Perspectiva de vista al mar: los drones marinos se están volviendo muy populares
En los últimos años, la demanda de productos marinos drones en el mundo está creciendo, a medida que crecen las necesidades de las flotas para la vigilancia y el reconocimiento de largo alcance. Anteriormente, el mercado estaba dominado por plataformas tipo avión, pero ahora el mercado se ha vuelto más diverso con la aparición de nuevas plataformas y cargas útiles. Echemos un vistazo a algunos de los últimos desarrollos.
La vigilancia marítima aérea, el reconocimiento y la recopilación de información, así como las tareas de patrullaje, se han llevado a cabo tradicionalmente ya sea por aviones especializados de largo alcance multimotor especialmente diseñados para vuelos extendidos sobre el mar, o plataformas comerciales adaptadas para tales tareas. Tales aeronaves, por regla general, se utilizaron para monitorear grandes secciones de la superficie del mar, incluido el monitoreo de embarques y otras actividades en las rutas de comunicación más importantes y en zonas económicas exclusivas (ZEE).
Sin embargo, el costo de adquirir y operar plataformas tripuladas es una carga abrumadora para muchos países y la fuerza aérea y las fuerzas navales relevantes, y por lo tanto, varias estructuras de seguridad marítima pueden encontrar problemas en el monitoreo sistemático de las aguas soberanas debido a la falta de fondos. patrullas aéreas y un pequeño número de salidas.
La necesidad de una alternativa asequible al reconocimiento marino tripulado aviación inevitablemente contribuye al creciente interés de muchos países en los sistemas aéreos no tripulados (LHC) terrestres y marítimos, especialmente aquellos que tienen grandes ZEE y fronteras protegidas comunes. Al mismo tiempo, otros países quieren tener sistemas sensoriales en el aire que puedan aumentar la conciencia situacional de los tribunales civiles y militares desplegados al proporcionar la información necesaria.
Los LHC modernos, especialmente los drones de altitud media y alta altitud con largas duraciones de vuelo (categorías MALE y HALE), han demostrado ser plataformas de reconocimiento y ataque en apoyo de operaciones en tierra, que tienen características tales como un largo alcance, una larga duración de la misión y la capacidad de transportar sensores. cargas objetivo. Aunque estas plataformas de tipo avión deberían lanzarse y aterrizar, sus capacidades inherentes atraerán a la comunidad marítima, que desean tener los medios para monitorear grandes áreas.
En el otro extremo del espectro están los UAV más pequeños, de despegue y aterrizaje vertical, que también han ganado una amplia aceptación en los últimos años. Estos equipos de vigilancia y reconocimiento a tiempo completo pueden lanzarse y devolverse rápidamente, recopilando información previa solicitud para garantizar el funcionamiento de los barcos.
UAV IAI Heron 1 clase MALE se opera en varios flotasrealizando las tareas de vigilancia marina. La foto muestra un dron con un característico carenado ventral, que alberga el radar de vigilancia
Plataformas de clase masculina
Como en el caso de las patrullas costeras, la capacidad de viajar largas distancias y bombardeos durante largos períodos de tiempo es una cualidad importante del LHC multipropósito de la clase MALE adaptada para tales tareas. Los desarrolladores también identificaron otras características deseables, incluida una gran capacidad de carga, que permite transportar simultáneamente sistemas de comunicación de larga distancia y equipos a bordo de varios tipos.
La compañía israelí Elbit Systems promueve una versión especialmente configurada para tareas marinas de su UAV Hermes 900 MALE, que es operado por al menos ocho operadores. La aeronave, principalmente involucrada en operaciones de vigilancia en tierra, es capaz de aceptar cargas objetivo tanto de su propio diseño como de terceros.
Según la compañía, el Hermes 900 con un peso máximo de despegue de aproximadamente 1180 kg y una envergadura de 15 metros puede llevar hasta 350 kg de equipo objetivo, incluidos 250 kg en un compartimento interno de 2,5 metros de largo. En la configuración marina, la aeronave puede equiparse con un radar de vigilancia marina especializado, un sistema de identificación automática y un sistema estabilizado de sensores optoelectrónicos / infrarrojos y equipos de guerra electrónica y reconocimiento.
