El dron ScanEagle es capturado por el sistema patentado SkyHook. El método móvil y flexible de lanzamiento y devolución de este vehículo permite la instalación de varios equipos al tiempo que maximiza el uso del volumen disponible a bordo del dron.
Una serie de artículos discutirá los nuevos desarrollos en el campo de los vehículos aéreos no tripulados (UAV), los robots móviles terrestres (NMR) y los vehículos automáticos de superficie / submarinos (ANA / APA)
2015 fue un año ajetreado para el mercado internacional de vehículos autónomos. El nivel actual de desarrollo de vehículos aéreos no tripulados aumenta constantemente, ya que los fabricantes están ampliando los límites de la autonomía, la duración del vuelo y la complejidad de los equipos a bordo, y los clientes están implementando programas para implementar sistemas de tercera generación en nuevas funciones, al tiempo que aclaran los requisitos de los sistemas existentes..
El sector de RMN sigue evolucionando para satisfacer las necesidades del escenario de guerra posterior a Afganistán. (TVD). Las amenazas emergentes, junto con la clara necesidad actual de detectar y neutralizar las bombas rebeldes y las minas terrestres, están obligando al desarrollo de nuevos sistemas más avanzados con mayores capacidades, especialmente cuando el énfasis está cada vez más en la seguridad nacional y la respuesta inmediata, especialmente en las operaciones de contrainsurgencia..
En el campo de los sistemas marítimos, tanto en los sectores de superficie como submarinos, también se están desarrollando nuevos principios generales de operaciones, con especial énfasis en mejorar las capacidades de acción contra las minas y encontrar medios efectivos para contrarrestar los submarinos.
El UAV RQ-4B Global Hawk fue creado para la observación detallada de vastas áreas geográficas y para proporcionar al comando militar información en tiempo real sobre la ubicación de los recursos humanos y materiales del enemigo.
UAV marinos
El operador de UAV marítimo más avanzado es la Marina de los EE. UU., Que opera drones como Insilu ScanEagle, Northrop Grumman MQ-8B Fire Scout y el MQ-8C Fire Scout más grande que se está probando actualmente.
El MQ-8B con una masa de carga útil de 137 kg y una duración de vuelo de 7,5 horas jugó un papel importante en el desarrollo del concepto general de la Marina de los EE. UU. Para el uso de vehículos aéreos no tripulados navales. Este dron, que puede realizar reconocimientos e iluminar objetivos con su designador láser, fue desplegado en Afganistán en apoyo de las operaciones de contrainsurgencia de la coalición internacional.
Dron tipo helicóptero MQ-8C Fire Scout
Este UAV se integró con el avanzado sistema de armas de alta precisión APKWS (Advanced Precision Kill Weapon System) de BAE Systems. Programa gubernamental prioritario que agregó guía láser semiactiva al misil aire-tierra Hydra-70 previamente no guiado montado en el helicóptero de asalto Bell AM-1Z Viper y el helicóptero multipropósito ligero UH-1Y Venom de la Infantería de Marina de los EE. UU. (KMP), lo que hizo posible capturar objetivos en tierra y en el mar con gran precisión. El UAV MQ-8B también ha jugado un papel importante en el desarrollo de operaciones conjuntas de aeronaves tripuladas y no tripuladas, permitiendo a la Armada determinar la dirección del desarrollo de los principios correspondientes de uso en combate.
El UAV MQ-8C más grande, basado en el helicóptero ligero Bell 407, está diseñado para despegue y aterrizaje independientes en cualquier barco con una plataforma de aterrizaje, así como desde sitios terrestres preparados y no preparados. La aeronave, que combina las capacidades del MQ-8B con la carga útil y el rendimiento de un helicóptero Bell 407, voló 11 horas en agosto de 2015 como parte de las pruebas operativas de la flota. A principios de 2015, se completó el programa de vuelos de prueba, y ahora el sistema está listo para someterse a una evaluación de disponibilidad operativa a fines de 2016, tan pronto como la flota decida cómo integrar este dron en su complejo de sistemas en el la próxima década.
El ScanEagle se lanza por sí solo con una catapulta neumática para un fácil lanzamiento en el mar y en tierra.
