Drohnen-Kriegsführung: Die Entwicklung der FPV-Drohnen im Ukrainekrieg

Waldemar Geiger

Spätestens seit 2023 ist die Kriegsführung in der Ukraine mit dem vermehrten Einsatz von sogenannten FPV- oder Racing-Drohnen um eine Facette vielfältiger und komplexer geworden. Beide Kriegsparteien setzen mittlerweile auf die Nutzung der äußerst wendigen und schnellen Kleinstdrohnen – deren primärer Einsatzzweck ursprünglich der Rennsport war – als Wirkmittel gegen un- oder nur leicht geschützte Militärtechnik, Infanteriestellungen bis hin zu gepanzerten Fahrzeugen. So hat beispielsweise die Ukraine angekündigt, 2024 über eine Million FPV-Drohnen herstellen zu wollen.

Zudem konnten über das Kriegsjahr hinweg Maßnahmen und Versuche beobachtet werden, die Effektivität und Effizienz der „selbstgebastelten“ Wirkmittel zu steigern, um so einige systembedingte Nachteile der für kommerzielle Zwecke vorgesehenen Flugsysteme auszugleichen und deren Wirkung im Gefecht zu steigern. Ferner ist nach Aussagen von Andrey Liscovich, einem Mitbegründer der Hilfsorganisation UkraineDefenseFund.org, in der am 15. Dezember 2023 ausgestrahlten Folge des „Geopolitics Decanted“ Podcasts, zu beobachten, dass die FPV-Drohnenwaffe in der Ukraine neben der Bekämpfung von Punktzielen zunehmend auch für andere Missionen eingesetzt wird. Offenbar hat sich das markante Geräusch der Drohnen dermaßen in das Bewusstsein der Soldaten eingebrannt, dass das reine Überfliegen der Stellungen ausreicht, um die Soldaten in Deckung zu zwingen. Ganze Züge können so „niedergehalten“ und so die Voraussetzung für den Sturm der eigenen Kräfte geschaffen werden. Dieser Effekt war zuvor nur durch indirektes Feuer – beispielsweise der Artillerie oder Mörser – beobachtet worden. Außerdem kann die FPV-Drohne, zumindest gegen menschliche Ziele, auch ohne einen Gefechtskopf letale Wirkung entfalten. Die hohe Geschwindigkeit, gepaart mit den schnell drehenden Propellern sowie dem Gewicht der Drohne führen dazu, dass ein Direkttreffer eines Soldaten tödliche Wirkung entfalten kann, ohne dass eine Gefechtskopf umsetzen muss.

Alles in allem hat sich die FPV-Drohne innerhalb kürzester Zeit zu einem veritablem Wirkmittel im Krieg entwickelt. Eine intensivere Befassung mit dem Thema ist daher ratsam.

Entwicklung der FPV-Drohnenwaffe

Die erste Nutzung von modifizierten FPV-Drohnen – das FPV steht für „First Person View“ oder auf Deutsch „Ich-Perspektive“ – im Ukrainekrieg fand 2022 statt. Krieg oder Not macht erfinderisch und da insbesondere die ukrainische Seite zu Beginn des Krieges nur über unzureichende Wirkmittel verfügte, sind findige Soldaten dazu übergegangen, handelsübliche Kleinstdrohnen (Quadkopter) nicht nur für Aufklärungszwecke, sondern auch als Wirkmittel einzusetzen. Dazu wurden die Drohnen mit Munition bestückt, die dann über russische Stellungen und Fahrzeuge abgeworfen wurde. Die Idee für diesen Einsatzzweck stammt freilich nicht aus der Ukraine, sondern wurde bereits in vorherigen Konflikten beobachtet. Neu in der Ukraine war der Umstand, dass man das Konzept auf Rennsportdrohnen ausgeweitet hat. Als Reaktion auf den umständlichen und oftmals unpräzisen Einsatz mit Abwurfmunition bewaffneter Kleinstdrohnen wurde offenbar ein Weg gesucht, wie handelsübliche Drohnen in effektivere Wirkmittel verwandelt werden können. Anstatt die Munition, wie beispielsweise Granaten, aus größerer Höhe abzuwerfen, kann eine mit einem Sprengkopf bestückte FPV-Drohne ähnlich dem Konzept einer Loitering Munition direkt ins Ziel gelenkt und zur Detonation gebracht werden. So können selbst in voller Fahrt befindliche Fahrzeuge zielgenau bekämpft werden. Möglich machen dies die beachtlichen Flugleistungen der Rennsportgeräte. Damit die Rennparcours besonders schnell bewältigt werden können, müssen die FPV-Drohnen sehr wendig und schnell sein, daher kommen dort spezielle Quadkopter mit vergleichsweise starken Antrieben zum Einsatz.