Elbit Systems señaló que su estación universal de monitoreo en tierra puede ofrecer el control simultáneo de dos UAV utilizando dos canales de datos redundantes. La compañía afirma que esto afecta positivamente la utilización del sistema, ahorra recursos humanos y costos operativos. El dron también se beneficia de la integración de un sistema de comunicación en el extranjero de largo alcance basado en satélites y la integración del sistema de control automatizado marino patentado por Elbit System.
Hadji Topolanski de Elbit Systems dijo:
"Aunque el Hermes 900 despega y aterriza solo en el suelo, el control del UAV y la operación de sus sensores pueden integrarse en el sistema de control de combate de la nave. Esto permite que los barcos reciban información de inteligencia en tiempo real del UAV y la usen a su discreción ".
Desde abril de 2019, a pedido de la Agencia Europea de Seguridad Marítima, los drones Hermes 900 comenzaron a usarse para patrullar áreas marinas. Islandia fue el primer país en utilizar este servicio. Según Elbit Systems, las autoridades marítimas islandesas han designado el aeropuerto oriental de Egilsstadir, desde el cual puede cubrir más de la mitad de la ZEE del país, como la ubicación del Hermes 900. Esta unidad también ha sido modificada para soportar los fuertes vientos y las condiciones de hielo inherentes al Atlántico Norte.
“Es obvio que un UAV marino tipo avión que opera desde una base costera y controlado desde una estación terrestre debería tener un rendimiento y una carga objetivo diferentes que el sistema de vigilancia terrestre. En particular, la necesidad de reconocimiento de grandes áreas determina la integración de un potente radar multimodo con formación de imágenes para la detección y clasificación de objetos a grandes distancias y un sistema OE / IR de alta resolución y largo alcance para identificación positiva y adquisición de imágenes ",
- explicó Topolanski.
“Además, los canales de datos de visibilidad directa y un canal satelital para comunicaciones sobre el horizonte se están integrando en los LHC marinos. El hecho de que a veces un dron marino necesite ser bajado para la identificación positiva de objetos utilizando su propia estación de reconocimiento y volar por debajo del horizonte de radiofrecuencia aumenta la importancia del canal de banda ancha sobre el horizonte ”.
Mientras tanto, Israel Aerospace Industries (IAI) ha suministrado versiones navales de su UAV Heron 1 MALE a las flotas de India e Israel.
Desarrollado por su División Malat, el UAV Heron 1 tiene un peso de despegue de 1100 kg y una carga útil de hasta 250 kg. Su carga objetivo estándar es la estación optoelectrónica montada en proa Carga útil estabilizada optrónica multimisión de IAI Tamam, que incluye una cámara de alta resolución, una cámara infrarroja y un puntero láser / buscador de alcance.
Según la compañía, el avión está equipado con un motor Rotax 914 de cuatro tiempos con un volumen de 1,211 cm3, que gira una hélice de empuje de dos palas con un paso variable, que desarrolla hasta 100 hp Máxima potencia continua en alturas de hasta 4500 metros. Esto le permite bombardear a una velocidad de 60-80 nudos y alcanzar una velocidad máxima de 140 nudos con una duración de vuelo de hasta 45 horas, dependiendo de la carga portátil. La transmisión de datos de la línea de visión en una versión móvil o estacionaria proporciona control dentro de un radio de aproximadamente 250 km, aunque al instalar un kit de comunicaciones por satélite, el alcance aumenta a 1000 km.
Los ingenieros del IAI señalan que Heron 1 tiene dos compartimentos de carga internos con un volumen total de hasta 800 litros: los compartimentos de proa y centrales con un volumen de 155 y 645 litros, respectivamente.
La distancia desde el punto más bajo del fuselaje hasta el suelo es de 60 cm, lo que permite equipar el dispositivo con cargas objetivo externas, mientras que la generación de energía a bordo de hasta 10 kW brinda a la plataforma el potencial para la modernización y también permite la instalación de sistemas potentes, por ejemplo, radares de vigilancia marina IAI Elta EL / M-2022U o reconocimiento de radar de vigilancia modular de objetivos en movimiento terrestre EL / M-2055.
Según el manual de Jane's C4ISR & Mission Systems - Air, el radar de vigilancia marina EL / M-2022 puede rastrear una variedad de objetivos a distancias de hasta 200 millas náuticas. Cuando se utiliza en el modo de radar de síntesis de apertura inversa, el radar es capaz de capturar objetos sospechosos y determinar su tipo.