Percepción de amenaza
En su mayor parte, la amenaza en el ámbito marítimo es asimétrica. A diferencia del uso de vehículos aéreos no tripulados sobre la superficie terrestre, donde dichos dispositivos están diseñados principalmente para crear una imagen del entorno en el que operan las fuerzas terrestres, el entorno marino es más reactivo. El valor de utilizar vehículos aéreos no tripulados en este entorno radica en el hecho de que las tripulaciones pueden estudiar objetivos potenciales fuera de rango al mismo tiempo que amplían las capacidades de reconocimiento de los dispositivos optoelectrónicos y radares a bordo y con una reducción significativa de los costos operativos en comparación con los helicópteros tripulados.
El rápido desarrollo de vehículos aéreos no tripulados para el medio marino también se vio facilitado en gran medida por las amenazas a la seguridad nacional y la necesidad de patrullas para vigilar la línea costera y defenderse de las amenazas del mar. Todo esto es consecuencia de los problemas económicos, políticos y culturales que se han presentado en el sector marítimo, que se han tenido que afrontar durante la última década. “Es un hecho que cualquier país sin litoral necesita una identificación clara de las amenazas del mar y una neutralización oportuna”, dijo Dan Beachman, director de marketing de UAV en Israel Aerospace Industries (IAI). “Estas amenazas pueden tener áreas de reflexión efectivas pequeñas o grandes de acuerdo a su tamaño y por lo tanto las Fuerzas Armadas del país necesitan capacidades precisas para identificarlas”.
IAI fue una de las primeras empresas en volcarse en el tema marítimo, creando en los años 80 del siglo pasado los drones RQ-2A Pioneer y RQ-5 Hunter, que trabajaban desde portaaviones estadounidenses, ajustando los disparos y posteriormente realizando reconocimientos. para la fuerza de aterrizaje. En la actualidad, la compañía ofrece dos sistemas en este segmento: el avión de despegue y aterrizaje vertical Naval Rotary UAV (NRUAV) y el avión de ala fija Maritime Heron. Ambos, según el Sr. Beachman, están diseñados para brindar a los usuarios un sistema marítimo integrado que coincida con "los objetivos operativos actuales de cada país".
El NRUAV es capaz de ascender a una altitud de 4600 metros, su alcance es de 150 km y la duración máxima de vuelo es de seis horas. Tiene una velocidad máxima de 100 nudos (185 km / h), una velocidad de merodeo de 60 nudos (111 km / h) y puede transportar una carga de hasta 220 kg, compuesto por un versátil kit multisensor con capacidades avanzadas. El kit incluye optoelectrónica diurna y nocturna, que también proporciona seguimiento automático y medición de alcance al objetivo, un radar multimodo que proporciona vigilancia del mar y observación de largo alcance, un radar de apertura sintética (SAR) y un radar de apertura sintética inversa (Inverse SAR) con modos de selección para objetivos terrestres y aéreos en movimiento, navegación y evitación de fenómenos atmosféricos adversos. Además, el dron puede llevar un sensor de inteligencia electrónico o un sensor de guerra electrónica. El sistema se comunica con la estación de control terrestre a través de un canal de transmisión de datos dentro de la línea de visión.
UAV despegue vertical y aterrizaje UAV rotatorio naval (NRUAV)
El dron NRUAV se basa en el kit de transformación HeMoS (Helicopter Modification Suite) desarrollado por IAI Malat. HeMoS puede despegar y aterrizar automáticamente desde los barcos, evaluar los daños de combate y la designación de objetivos en el horizonte las 24 horas del día en condiciones climáticas adversas. “El UAV naval satisface una amplia gama de necesidades operativas, por ejemplo, invaluable para combatir la pesca ilegal, la piratería, la insurgencia y otras actividades destinadas a socavar la soberanía del país”, continuó Beechman. "Este sistema altamente eficiente hace una importante contribución a la creación de una percepción integrada del entorno marítimo sin poner en riesgo vidas humanas".