FPV-Drohnen haben sich im Ukraine-Krieg auf beiden Seiten innerhalb kürzester Zeit zu einem wichtigen Präzisionswirkmittel entwickelt. (Bild: Verteidigungsministerium Ukraine)

Ansonsten sind die Geräte auf Minimalismus getrimmt, neben den vier Rotoren, dem Akku und einem leichten Rahmen verfügt eine Renndrohne nur noch über eine Übertragungseinheit sowie eine in Flugrichtung nach vorne gerichtete Kamera. Die Steuerung der Systeme erfolgt aus der Ich-Perspektive, daher auch der Name der Rennsportgeräte. Das Echtzeitbild der Drohnenkamera wird dazu in eine Videobrille des Piloten übertragen. Die Flugzeit der auf Wendigkeit und Tempo getrimmten Systeme beträgt oftmals nur 10 bis 20 Minuten, wobei jedoch Höchstgeschwindigkeiten jenseits von 250 km/h erreicht werden können. Die geringe Flugzeit resultiert demensprechend auch in einer vergleichsweise kurzen effektiven Einsatzreichweite sowie einer geringen Verweildauer (Loitering-Dauer) im Einsatzraum.

Der Preis für solche handelsüblich verfügbaren Systeme liegt bei 1.000 bis 1.500 Euro, wobei es jedoch auch günstigere Varianten gibt. Nach Aussagen von Andrey Liscovich liegt der Preis einer ukrainischen FPV-Drohne bei rund 500 Dollar und damit vergleichbar mit den Kosten für die Ausbildung eines FPV-Piloten, die Liscovich zufolge etwa drei Wochen dauert.

Der günstige Preis und die Leistungsfähigkeit (Grundvoraussetzung für das Tragen einer Wirkmittelnutzlast) der Rennsportgeräte sind hauptausschlaggebend dafür, dass die Systeme als „Heimwerker-Loitering-Munition“ eingesetzt werden. Der günstige Stück- sowie Ausbildungspreis und die hohe Verfügbarkeit der Geräte auf dem freien Markt – wobei die Volksrepublik China vor wenigen Wochen Exportbeschränkungen eingeführt hat, deren Wirksamkeit noch nicht abschließend beurteilt werden kann – erlauben es auch finanzschwachen Akteuren, große Stückzahlen dieser Systeme zu beschaffen und einzusetzen. In Kombination mit einem Sprengkopf, oftmals eine RPG-7-Granate, der ebenfalls wenige hundert US-Dollar kostet, stehen einem für den Preis eines Panzerabwehrlenkflugkörpers westlicher Bauart rund 100 bewaffnete FPV-Drohnen zur Verfügung.

Weiterentwicklung der FPV-Drohnenwaffe

Die preisbedingte rudimentäre Ausstattung der Systeme hat jedoch auch Nachteile, die den taktischen Einsatz der selbstgebastelten Wirkmittel erschweren. Daraus resultierend werden nach Aussagen der oben angesprochen Podcast-Diskussionsrunde sowohl in Russland auch in der Ukraine erhebliche Anstrengungen unternommen, den Einsatzwert der Systeme zu steigern.

Verbundeinsatz

Wie bereits angesprochen, wird die FPV-Drohne mittels der in Echtzeit übertragenen Kamerabilder aus der Ich-Perspektive gesteuert. Die günstige Systempreis bedingt, dass eine Kamera mit vergleichsweise schwacher optischer Leistung, ohne Stabilisierung und zudem auch ohne Schwenkbereich zum Einsatz kommt. Dies erschwert sowohl das Navigieren des Wirkmittels in den Einsatzraum als auch die Aufklärung von lohnenden Zielen. Diesem Umstand wird dadurch begegnet, dass FPV-Drohnen im Verbund mit anderen Aufklärungsdrohnen – militärischen Systemen sowie kommerziellen Kameradrohnen – zum Einsatz kommen. Den Piloten der Aufklärungsdrohne kommt die Aufgabe zu, einen Raum zu überwachen oder lohnende Ziele aufzuklären. Ist dies erfolgt, wird die FPV-Drohne gezielt sowie zügig in das Zielgebiet geführt und im Endanflug durch den Piloten präzise ins Ziel gelenkt. Damit dies wirkungsvoll und ohne Zeitverlust gelingt, wird das Echtzeit-Videobild der Aufklärungsdrohne sowohl mit den im Einsatzraum befindlichen Bodentruppen als auch den FPV-Drohnenteams geteilt.

