielflugkörper erfolgreich abgefangen werden konnte. Weiterhin wurden in diesem Manöver mehrere Drohnen zerstört. Damit konnte die Operationsfähigkeit der Luftverteidigungssysteme unter Beweis gestellt werden und die Abnahme abgeschlossen werden.

Im August 2011 verließ die SACHSEN ihren Heimathafen, um im Schießgebiet „Denel Overberg Test Range“ vor Südafrika das Flugkörperschießen „Missile Firing Exercise F124 - 2011“ zu absolvieren. Dabei wurde unter anderem nachgewiesen, dass die Fregatte SACHSEN und damit die Luftverteidigungsfregatte der Klasse F 124 in der Lage ist, nicht nur sich selbst gegen schnell anfliegende Flugkörper zu verteidigen, sondern auch andere Einheiten im Verband zu schützen.
Im August 2011 verließ die SACHSEN ihren Heimathafen, um im Schießgebiet „Denel Overberg Test Range“ vor Südafrika das Flugkörperschießen „Missile Firing Exercise F124 - 2011“ zu absolvieren. Dabei wurde unter anderem nachgewiesen, dass die Fregatte SACHSEN und damit die Luftverteidigungsfregatte der Klasse F 124 in der Lage ist, nicht nur sich selbst gegen schnell anfliegende Flugkörper zu verteidigen, sondern auch andere Einheiten im Verband zu schützen.
Foto: Bundeswehr/PIZ Marine

Designschwerpunkt: Abwehr von Massenangriffen mit Luftkriegsmitteln

Das ursprüngliche Design der NFR-90 (und damit später der F124) erfolgte unter dem Gesichtspunkt, REFORGER-Konvois über den Atlantik zu eskortieren. Bei diesem Szenario wurde angenommen, dass Streitkräfte des Warschauer Paktes versuchen, durch Angriffe mit Seezielflugkörpern sowie Ubooten diese Konvois zu vernichten. Designschwerpunkt war somit die Fähigkeit zur kombinierten Luft- und Uboot-Abwehr, wobei das Hauptaugenmerk auf der Abwehr von Massenangriffen mit Luftkriegsmitteln lag.

Die Entwicklung des fähigkeitsbestimmenden Combat Direction System (CDS), quasi die Operationszentrale, folgte genau diesem Aspekt. Nach dem Ende des Kalten Krieges wurden jedoch neue Herausforderungen deutlich, wie sie insbesondere bei Einsätzen im Rahmen des Internationalen Krisenmanagements auftreten. Die zunehmende Proliferation taktischer ballistischer Raketen mit Massenvernichtungspotential zählt mit dazu.

Nach der Indienststellung und Abschluss aller Nachweise konnte im Jahr 2013 die „Hamburg“ als Teil der amerikanischen Flugzeugträgergruppe um die „Dwight D. Eisenhower“ ihre Leistungsfähigkeiten in der Luftverteidigung unter Beweis stellen. Damit wurde auch erstmals ein ausländisches Schiff vollständig in eine US-Flugzeugträgerkampfgruppe integriert.

Sensoren an Bord der Fregatten der SACHSEN-Klasse F124

Combat Direction System CDS

Das Herzstück der F124 ist das Führungs- und Waffeneinsatzsystem Combat Direction System (CDS). Hierbei handelt es sich um ein auf 17 Rechner verteiltes System, dessen Rechner mit einem mehrfach redundanten ATM-Bus verbunden sind. Die Fregatte ist damit in der Lage, mehr als 1.000 Luftziele gleichzeitig zu erfassen. Das System wurde explizit als deutsches Gegenstück zum Aegis-Kampfsystem konzipiert. Das System führt dabei ausnahmslos alle Sensoren und Effektoren des Schiffes zu einem Netzwerk zusammen, sodass Flugabwehr, Überwasserkampf, Ubootjagd, EloKa, Navigation und Kommunikation in einem Rechnerverbund ausgeführt werden.