Maritime Heron en sus principales parámetros es muy similar al UAV Heron estándar lanzado desde tierra - un dispositivo de clase MALE (Medium Altitude Long Endurance - altitud media con una larga duración de vuelo), pero con la posibilidad adicional de que la versión naval es capaz de despegar y aterrizar en un portaaviones por cuenta propia. El dron tiene una envergadura de 16,6 metros y un peso de despegue de 1250 kg. El techo máximo es de 9000 metros y la duración del vuelo es de hasta 40 horas, dependiendo de la tarea y configuración del equipo a bordo. La aeronave puede llevar una amplia variedad de sensores y puede utilizar simultáneamente varios instrumentos y dispositivos para transmitir información actualizada sobre grandes áreas durante mucho tiempo. En una configuración naval, el UAV lleva sensores diseñados específicamente para este entorno, que incluyen, por ejemplo, sistemas como una estación optoelectrónica MOSP (Multi-mission Optronic Stabilized Payload) de IAI, radar marino EL / M-2022 Maritime Patrol Radar (MPR)) de IAI ELTA y AIS (Sistema de identificación automática).
Para aumentar la flexibilidad operativa, la estación de control terrestre del dron puede basarse en tierra o en un barco, y el control se puede transferir de una estación a otra en tiempo real. “Cuando se trabaja en mar abierto, es muy importante cumplir con condiciones ambientales específicas, operar la plataforma desde cualquier plataforma en alta mar y realizar una gama más amplia de tareas”, continuó Beechman. "La mayor ventaja operativa radica en la capacidad de completar el ciclo completo de la tarea en cuestión: detección, clasificación e identificación utilizando un sistema integrado y altamente eficiente".
En octubre de 2015, el UAV Schiebel Camcopter S-100 demostró su capacidad para interactuar con un barco de la flota sudafricana (foto abajo)
Escaneo oceánico
Hoy en día, uno de los vehículos aéreos no tripulados marinos de mayor éxito es el ScanEagle, creado por Boeing e Insitu. Este UAV de diseño de aeronave puede operar a una altitud de crucero de 3000 metros durante 20 horas, llevando equipo a bordo para diversas necesidades operativas, incluida la optoelectrónica, reconocimiento electrónico y guerra electrónica, comunicaciones y repetidor, equipo de mapeo y radar (con apertura sintética y función selección de objetivos en movimiento terrestre).
El ScanEagle se lanza de forma independiente con una catapulta neumática y regresa con el sistema SkyHook, que lo distingue de otros UAV de tipo avión en el mercado marítimo. Una instalación de grúa con un lazo de cuerda colgante se instala a bordo del barco, cuando el UAV sobrevuela es atrapado con este lazo por la punta del ala (el esquema se asemeja a una trampa para atrapar pájaros), el motor se apaga y luego el UAV Vuelve de forma segura al barco girando la grúa de instalación. “El lanzamiento al mar y el regreso de ScanEagle es único; Es verdaderamente el único UAV tipo avión actualmente en el mercado con una amplia experiencia operativa que puede lanzar y atrapar en un barco. Es por eso que tantas flotas usan esta unidad”, dice Andrew Duggan, CEO de Insitu Pacific. - El lanzamiento de Catapult no es tan único, pero lo que realmente lo distingue es el sistema SkyHook. Para devolver otros UAV de tipo avión al barco, se utilizan redes, y el problema es que si la red está unida al barco y el UAV falla, entonces el dron golpea el barco, mientras que con el sistema SkyHook, el UAV vuela en paralelo. al barco, por lo que si falla, simplemente vuela para una carrera más.
El dron ScanEagle está en servicio con las flotas de Estados Unidos, Canadá, Malasia y Singapur; además, en los últimos años ha participado en una serie de competiciones con el fin de verificar y evaluar el rendimiento, incluidas las pruebas realizadas por la marina británica y, más recientemente, por la marina australiana. Desde el punto de vista de Insitu, la implementación por parte de operadores tan conocidos definitivamente está ayudando a hacer avanzar el mercado. “La demanda es bastante significativa y gran parte de ella está impulsada por las cualidades únicas de ScanEagle. Hay mucha competencia en el sector terrestre, pero desde una perspectiva marítima, hay muy pocos vehículos que puedan lanzar y regresar de manera confiable a un barco, continuó Duggan. “Existe un gran interés en las flotas que observan el sistema desplegado por Estados Unidos, Canadá y Singapur y otros, y evalúan su importancia desde una perspectiva táctica. Este sistema puede ser de gran ayuda, en particular, a aquellos operadores que tienen un espacio limitado, que tienen un solo hangar de helicópteros en el barco, o que no tienen espacio a bordo para acomodar un helicóptero de cubierta convencional. Incluso si no tiene una plataforma para helicópteros, el uso de un dron ScanEagle le permite sacar más provecho de esta embarcación, en el sentido de que ahora tiene una aeronave que puede realizar vigilancia aérea, permaneciendo allí hasta por 15 horas. Con la aparición de un UAV a bordo, las capacidades de este barco para patrullar la zona económica exclusiva, realizar operaciones de búsqueda y rescate, combatir la pesca ilegal o los barcos piratas se amplían instantáneamente. Esto permite muchas capacidades adicionales que el mando del barco puede aprovechar, por lo que es perfecto para barcos más pequeños, como corbetas o lanchas patrulleras, que no pueden acomodar un helicóptero.