Für die Steuerung der Drohnen werden zivile Funkprotokolle genutzt, die durch die feindliche EloKa-Truppe einfach gestört oder zurückverfolgt werden können. Diesem Problem wird durch den Einsatz mehreren Drohnen gleichzeitig begegnet. Der verbundene Einsatz mit weiteren kommerziellen Drohnen, die die Funktion eines Relais übernehmen, dient dazu, die effektive Einsatzreichweite der FPV-Drohnen zu erhöhen, das Übertragungssignal zu verbessern und die Überlebenswahrscheinlichkeit der Piloten zu erhöhen, da diese deutlich weiter im rückwertigen Raum Stellung beziehen und trotzdem eine Verbindung zur FPV-Drohne halten können. Es muss jedoch erwähnt werden, dass durch die Nutzung von Relais die Latenz der Übertragung weiter gesteigert wird, was ebenfalls eine wachsende Herausforderung an den Bediener darstellt.

FPV-Kampfdrohnen werden mittels einer direkten Übertragung des Drohnenbildes in die Videobrille des Piloten gesteuert. (Bild: Verteidigungsministerium Ukraine)

Das Fliegen der FPV-Drohne erfordert im Vergleich zu militärischen Systemen deutlich geschulteres Personal. Dem Gedanken des Rennsports folgend, ist es das Ziel des Wettbewerbs, das Können der Piloten herauszufordern und nur die beste Flugleistung mit einem Sieg zu belohnen. Daher ist die Steuerung der FPV-Drohne als echte „Handarbeit“ ausgelegt, Assistenzprotokolle, die den Flug stabilisieren oder automatisieren, sind daher nicht Bestandteil von Rennsportdrohnen. Interviews ukrainischer FPV-Kampfdrohnenpiloten zufolge soll die Erfolgswahrscheinlichkeit von FPV-Einsätzen selbst bei erfahrenen Piloten bei rund 20 Prozent liegen. Bei weniger erfahrenen Piloten müssen teilweise acht und mehr Systeme eingesetzt werden, bis ein Ziel erfolgreich bekämpft werden kann. Zudem ist nicht jeder Mensch als Pilot einer FPV-Drohne geeignet, da die Steuerung der Drohne über die Videobrille Übelkeit auslösen kann. Daher werden seit geraumer Zeit Bestrebungen zur Verbesserung des Flugprofils unternommen. Modifizierte Rahmen und Schrauben sollen die Stabilität der Systeme erhöhen. Gleichzeitig wird die Steuerungssoftware automatisiert, was zur Entlastung des Piloten führt.

Die Automatisierung findet ihre Grenze jedoch in der Leistungsfähigkeit der Hardware. Vollautomatisierte oder vollautonome FPV-Kampfdrohnen würden eine deutlich leistungsfähigere Sensorik und Rechnereinheit benötigen, dies würde wiederum den Preis der Systeme um ein Vielfaches verteuern. Das daraus resultierende Kosten-Nutzen-Verhältnis der Systeme würde sich deutlich verschlechtern. Hier wäre zudem zu diskutieren, ob ein solches Wirkmittel überhaupt noch in die Kategorie der FPV-Kampfdrohne fallen würde, deren primäre Erfolgsgeschichte im günstigen Preis zu finden ist, der den Masseneinsatz der Systeme erlaubt.

Die geringe Standardisierung der FPV-Drohnen ist ein weiterer wichtiger Punkt, der nach Einschätzung der Podcast-Diskussionsrunde verbessert werden sollte. Der hohe Improvisierungsgrad resultiert darin, dass quasi keine Drohne der anderen gleicht. Jeder Flug fühlt sich somit anders an, somit auch die Steuerung. Was den Erfahrungsaufbau der Piloten erschwert bzw. gänzlich verhindert. Daher wird vorgeschlagen, eine „Standardisierung“ der Plattform und des Wirkmittels vorzunehmen, um so eine Industrialisierung zu ermöglichen. Dies würde sowohl die Produktion als auch Ausbildung und Einsatz erleichtern. Auch der Unfallproblematik beim Bau der „Heimwerkerdrohnen“ könnte damit begegnet werden. Bei der Vorbereitung der Munition für den Drohneneinsatz werden aktuell immer wieder Menschen verstümmelt oder sogar getötet. Auch die Wirkung im Ziel könnte so gesteigert werden.

