Russische Jet-Kamikazedrohne mit Raspberry Pi 4

Der ukrainische Militärnachrichtendienst HUR (Hauptverwaltung Aufklärung) hat eine weitgehend intakt abgestürzte russische Flugdrohne vom Typ Geran-3 untersucht. Unter anderem steckte darin ein Raspberry Pi 4 als Teil des sogenannten „Trackers“ der Drohne. Außerdem fanden die Fachleute Bauteile anderer europäischer – auch deutscher – und US-amerikanischer Chiphersteller, aber auch Komponenten aus russischer und chinesischer Produktion.

Die Untersuchung zeigt, dass Exportbeschränkungen für Chips für solche Waffen keine Wirkung zeigen. Die russischen Entwickler verwendeten sogar einige Bauteile europäischer Hersteller, für die es sehr ähnliche Alternativen chinesischer Firmen gibt. Das gilt auch für den Raspberry Pi 4, weil mehrere chinesische Marken Einplatinencomputer mit vergleichbarer Ausstattung und Rechenleistung produzieren, beispielsweise mit ARM-SoCs von Allwinner oder Rockchip.

Zudem wird deutlich, dass Russland Drohnen mit mehr Funktionen und aufwendigerer Technik entwickelt. In einer anderen russischen Drohne wurde der Einplatinencomputer Nvidia Jetson Orin gefunden, der wohl für autonome Steuerung per KI zuständig ist.

Laut HUR war in der Geran-3 zudem eine Kamera samt Mesh-Videoübertragungssystem eingebaut, das bereits in einer Geran-2 Typ K gefunden wurde. Es wird vermutet, dass Drohnen über die Mesh-Modems XK-F358 der chinesischen Firma Xingkai Tech im Schwarm kommunizieren. Laut Xingkai beträgt die Reichweite bis zu 300 Kilometer.

Die HUR dokumentiert auf der Website „War-Sanctions“, welche Bauteile in russischen Waffen gefunden wurden. Ziel ist neben der Dokumentation die Beschaffung von Information darüber, auf welchen Wegen Komponenten nach Russland gelangen.

Geran-3 vs. Shahed-238

Russland greift die Ukraine mit großen Mengen relativ billiger Flugdrohnen an. Davon schießt die ukrainische Abwehr zwar die meisten ab, unter anderem mit dem Waffensystem Gepard II. Aber die Unmanned Aerial Vehicles (UAVs), die durchkommen, richten relativ große Schäden an und terrorisieren die Zivilbevölkerung. In einigen Fluggeräten steckt der rund 50 Kilogramm schwere thermobare Sprengkopf TBBCh-50M (ТББЧ-50М), der auch Stahlkugeln enthält (Schrapnellwirkung).

Derzeit werden unter anderem Drohnen des Typs Geran-2 eingesetzt, den Russland selbst fertigt, der aber eng mit der iranischen Shahed-136 verwandt ist. Als Antrieb dient ein 50-PS-Boxermotor, ein Nachbau des Limbach L 550 E. Die wegen des Motorgeräuschs auch als „Mopeds“ bezeichneten Geran-2/Shahed-136 fliegen mit einer Geschwindigkeit von rund 200 km/h wohl bis zu 2000 km weit.

Die Geran-3 (гера́нь-3) soll der 2023 vom Iran vorgestellten Shahed-238 gleichen, beide ähneln äußerlich ihren Vorgängerinnen. Wichtigster Unterschied ist ein kleines Strahltriebwerk statt eines Propellerantriebs, wodurch sie deutlich schneller, aber nicht mehr so weit fliegen.

Geran-3 in der Ukraine

Die untersuchte Geran-3-Drohne war mit dem erwähnten Sprengkopf TBBCh-50M bestückt. Als Triebwerk kam ein JT80 des chinesischen Herstellers Telefly zum Einsatz. Es ist wohl ein Nachbau des tschechischen PBS TJ80-90.

Die HUR schätzt in einer Pressemitteilung, dass die Geran-3 rund 370 km/h erreicht, aber nicht weiter als 1000 km fliegen kann. In früheren Berichten über die Geran-3 war von Geschwindigkeiten um 600 km/h die Rede. Anscheinend kommt in der tatsächlich produzierten Version ein schwächeres Triebwerk zum Einsatz.