El despegue y aterrizaje vertical del Quadrocopter Phoenix-30 está diseñado para recopilar información para los servicios militares, operativos y las estructuras civiles.
Una fotografía de alta resolución tomada por el helipuerto Schiebel Camcopter S-100 se transmite a la estación de control en tiempo real
Pruebas
La tendencia, que ha afectado a todas las flotas y apuntada a incrementar el número de embarcaciones más pequeñas con menos tripulaciones, también está ampliando las capacidades de los UAV con despegue y aterrizaje vertical, que Schiebel no dejó de aprovechar con su S-100. Helipuerto Camcopter. El UAV S-100 ha sido sometido a pruebas exhaustivas en muchas flotas, incluidas las últimas pruebas de la flota australiana en junio de 2015 y la flota sudafricana en octubre de 2015. Las pruebas de la Armada australiana se centraron en las capacidades de sensores múltiples del S-100 para demostrar cómo el sistema se puede utilizar de manera efectiva para respaldar el reconocimiento marítimo y costero. A la Armada de Australia, por ejemplo, se le mostró cómo una combinación del dron S-100 y tres sistemas principales, incluida la cámara L-3 Wescam MX-10 y los radares SAGE ESM y PicoSAR, pueden expandir la cobertura sobre el horizonte de barcos y aumentar la conciencia de la situación.
Durante las pruebas de la flota sudafricana, realizadas frente a las costas de Sudáfrica, se lanzó el helipuerto Schiebel S-100 con el sistema SAGE ESM desde la cubierta del buque de investigación hidrográfica Protea con el fin de demostrar las capacidades de este UAV para realizar tareas de reconocimiento marítimo y antipiratería (dos áreas principales de interés para esta flota). Con el fin de ampliar la gama de sus tareas, Schiebel está trabajando para ampliar la gama de sistemas a bordo disponibles para el S-100. Los sensores de inteligencia pueden detectar los radares de otras embarcaciones y, por lo tanto, identificar amenazas potenciales en el área circundante. Chris Day, gerente de proyectos de UAV en Schiebel, dijo que la compañía está comprometida a ofrecer capacidades avanzadas en esta área. “Hemos volado un par de radares en los últimos años, pero no están optimizados para las condiciones del mar, fueron diseñados para tierra y tienen capacidades adicionales para trabajar en el mar, pero esto puede ser un compromiso demasiado grande. Hay varias empresas que desarrollan radares muy ligeros y de última generación que están diseñados específicamente para entornos marítimos. Selex es uno de ellos, y seguimos cooperando con él para probar nuevos radares, lo que nos dará un alcance muy largo y la capacidad de monitorear simultáneamente muchos objetivos.
En junio de 2015, Schiebel también se asoció con IAI ELTA Systems para demostrar el sistema de interceptación de radio y geolocalización (3D) de alta frecuencia (3-30 GHz) EL / K-7065 3D a bordo del helipuerto S-100. El sistema EL / K-7065 proporciona un marcado e identificación rápidos de señales de alta frecuencia, generando una lista confiable de sistemas electrónicos detectados y sus coordenadas precisas, mientras que la antena de onda corta incorporada que mide solo 300 mm a 500 mm es óptima para el S-100 zumbido. “La realidad y el problema al que nos enfrentamos es que algunos individuos o grupos que operan en el mar no quieren que nadie sepa lo que están haciendo; Sus barcos no tienen radar y, a menudo, ni siquiera están hechos de metal, lo que los hace difíciles de detectar”, dice el Sr. Dey. “Por tanto, una de las formas de identificar amenazas es interceptar mensajes. Incluso si tienen medios de navegación muy primitivos, todavía necesitan comunicarse, coordinarse, por lo que estas tecnologías de interceptación de comunicaciones y determinación de ubicación pueden darle al comandante una pista cuando ya no estén funcionando otras tecnologías . Schiebel probó recientemente un motor de fueloil pesado para su S-100 mientras se esfuerza por satisfacer las necesidades del mercado de sistemas marinos. El nuevo motor, un motor comercial de pistón rotativo rediseñado, está diseñado para abordar el problema de una amplia variedad de combustibles en los sistemas marinos. El nuevo motor ahora podrá funcionar con combustibles JP-5 (F-44), Jet A1 (F-35) y JP-8 (F-34).