Die aktuelle Praxis, Munitionstypen, welche für einen anderen Einsatzzweck entwickelt wurden, in den FPV-Drohnen zu verwenden, führt zu einer geringeren Verlässlichkeit des Zündmechanismus. So sind zahlreiche Treffer dokumentiert, die das angegriffene Fahrzeug weder zerstört noch beschädigt haben, weil die Munition nicht umgesetzt hat. Auch die Handhabungssicherheit der aktuell sehr anfälligen Systeme könnte so gesteigert und Fehlfunktionen, bei denen Systeme umsetzen, obwohl sie es nicht sollten, verringert werden.

Last but not least wird auch an der Erhöhung der effektiven Reichweite der FPV-Kampfdrohnen gearbeitet, welche aktuell oftmals weniger als fünf Kilometer beträgt. Neben der Nutzung verbesserter sowie größerer Akkus und der Modifikation der Aerodynamik ist auch der vereinzelte Einsatz von Trägerdrohnen auf russischer Seite dokumentiert. In einem solchen Fall „trägt“ eine große Lastdrohne mehrere FPV-Drohnen in die Nähe des Einsatzraumes. Dort werden die FPV-Drohnen dann ausgeklinkt und ins Ziel geführt. In diesem Fall kann die Lastendrohne auch die Rolle eines Relais übernehmen.

Drohnennachtkampf

Die Tatsache, dass der Vorteil von FPV-Drohnen insbesondere im geringen Produktionspreis lag, führte auch dazu, dass das System quasi nur tagsüber bei ausreichend guter Sicht zum Einsatz kommen konnte. Auch dieser Umstand wurde im Kriegsjahr 2023 „behoben“. So verweist der Russlandanalyst und Kriegsforscher Michael Kofman in dem bereits erwähnten Podcast darauf, dass die russische Seite vermehrt mit Thermalkameras nachgerüstete FPV-Drohnen einsetzt.

Der Preis der Systeme steigt mit dieser Maßnahme zwar signifikant, gleichzeitig wird jedoch der Einsatz bei Nacht ermöglicht. Kofman zufolge sind solche Wirkmittel schlagkräftig genug, um die Frontversorgung der ukrainischen Truppen, welche aufgrund der überlegenen ukrainischen Nachtseh- und Nachtkampffähigkeit hauptsächlich in der Nacht stattfindet, erheblich zu stören.

Diese Entwicklung sollte genau beobachtet werden, wenn es tatsächlich möglich sein sollte, ausreichend leistungsfähige Thermalkameras massenweise für einen günstigen Preis herzustellen, würde es das Kriegsbild in der Ukraine auf breiter Front verändern.

Schwarmproblematik

Aktuell werden tausende, wenn nicht sogar hunderttausende FPV-Drohnen im Ukrainekrieg eingesetzt. Zumeist jedoch als einzelne Systeme oder in kleinen Gruppen. Liscovichs Einschätzung nach ist dies auf die kommerzielle Kommunikationstechnik der Drohnen zurückzuführen. Diese erlaubt es aktuell nur, ein vordefiniertes und recht enges Frequenzband zu gebrauchen. Resultierend daraus lassen sich die Systeme vergleichsweise einfach stören – da nur dieses enge Band gestört werden muss – und nur in begrenzter Anzahl in einem bestimmten Gebiet gleichzeitig nutzen. Andernfalls würden sich die Kommunikationssignale der Drohnen gegenseitig stören.

Liscovich verweist darauf, dass dieses Problem mittels Rückgriffs auf für militärische Zwecke entwickelter Kommunikationstechnik gelöst werden könnten, dies würde die improvisierten Wirkmittel jedoch um ein Vielfaches teurer machen. Daneben ist es unklar, ob die dafür notwendigen Kommunikationsmittel schnell genug in ausreichender Anzahl produziert werden könnten. Denn Rüstungsgüter sind im Vergleich zur zivilen IT und Unterhaltungselektronik nicht nur um ein Vielfaches teurer, auch die Produktionskapazitäten sind deutlich geringer. Der Lösungsweg für dieses Problem, so Liscovich, ist daher wie der Ursprung der Systeme im kommerziellen Sektor zu suchen. Er verweist darauf, dass Kommunikationsdienstleister heute in der Lage sind, mehreren tausend an einem engen Ort versammelter Menschen die simultane Nutzung von Mobiltelefonen zu ermöglichen. Auch diesen steht nur ein begrenztes Frequenzband für die Übertragung der Kommunikationsdaten zur Verfügung.