Die Rechenleistung wird wie erwähnt über mehrere CPUs verteilt und ist somit zahlenmäßig und räumlich nicht eingeschränkt. Ein Operator kann sich damit in jede Konsole einloggen, um jede beliebige Aufgabe wahrzunehmen.

Bedrohungsdaten werden über das SMART-L sowie teilweise auch dem APAR generiert, mit Daten der weiteren Sensoren fusioniert und im CDS zu Tracks generiert. Prinzipiell verfolgt das APAR dabei nicht alle Ziele. Wenn ein Ziel durch einen Sensor geortet und fusioniert wird, entscheidet am Ende eine Bedrohungsanalyse, ob der Rechner eine Zielverfolgungsanfrage an APAR sendet.

Die gewonnenen fusionierten Tracks werden anschließend vom Computer einer taktischen Analyse unterzogen und in die Bereiche Luft, Oberfläche und Uboot aufteilt. Die Kontakte werden nun mit Hilfe einer frei konfigurierbaren Datenbank klassifiziert. Ist keine eindeutige Bestimmung möglich, wird eine IFF-Anfrage gesendet. Ist ein Kontakt klassifiziert, wird er über Link 11 und Link 16 an andere Einheiten weitergereicht. So entsteht an den 17 Konsolen ein Gesamtlagebild, das dem Kommandanten als Entscheidungsgrundlage bei der Umsetzung seines Auftrags dient.

Zusätzlich verfügen alle Fregatten der F124-Klasse über Systeme zum Abhören der Kommunikation. Hierzu verwendet das System eine Reihe von zusätzlichen Antennen, um Signale von 1 MHz bis über 1 GHz abzufangen und anzupeilen. Eine Emitterdatenbank ermöglicht eine automatische Auswertung und Identifikation.

Im Einzelnen verfügt das System über die folgenden Sensoren:

1. Multifunktionsradar APAR

Das APAR ist ein Active Electronically Scanned Array mit vier festen Antennenflächen, das zur Feuerleitung und beschränkten Zielsuche im Luftraum dient. Das Radar wurde speziell zur Abwehr von Massenangriffen manövrierfähiger Seezielflugkörper mit Stealth-Eigenschaften konzipiert. Impulsfolgefrequenz und Sendefrequenz werden dabei kontinuierlich an das Ziel angepasst, die optimalen Parameter werden für alle Ziele in Echtzeit errechnet. Erkannte Ziele werden mit speziellen Wellenformen abgetastet, um zu erkennen, ob ein Raketenstart vorliegt oder nicht. Da die an Bord verwendeten SM-2- und ESSM-Flugkörper im Endanflug auf eine Zielbeleuchtung angewiesen sind, übernimmt das APAR diese Aufgabe.

Das Multifunktionsradar APAR wurde speziell zur Abwehr von Massenangriffen manövrierfähiger Seezielflugkörper mit Stealth-Eigenschaften konzipiert.
Das Multifunktionsradar APAR wurde speziell zur Abwehr von Massenangriffen manövrierfähiger Seezielflugkörper mit Stealth-Eigenschaften konzipiert.
Foto: Thales Group

Durch die in vier Quadranten pro Antennenfläche aufgeteilten Antennenflächen kann theoretisch jede Fläche vier Flugkörper gleichzeitig in Ziele lenken. Weitere integrierte Maßnahmen ermöglichen es, die Antenne im Time-Sharing-Verfahren zu nutzen, um noch mehr Flugkörper gleichzeitig pro Antennenfläche in Ziele zu lenken.

Das APAR nutzt keine rotierende Antenne, sondern vier planare feststehende Phased-Array-Antennen mit jeweils mehr als 3000[1] sehr kleinen Sender/Empfänger-Elementen, die sich den Azimutbereich in vier 90°-Sektoren aufteilen.
Das APAR nutzt keine rotierende Antenne, sondern vier planare feststehende Phased-Array-Antennen mit jeweils mehr als 3000[1] sehr kleinen Sender/Empfänger-Elementen, die sich den Azimutbereich in vier 90°-Sektoren aufteilen.
Foto: Thales Group