Actualmente se está probando la versión de exportación del dron AirMule, conocido como Cormorant.
Desde contenedor
Lockheed Martin ha adoptado un enfoque completamente nuevo, que, como parte del desarrollo de un UAV marino de pequeño tamaño lanzado desde un contenedor, está trabajando en una versión reconfigurable de su UAV de ala plegable Vector Hawk. El UAV Vector Hawk tiene un peso de despegue de 1.8 kg y un perfil vertical de 101 mm; su configuración puede variar desde un sistema de ala fija hasta un sistema de despegue vertical o un sistema de rotor basculante para cumplir con diferentes requisitos operativos. La compañía cree que este sistema es muy adecuado como una solución de paquete portátil, que incluye un avión tipo avión para misiones estándar y de largo plazo, un avión de ala plegable que se puede lanzar desde una guía de tubo desde el suelo o desde el agua, un vehículo de despegue y aterrizaje vertical y, finalmente, un aparato de tipo rotor basculante. “En lo que estamos trabajando tiene que ver con nuestros esfuerzos por lograr consistencia. Queremos un vehículo que tenga un fuselaje, aviónica y sistemas de control, pero múltiples opciones de alas para que pueda adaptarse dinámicamente a diferentes tipos de misiones”, dijo Jay McConville, jefe de desarrollo comercial para sistemas no tripulados en Lockheed Martin."Una de estas configuraciones de ala es un ala retráctil, que es ideal para lanzar desde una cápsula de lanzamiento".
El dron Vector Hawk puede tener varias configuraciones
El lanzamiento de contenedores es una forma interesante de lanzar vehículos aéreos no tripulados pequeños y tiene el potencial de tener un montón de aplicaciones en el área marítima. Las ventajas de este método son la capacidad de lanzar vehículos desde diferentes lugares con condiciones ambientales difíciles. “Tome el lanzamiento de un vehículo desde un contenedor, después del lanzamiento, se despliega en vuelo, al tiempo que lo hace más fácil para el operador”, continuó McConville. - El número de lugares desde donde se pueden realizar lanzamientos también está aumentando; Imagínese un lanzamiento desde debajo del agua o desde el aire o muchos otros escenarios, todo lo que el operador tiene que hacer es establecer la secuencia de comandos de arranque y el sistema hará frente a las condiciones ambientales en este escenario por sí solo . El dron Vector Hawk aterriza de la misma manera que el amplio UAV Desert Hawk, se sumerge bruscamente y luego se coloca suavemente frente al suelo o, en nuestro caso, al agua. Para reducir las cargas que actúan sobre el dron durante el aterrizaje, el diseño prevé su división en partes; Además, todas las piezas tienen una reserva de flotabilidad y, por lo tanto, se pueden levantar de la superficie y volver a ensamblar en un solo aparato.
A medida que el mercado de vehículos aéreos no tripulados navales gana impulso, hay principios definidos más claramente para la aplicación de estos sistemas. Entre las muchas ventajas disponibles en el mercado de los drones, los navegantes buscan los sistemas que mejor se adapten a sus necesidades y que mejoren las capacidades de los buques marinos y mantengan a sus tripulaciones a salvo del peligro.
El UAV AirMule de Tactical Robotics completó con éxito su primer vuelo sin ataduras en el aeródromo Megido de Israel en diciembre de 2015
El UAV RQ-4B Clobal Hawk de la Fuerza Aérea de EE. UU. Pasó con éxito la etapa de prueba intermedia en mayo de 2015