Ob dieser Lösungsweg auf den Drohnenkampf übertragbar ist oder nicht, bleibt abzuwarten. Sollte er gelingen, würde es die Effektivität der FPV-Drohnenwaffe um einen derzeit noch nicht vorhersehbaren Faktor steigern. Denn aktuell ist der Einsatz von Drohnenschwärmen und deren Effekt auf das Gefechtsfeld ein rein theoretisches Modell.

Grenzen der FPV-Drohnenwaffe

Bei aller Anerkennung des Potenzials der FPV-Drohnenwaffe dürfen die Grenzen der Systeme nicht ignoriert werden. Auch wenn viele Nachteile identifiziert wurden und wie im Beitrag bereits beschrieben adressiert werden, bleiben einzelne Schwächen systeminhärent. Der Hauptnutzen der FPV-Drohnenwaffe, ist der vergleichsweise günstige Preis, der den Masseneinsatz der Systeme auch für finanzschwächere Akteure – wirtschaftsschwache Staaten aber auch Terrorgruppierungen – erschwinglich macht. Daher kann auch die Kampfwertsteigerung dieser Systeme nur in der Hinsicht erfolgen, dass der Systempreis weiterhin günstig bleibt. Während der Preis einer für den militärischen Einsatz hochentwickelten Loitering Munition durchaus mehrere zehntausend Euro betragen kann, darf der Systempreis der FPV-Kampfdrohne für den Einsatz im aktuellen Nutzungsprofil nur einen Bruchteil davon betragen. Alles in allem entspricht der aktuelle Preis einer FPV-Drohne etwa dem Preis einer 120-mm-Mörsersprengpatrone oder einer günstigen 155-mm-Artilleriegranate, wobei beide Wirkmittel eine ähnliche Reichweite haben, die FPV-Drohne jedoch präziser ist, die Mörserpatrone dagegen um ein Vielfaches mehr Wirkung in der Fläche entfaltet.

Es darf zudem nicht außer Acht gelassen werden, dass praktisch keine eingesetzte FPV-Drohne ohne günstige Komponenten aus China auskommt. In Anbetracht der weltpolitischen Lage wäre es für westliche Streitkräfte daher vermutlich unmöglich, im Falle eines Krieges ausreichend Nachschub zu erhalten. Die Abstützung auf heimische Komponenten ist zwar kein Ding der Unmöglichkeit, würde aber zu deutlich höheren Kosten führen und wäre zudem sicherlich nicht in der Kürze der Zeit und in entsprechend notwendigen Mengen umsetzbar.

Schlussendlich muss bedacht werden, dass es sich bei FPV-Drohnen, genauso wie vielen anderen leichten unbemannten Flugsystemen um quasi „Schönwetterwaffen“ handelt. Starke Winde und Regen, niedrige Temperaturen etc. führen zu signifikanten Leistungsverlusten bis hin zum Umstand, dass die Systeme gänzlich nicht einsatzbereit sind. Hier haben klassische Feuerunterstützungsmittel den Vorteil, dass diese rund um die Uhr und bei jedem Wetter, in jeder Höhe und bei jeglichem Klima eingesetzt werden können.

Fazit

Der Krieg in der Ukraine zeigt, dass FPV-Kampfdrohnen bereits jetzt das Gefechtsfeld verändert und die Kriegsführung um einige Facetten komplexer gemacht haben, ein Game-Changer bzw. eine Wunderwaffe, die die Kriegsführung revolutionieren wird, sind sie jedoch aufgrund der erheblichen Systemgrenzen nicht.

Insbesondere für westliche Streitkräfte stellen FPV-Kampfdrohnen jedoch eine erhebliche Bedrohung dar, da sie in vielen Bereichen den technologischen Vorteil moderner und gut finanzierter Armeen negieren können. Es wäre daher ratsam, der Entwicklung von effektiven und breit ausrollbaren Abwehrmaßnahmen gegen solche Bedrohungen einen Vorrang gegenüber vielen anderen Aktivitäten einzuräumen.

Waldemar Geiger