Außerdem erwähnt die HUR, dass die Elektronik im Vergleich zur Geran-2 deutlich verbessert wurde. So kommt etwa das Satellitennavigationssystem Comet-M12 (комєта-М12) aus russischer Produktion zum Einsatz, das weniger empfindlich gegen Störungen sein soll. Es hat eine aktive Richtantenne (Controlled Reception Pattern Antenna/CRPA) aus zwölf Elementen. Im Comet-M12 sitzen elektronische Komponenten, die nicht aus Russland oder China stammen, etwa ein PLD-Chip von Intel/Altera.

Mehrere GNSS-Einheiten und Videofunk

Zusätzlich war ein GPS-/GNSS-Empfänger eingebaut, der Koppelnavigation (Dead Reckoning) mit einem Inertialsensor beherrscht, wenn das Satellitensignal aussetzt. Dafür verbinden die Entwickler das 3-Achsen-MEMS-Gyroskop ADXL357B von Analog Devices mit dem uBlox-Chip UBX-M8030-KT.

Darüber hinaus war eine dritte GNSS-Einheit mit dem chinesischen Chip Unicore UC9810 und dem DSP TMS320 von Texas Instruments (TI) verbaut. In der Stromversorgungsschaltung (Power Distribution Unit, PDU) und in der Ansteuerung für die Servomotoren steckten diverse Leistungshalbleiter von Infineon. Die Kraftstoffpumpe stammt von Bosch.

Mikrocontroller kamen von der europäischen STMicroelectronics (darunter STM23H7, STM32F103 und STM32F0), von TI sowie von der chinesischen Firma GigaDevice (GD32F103) zum Einsatz. Der GD32F103 wird oft anstelle des STM32F103 verwendet. Welche Sensoren der „Tracker“ auswertet, in dem der Raspberry Pi 4 arbeitet, erklärt der Bericht leider nicht.

Überraschende Komponentenwahl

Die Auswahl der in der russischen Geran-3 eingebauten Komponenten überrascht teilweise, legt aber auch einige Schlussfolgerungen nahe.

Zunächst wird deutlich, dass die Elektronik nur einen kleinen Teil der Herstellungskosten ausmacht. Denn alleine das kleine Strahltriebwerk soll mehr als 10.000 US-Dollar kosten.

Aus der Perspektive russischer Waffenentwickler müssten Chips chinesischer Hersteller zwei wesentliche Vorteile haben: Sie sind ohne Exportbeschränkungen erhältlich und vermutlich billiger.

Trotzdem wählten die russischen Entwickler einige westliche Chips, für die es chinesische Alternativen gibt, siehe STMicro STM32F103 vs. GigaDevice GD32F103. Spannungswandler-ICs gibt es ebenfalls von chinesischen Firmen wie TRR Electronics, dennoch wurden beispielsweise ICs von STM eingebaut.

Das legt den Schluss nahe, dass russische Waffenbauer solche Wald-und-Wiesen-Chips völlig problemlos kaufen können. Anscheinend befürchten die Entwickler auch nicht, dass der Nachschub solcher Chips ausbleibt.

Lieferstopp schwierig

Ein Lieferstopp an den russischen Verbündeten China wäre auch schwer umsetzbar. Denn einerseits ist China ein wichtiger Markt für die erwähnten Chipfirmen, die STM32-Mikrocontroller dürften auch in vielen chinesischen Autos stecken. Andererseits könnte China im Gegenzug den Export wichtiger Komponenten und Rohstoffe in die USA und Europa stoppen.

Besonders überraschend ist der Einsatz des Raspberry Pi 4 anstelle eines Einplatinencomputers mit Rockchip-SoC, der obendrein billiger wäre. Man kann nur darüber spekulieren, dass die beim Raspberry Pi besonders gute und langfristige Software-Unterstützung auch für die Entwickler tödlicher Angriffswaffen ein wichtiges Argument ist.

Die Ukraine entwickelt ihrerseits Drohnen mit hoher Reichweite, um tief in Russland liegende Rüstungsfabriken anzugreifen. Die Geran-2 wird wohl unter anderem in der Stadt Jelabuga in Tatarstan hergestellt, mehr als 1200 Kilometer entfernt von der Grenze zwischen der Ukraine und Russland. Nach Recherchen der Tageszeitung taz arbeiten in der dortigen Rüstungsproduktion unter anderem auch in Afrika angeworbene Arbeitskräfte.

(ciw)