Además de la estación de inteligencia estándar y el radar marino, el marine Heron 1 también puede transportar sistemas de inteligencia electrónica, por ejemplo, los sistemas IAI Elta ELK-7071 o ELK-7065. Un ciclo típico de detección e identificación de objetos de superficie sospechosos comienza con la detección de un objetivo, después de lo cual se activan los sistemas de radiointeligencia para determinar la dirección y la pertenencia del objeto utilizando un sistema de identificación automática, luego, durante una cita posterior, se utiliza una estación de reconocimiento de vista para la inspección visual.
El UAV Hale MQ-4C Triton es un desarrollo adicional del modelo RQ-4 Global Hawk y está optimizado para tareas de vigilancia marina a largo plazo.
Plataformas HALE
"El pináculo del pensamiento técnico en el campo de los UAV marinos es el dron de reconocimiento MQ-4C Triton de la Marina de EE. UU. De la categoría HALE (gran altitud con larga duración de vuelo), que está programado para operar en abril de 2021, y la producción a gran escala comenzará dos meses después".
El dron Triton MQ-4C de Northrop Grumman tiene una longitud de 14,5 metros y una envergadura de 39,9 metros, un alcance declarado de 2000 millas náuticas y una duración de vuelo de hasta 24 horas. El UAV se desarrolló sobre la base de la versión marina del programa RCQN Block 30 UAV Global Hawk UAV de la Fuerza Aérea de los EE. UU. Del programa como parte del programa de demostradores de vigilancia marítima de área amplia para proporcionar a la flota la capacidad de monitorear continuamente áreas marinas.
Si bien el diseño básico del MQ-4C es muy similar al modelo RQ-4B, todavía tiene modificaciones significativas destinadas a optimizar el rendimiento para tareas de superficie a largo plazo. Por ejemplo, el avión se distingue por el control activo del centro de gravedad del sistema de combustible, una cubierta de antena mejorada de mayor resistencia y aerodinámica mejorada, un sistema anticongelante de la toma de aire, así como una estructura de ala reforzada con protección contra ráfagas de aire, granizo y pájaros, protección contra rayos y un fuselaje reforzado para aumentar la carga interna del objetivo . Juntas, estas mejoras permiten que el UAV MQ-4C baje y suba si es necesario, lo cual es necesario para revisar barcos y otros objetos en el mar.
Debajo del fuselaje, se instala el radar de búsqueda principal de largo alcance marino AN / ZPY-3 de banda X con una matriz de antenas en fase activa, que combina el escaneo electrónico con una rotación mecánica de 360 ° en acimut. Northrop Grumman afirma que la duración del vuelo del MQ-4C y el radio de cobertura del sensor ZPY-3 permiten al MQ-4C inspeccionar más de 2,7 millones de metros cuadrados millas El radar se complementa con la estación de sensores Raytheon AN / DAS-3 MTS-B, que proporciona imágenes y videos de alta resolución día / noche con la capacidad de rastrear automáticamente objetivos, así como el sistema de inteligencia electrónica AN / ZLQ-1 de Sierra Nevada Corporation.
Aunque el dron todavía está en desarrollo, el gobierno australiano se ha comprometido a comprar dos plataformas MQ-4C para la fuerza aérea del país en el proyecto Air 7000 Phase IB. Se espera que el primer avión llegue a la Fuerza Aérea a mediados de 2023. Para fines de 2025, se planea comprar seis plataformas por un valor de $ 5 mil millones, que se colocarán en la base aérea de Edimburgo en Australia del Sur.
El gobierno de los EE. UU. También aprobó la venta de cuatro drones MQ-4C a Alemania en abril de 2018 por $ 2,5 mil millones. Las aeronaves bajo la designación local Pegasus (Sistema de vigilancia aérea alemán persistente) deben modificarse de acuerdo con los requisitos nacionales.
El Schiebel Camcopter S-100 realizó vigilancia de navegación durante cinco días en un barco de patrulla de la guardia fronteriza finlandesa Turva
Buque TANQUE
En los últimos años, los aviones no tripulados de barco o cubierta han atraído la atención de los militares. Destacan los sistemas bien conocidos, por ejemplo, el avión tipo ScanEagle desarrollado por Boeing-lnsitu y el helicóptero Northrop Grumman tipo Fire Scout desplegado por la Marina de los EE. UU. Al mismo tiempo, el grupo Boeing-lnsitu también suministró el vehículo alado Integrator al Cuerpo de Marines bajo la designación Blackjack RQ-21A.