2. EloKa-System FL 1800 S

Das FL 1800 ist das Standard-EloKa-System der Deutschen Marine; es wurde ursprünglich entwickelt, um Massenangriffe mit Seezielflugkörpern abzuwehren. Das System deckt einen Frequenzbereich von 0,5 bis 18 GHz ab. Das Systemdesign ermöglicht es, den Elevations- und Azimutwinkel zu einem Emitter präzise zu bestimmen und gleichzeitig den Mehrwegempfang mit zu berücksichtigen. Zur Störung der gegnerischen Radare nutzt die Anlage passiv phasengesteuerte Signalkeulen und führt damit elektronische Gegenmaßnahmen durch. Jede Signalkeule kann ein Einzelziel stören oder im Verbund gemeinsam ein Radar. Die effektive Strahlungsleistung ist dabei ausreichend, um den Radarrückstreuquerschnitt (RCS) der Fregatte zu überdecken.

3. Luftraum-Überwachungsradar SMART-L

Das SMART-L ist ein rotierendes Weitbereichsradar mit Phased-Array-Antenne des ehemaligen niederländischen Herstellers Hollandse Signaalapparaten (Signaal), jetzt Thales Naval Nederland. Das im Höhenwinkel passiv phasengesteuerte Radar wurde speziell dafür entwickelt, Flugzeuge mit Stealth-Eigenschaften zu orten. Die Antenne besteht aus 24 übereinander gestapelten Reihen von Empfangsmodulen. Davon können 16 Reihen sowohl senden als auch empfangen, die restlichen nur empfangen. Durch die Phasensteuerung der Sendeenergie wird sowohl die vertikale Strahlschwenkung als auch eine Antennenstabilisierung erreicht.

Da das SMART-L Stealth-Ziele orten soll, ist die Antenne hochempfindlich. Mit speziellen Signalverarbeitungsalgorithmen werden auf Basis der Radarrohdaten die plausiblen Flugspuren ermittelt, die wahrscheinlichsten Hypothesen werden an das Kampfsystem des Schiffes weitergeben. Sind Zielposition und -kurs bestimmt, kann eine Freund-Feind-Erkennung durchgeführt werden. Hierfür ist keine separate Antenne nötig. Fällt die Freund-Feind-Erkennung negativ aus, kann das SMART-L durch nichtkooperative Zielidentifizierung den Typ des Luftziels bestimmen.

Das SMART-L ist ein rotierendes Weitbereichsradar mit Phased-Array-Antenne des ehemaligen niederländischen Herstellers Hollandse Signaalapparaten (Signaal), jetzt Thales Naval Nederland.
Das SMART-L ist ein rotierendes Weitbereichsradar mit Phased-Array-Antenne des ehemaligen niederländischen Herstellers Hollandse Signaalapparaten (Signaal), jetzt Thales Naval Nederland.
Foto: Thales Group

4. Bugsonar DSQS-24B

Ein weiterer Sensor ist das Bugsonar DSQS-24B der Firma Atlas Elektronik. Moderne Bugsonare besitzen üblicherweise Schallwandler auf Piezobasis, die wie Active Electronically Scanned Arrays virtuelle Signalkeulen ausbilden und schwenken können. Die Zylinderbasis des DSQS 24B hat einen Durchmesser von 1,88 m und kann bis zu 64 virtuelle Signalkeulen ausbilden, welche durch elektronische Strahlschwenkung gegen Rollen und Stampfen stabilisiert werden.

Bewaffnung der Fregatten F124

Die Hauptwaffensysteme der F124 sind das 76 mm Geschütz, die Senkrechtstartanlage MK 41von Raytheon, das Seezielflugkörpersystem HARPOON sowie das Nahbereichskampfsystem RAM.

1. Geschützturm

Das 76-mm-Geschütz von OTO Melara befindet sich auf dem Vorderdeck vor dem RAM-Werfer. Die Waffe verschießt eine breite Munitionspalette mit einer Kadenz von bis zu 100 Schuss/min und kann gegen Bodenziele mit einer Maximalentfernung 16.000 m und gegen Luftziele mit einer Maximalentfernung bis zu 7.800 m eingesetzt werden.

