HEAT

HEAT (Hazard Estimation After Tbm engagement) 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.

HEAT wird im Rahmen von F&T Studien im Auftrag des Bundesamtes für Wehrtechnik und Beschaffung von der Firma tms entwickelt. Inhalt der Studien war die Entwicklung von Modellen zur Berechnung des Transportes, der Ausbreitung und Deposition von chemischen und biologischen Kampfstoffen aus nicht konventionellen Gefechtsköpfen, sowie des Verhaltens der Trümmer (Debris) von bekämpften TBM mit konventionellen Gefechtsköpfen. Obwohl anfänglich nur zur Studienunterstützung gedacht, wurde die Software als Standalone System weiterentwickelt und um operationelle Elemente erweitert. Neben der Anwendung in nationalen Simulationen für das taktische Luftverteidigungssystem MEADS wurde diese operationelle Version von HEAT in den Jahren 2000 bis 2006 bei den Übungen JPOW 5 - JPOW 9 (Joint Project Optic Windmill) im Bereich Passive Defense verwendet. Im Frühjahr 2003 wurde HEAT von der NATO während der Operation „Iraqi Freedom" angefordert und in der Türkei eingesetzt.

Der der operationellen Version von HEAT zu Grunde liegende Rechenkern wurde als eigenständiges Modul isoliert und steht somit unterschiedlichsten Anwendungen als Ausbreitungsmodul zur Verfügung. Dieser Kern wurde unter anderem integriert in den GefStd FlaRak.

Das HEAT zu Grunde liegende Ausbreitungsmodell ist ein Partikelmodell. Zu Beginn der Simulation eines Abregnungsvorgangs wird eine Wolke aus einer variablen Zahl von Partikeln/Kampfstofftröpfchen generiert. Die Form, Größe und Zusammensetzung der Wolke hängen von verschiedenen Faktoren wie Beschädigungsgrad des Gefechtskopfs, Bekämpfungshöhe, Art des Kampfstoffs, Geschwindigkeit des TBM usw. ab. Die einzelnen Partikel regnen entsprechend ihrer Größe und den meteorologischen Bedingungen ab. Während des Abregnungsvorgangs können sich die Partikel durch Verdunstungseffekte und aerodynamische Aufheizung verändern. Treffen sie auf den Boden auf können sie weiter verdunsten und so eine Sekundärausbreitung erzeugen. Als Ergebnis des Berechnungsvorgangs wird unter anderem eine zeitlich variable Depositions-, Konzentrations- oder Konzentrationszeitproduktmatrix geliefert.



Abbildung 1: Erweiterte und ausführliche Gefährdungsvorhersage mit HEAT

HEAT ist in der neusten Version (Version 5.5) 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.

Zusätzlich zu der Ausbreitungssimulation ist HEAT noch in der Lage Auswertungen nach Nato ATP-45 bzw. Stanag 2133 durchzuführen wie sie in den ausführlichen Verfahren der Gefährdungsvorhersage Anwendung finden. Es könne NBC2 und NBC3 Meldungen generiert werden, die über das integrierte Kommunikationsmodul mit anderen Systemen ausgetauscht werden können.


Es folgt eine Auflistung der wichtigsten Eigenschaften von HEAT:

  • Ausbreitungsrechnung nach Lagrange (Partikel Modell)
  • Simulation der Kampfstoffausbreitung unabhängig von Höhe der Quelle (bodennah, innerhalb und außerhalb der Atmosphäre)
  • Modellierung der biologischen Ausbreitung unter Berücksichtigung von UV-Einstrahlung, Koagulation und trockener Deposition
  • Berücksichtigung von Geländedaten und 4D Windvektorfeldern für die Ausbreitungsrechnung
  • Berechnung und Darstellung von Kampf- bzw. Schadstoffdeposition, Konzentration, Dosis sowie der Anzahl von Ausfällen
  • Generierung von Warnung der betroffenen Bevölkerung bzw. Einheiten
  • ABC Meldung nach Standard ATP-45
  • Komplexe Ergebnis- und Assetverwaltung
  • Umfangreiches Kommunikationsmodul mit AdatP3 und DIS Schnittstelle
  • Erprobt bei NATO-Übungen und Einsätzen