Dada la escasez de espacio en las cubiertas de la mayoría de las naves modernas, el interés en el LHC con despegue y aterrizaje vertical, aparentemente, solo está creciendo en las flotas restantes. Por ejemplo, la compañía suiza UMS Skeldar busca repetir el reciente éxito con su último TANK V-200B de ala giratoria, que fue comprado por las flotas canadienses y alemanas.
La última plataforma V-200 Block 20 con un peso de despegue de 235 kg tiene un fuselaje de 4 metros, que probablemente esté hecho de fibra de carbono, titanio y aluminio; Está equipado con un tornillo de dos cuchillas con un diámetro de 4,6 metros, el compartimento ventral y el chasis de doble engranaje de engranaje fijo. El UMS Skeldar UAV tiene una velocidad máxima de 150 km / hy un techo práctico de 3000 metros.
Las mejoras en el motor y el sistema de gestión del consumo de combustible permitieron reducir el peso en 10 kg en comparación con el modelo V-200B anterior, mientras que la duración del vuelo se incrementó a 5,5 horas con una carga objetivo de 45 kg o con una carga mayor debido a una disminución en el tiempo que pasó en el aire. Otras mejoras incluyen un nuevo canal de transmisión de datos, actualización de la configuración eléctrica del dispositivo, un sistema de ocho cámaras para detección visual y determinación de alcance, que puede rastrear objetivos de hasta 20 millas en cada dirección. También puede equiparse con antenas de matriz en fase que permiten la transmisión de imágenes en tiempo real al operador.
UMS Skeldar quiere repetir el éxito asociado a la compra de las armadas canadiense y alemana con la última versión de su helicóptero drone V-200
El modelo V-200, como dijo el portavoz de UMS Skeldar, "incluye el motor de combustible pesado Hirth Engines, que puede funcionar con combustibles Jet A-1, JP-5 y JP-8, es una de las principales ventajas para la industria marina".
"La configuración del motor de dos tiempos también proporciona una larga vida útil de revisión junto con una garantía adicional de aterrizaje y despegue en el contexto de la prohibición de los combustibles convencionales, todo lo cual es muy importante para las operaciones en alta mar".
Según él, la plataforma V-200 requiere menos apoyo logístico y tiene una flexibilidad funcional comparable a otros tipos de aeronaves y helicópteros en la misma categoría de peso. "El V-200 UAV es compatible con el estándar STANAG-4586, que precalifica el LHC para uso militar e integración con otros sistemas", agregó. "También pensamos bien en la integración simple con varios sistemas de control de combate, incluido el sistema de combate naval Saab 9LV, que proporciona herramientas de control operativo y comunicaciones para plataformas en alta mar de todos los tamaños, desde botes de combate y patrulleros hasta fragatas y portaaviones".
Mientras tanto, la empresa austriaca Schiebel ha desarrollado un tipo de helicóptero LHC Camcopter S-100, que está equipado con una hélice de doble pala con un diámetro de 3,4 metros y tiene un tamaño de fibra de carbono aerodinámica del fuselaje de transporte de 3,11 x 1,24 x 1,12 m (longitud, ancho, altura, respectivamente).
Un dispositivo con una masa máxima de despegue de 200 kg puede transportar hasta 50 kg de carga junto con 50 kg de combustible. El motor rotativo le permite volar a velocidades de hasta 102 km / h con un techo práctico de 5500 km. Con un peso de carga objetivo de 34 kg, la duración del vuelo es de 6 horas, pero cuando se instala un tanque de combustible externo, aumenta a 10 horas.
Según Schiebel, una carga objetivo típica para la vigilancia marina incluye la estación optoelectrónica L3 Harris Wescam, Overwatch Imaging PT-8 Oceanwatch para escanear grandes áreas y detectar objetos pequeños, y un receptor de reconocimiento automático.
"La plataforma S-100 es ideal para condiciones marítimas debido al volumen mínimo de logística y su tamaño", dijo un representante de la compañía. "Su tamaño compacto y su peso liviano significan que se puede maniobrar, almacenar y mantener fácilmente en los hangares de barcos ... en un típico hangar de fragatas, puede colocar hasta cinco drones S-100 junto con un helicóptero tripulado grande y regular". La plataforma también se integró con barcos de 35 tipos diferentes, con más de 50000 horas de vuelo.