2. Senkrechtstartanlage

Die Mark 41 (VLS Mk.41) von Raytheon ist die Senkrechtstartanlage für Flugkörper vom Typ SM-2 und ESSM. Das System befindet sich hinter dem RAM-Werfer und vor der Brücke und besteht aus 32 Zellen.

Die Flugkörper werden in Kanistern angeliefert, die von oben in die Senkrechtstartanlage eingeführt und mit dem System verbunden werden. Die Kanister schützen den Flugkörper vor Umwelteinflüssen.

Die 32 Zellen können sowohl mit Boden-Luft-Flugkörpern vom Typ SM-2 Block IIIA als auch ESSM bestückt werden. Die SM-2 hat eine Reichweite von 167 km. Auf mittlere Entfernung werden ESSM mit 50 km Reichweite eingesetzt. Beide Flugkörper sind auf das APAR zur Zielbeleuchtung im Endanflug angewiesen. Im Zuge der Studie „Fähigkeitserweiterung F124 TBMD“ wurde die Integration der SM-3 für durchführbar befunden. Die SM-3 ist ausgelegt, auch Ziele oberhalb der Erdatmosphäre zu zerstören, beispielsweise taktische ballistische Flugkörper (TLBM) oder tieffliegende Satelliten. Hinsichtlich ESSM ist geplant, sie ab 2025 durch die modernisierte Version ESSM Block 2 zu ersetzen.

Die „Hessen“ der SACHSEN-Klasse feuert eine Flugabwehrrakete vom Typ RIM-162 ESSM aus ihrem Senkrecht-Startsystem VLS Mk41 ab.
Die „Hessen“ der SACHSEN-Klasse feuert eine Flugabwehrrakete vom Typ RIM-162 ESSM aus ihrem Senkrecht-Startsystem VLS Mk41 ab.
Foto: Bundeswehr/Alexander Gottschalk

3. Nahbereichsverteidigungssystem

Das Nahbereichsverteidigungssystem (Close-In Weapon System) Mark 31 besteht aus den Flugkörpern RIM-116 Rolling Airframe Missile. Der drehbare Werfer ist mit 21 Zellen ausgestattet. Der einfachheithalber wird das Gesamtsystem schlicht als RAM bezeichnet, nach dem Flugkörper „Rolling Airframe Missile“. Die SACHSEN-Klasse besitzt zwei RAM-Starter– einen zwischen dem Geschützturm und der Senkrechtstartanlage sowie einen auf dem Hangar. Hauptaufgabe des Nahbereichsverteidigungssystems ist das Abfangen feindlicher Seezielflugkörper.

4. Seezielflugkörper

Als Seezielflugkörper sind zwei Vierfachstarter für das Waffensystem HARPOON eingerüstet, die sich zwischen dem APAR und den Schornsteinen befinden. Die Reichweite beträgt über 140 km.

5. Torpedos

Zur Uboot-Abwehr verfügt die Fregatte über zwei dreifach Torpedorohre vom Typ Mark 32, die sich mittschiffs auf Höhe der Schornsteine befinden. Die Torpedos werden mit Druckluft ausgestoßen. Die SACHSEN-Klasse ist mit dem MU-90-Torpedo ausgestattet, der neben dem Verschuss aus den Drillingsrohren auch vom Bordhubschrauber aus abgeworfen werden kann.

6. Bordhubschrauber

Vervollständigt wird die Ausstattung der Fregatte F124 genauso wie bei den Fregatten der BREMEN- und BRANDENBURG-Klasse durch zwei Bordhubschrauber zur Bekämpfung von Seezielen, die außerhalb der Waffenreichweite der Fregatte selbst liegen und zur Ubootjagd. Die Bordhubschrauber können mit vier leichten Seezielflugkörpern des Typs SEA SKUA bewaffnet werden; zur Ujagd können zwei Torpedos vom Typ MU-90 mitgeführt werden. Mittelfristig wird der aktuell eingesetzte Bordhubschrauber SEA LYNX durch den SEA TIGER ersetzt werden.

Fregatte F 221 Hessen beim Pre-wetting im Rahmen der Teilnahme an der Carrier Strike Group (CSG) vor der ostamerikanischen Küste, am 19.03.2018. Das Oberdeck wird im Zuge einer ABC-Übung mit feinem Sprühnebel benetzt, damit sich eventueller Fallout etc. nicht an Oberdeck festsetzen kann. Die Fregatte testet die einzelnen Abschnitte abwechselnd und am Ende dann zusammen. Ziel ist es, das Schiff in einer Wasserglocke zu umhüllen.
Fregatte F 221 Hessen beim Pre-wetting im Rahmen der Teilnahme an der Carrier Strike Group (CSG) vor der ostamerikanischen Küste, am 19.03.2018. Das Oberdeck wird im Zuge einer ABC-Übung mit feinem Sprühnebel benetzt, damit sich eventueller Fallout etc. nicht an Oberdeck festsetzen kann. Die Fregatte testet die einzelnen Abschnitte abwechselnd und am Ende dann zusammen. Ziel ist es, das Schiff in einer Wasserglocke zu umhüllen.
Foto: Bundeswehr/Jule Peltzer

Aufwuchspotential der Sachsen-Klasse

1. Modernisierung der Radaranlagen der Fregatten F124

Das Bundesamt für Ausrüstung, Informationstechnik und Nutzung der Bundeswehr (BAAINBw) hat am 23.08.2021 mit der Firma HENSOLDT Sensors GmbH einen Vertrag über die Herstellung, Lieferung und den Einbau von vier Radarsystemen für die Fregatten der SACHSEN-Klasse unterzeichnet. Vereinbart wurden auch die erforderlichen Ausbildungsleistungen sowie die Herstellung der Versorgungsreife.

Bei den neuen Radaren handelt es sich um Weitbereichsradare zur Luft- und Seeraumüberwachung des Typs TRS-4D/LR ROT, die ab 2025 die bisher genutzten SMART-L-Radare der drei Fregatten ersetzen sollen. Zusätzlich wird bereits ab 2023 ein weiteres System in der Test-Referenz- und Ausbildungsanlage an der Marinetechnikschule in Parow installiert. Neben der praxisnahen Ausbildung besteht damit die Möglichkeit, etwaige Systemanpassungen am Radar zu testen, bevor diese an Bord umgesetzt werden.

Mit dem TRS-4D/LR ROT verfügen die Schiffe zukünftig über eines der weltweit leistungsfähigsten und modernsten Radare, die neben besseren Aufklärungs- und Zielverfolgungseigenschaften außerdem die Fähigkeit zur Detektion und Verfolgung von ballistischen Flugkörpern besitzen. Die AESA-Technologie des Radars (AESA: Active Electronically Scanning Array) ermöglicht dabei eine präzise Ortung besonders kleiner und wendiger Objekte bei einer Reichweite von mehr als 400 km bei Luftzielen und bis zu 2.000 km bei Objekten im Erdorbit.

Die Umrüstung der Schiffe beginnt 2024 und soll bis 2028 abgeschlossen sein. Mit der Maßnahme ist es gelungen, ein leistungsfähiges Weitbereichsradar zu finden, mit dem die Herausforderungen der zukünftigen Luftverteidigung im geänderten Bedrohungsspektrum bewältigt werden können.

2. Modernisierung der Flugkörperbewaffnung

Wie bereits oben erwähnt, konnte im Zuge der Studie „Fähigkeitserweiterung F124 TBMD“ die Durchführbarkeit einer SM-3-Integration aufgezeigt werden. Die SM-3 ist so ausgelegt, dass sie auch Ziele oberhalb der Erdatmosphäre zerstören kann, so zum Beispiel die erwähnten taktischen ballistischen Flugkörper (TLBM).

Auch für das ESSM gibt es eine Aufwuchsplanung. Hier ist vorgesehen, das Waffensystem ESSM ab 2025 durch die modernisierte Version ESSM Block 2 zu ersetzen.

Autor: Rainer Krug, Chefredakteur cpmFORUM

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