El helicóptero Camcopter S-100 fue comprado bajo el programa del Proyecto Menor de la Armada Australiana de 1942, cuyo objetivo es satisfacer las necesidades de la flota del país en un LHC naval intermedio. Luego, de acuerdo con un programa separado, se seleccionará un UAV adecuado para la integración con 12 buques de patrulla costera, los dos primeros de los cuales se construyen en los astilleros ASC. Luego, se seleccionará otro tipo de UAV para equipar nueve fragatas del proyecto Hunter, que se construirán para la Armada australiana.
Schiebel anunció en noviembre de 2015 la finalización de una prueba de motor de combustible pesado para el Camcopter S-100. El refinamiento del sistema de propulsión S-100 basado en un motor de pistón rotativo comercial condujo a una reducción de masa debido a la modernización del sistema de escape, una nueva unidad de control del motor y nuevas baterías. El motor permite que el S-100 use combustible JP-5, que tiene un punto de inflamación más alto que la gasolina de aviación.
La compañía está actualizando la plataforma S-100 principalmente con un ojo puesto en la acción conjunta (interacción) de las plataformas habitadas y deshabitadas y la entrega en el último sitio. En abril de 2018, se anunció que colaboraba con Airbus Helicopters como parte de una demostración conjunta con la participación del helicóptero de tripulación H145 y el UAV S-100. Según Schiebel, se instaló una estación de control de drones en tierra a bordo del H-145, lo que permitió alcanzar el nivel de interacción 5 al transferir el control total de drones al operador a bordo del helicóptero, incluido el lanzamiento y el regreso.
L1 Harris escala 3: 3 concepto SDS con nueve tubos de lanzamiento en configuración 3x3. Un contenedor externo puede adaptarse a plataformas y tareas específicas.
Nuevas cargas objetivo
Las nuevas cargas objetivo para los UAV amplían la gama de tareas de los UAV marinos y van más allá de las operaciones de reconocimiento y vigilancia. Por ejemplo, L3 Harris está desarrollando el Sistema Dispensador Sonobuoy (SDS), un sistema de dispersión de boyas de sonar, que está diseñado para volver a perfilar rápidamente varios tipos de aviones para combatir submarinos.
SDS utilizó la experiencia de crear sistemas neumáticos SRL (Sonobuoy Rotary Launch) y SSL (Sonobuoy Single Launch) para el Lockheed Martin P-8A Poseidon multipropósito antiaéreo y patrullero antiaéreo.
El SDS se basa en el Modular Launch Tube (MLT), que la compañía describe como una "estación de lanzamiento individual para lanzar una boya de tamaño único A desde un contenedor de lanzamiento estándar LAU-126 / A". La compañía también desarrolló un kit de actualización de lanzamiento en tándem que permite que el contenedor LAU-126 / A de tamaño A reciba boyas de dos tamaños F o G.
MLT es un sistema de carga externo con un bloqueo tipo bayoneta para sujetar una boya con un peso muerto de aproximadamente 4,5 kg. Está equipado con un sensor de presencia de boya para garantizar una captura y un lanzamiento seguros; las boyas se liberan bajo presión de carga en el sistema de 70 a 105 kg / cm2.
Según L3 Harris, un sistema SDS puede constar de cualquier número de rieles MLT, un arrancador neumático en el suelo y una unidad de control electrónico con una interfaz universal tipo 1/2 a través de la interfaz MIL-STD-1760. Todos estos componentes pueden integrarse en un contenedor externo especial.
La compañía ve un creciente interés en el mundo por los vehículos aéreos no tripulados para patrullas marinas de larga y larga distancia como un reemplazo asequible para la costosa aviación de patrulla, por ejemplo, los aviones R-8A. Sin embargo, señalan las posibles limitaciones del concepto SDS, dado que los aviones antisubmarinos, como el P-3 y el P-8A, pueden transportar 87 y 126 boyas, respectivamente.
"Es imposible cargar el sistema SDS en vuelo, a diferencia de un avión tripulado, por lo que idealmente vemos el trabajo conjunto de muchos drones equipados con SDS que trabajan en grupos o bandadas para crear una solución aceptable a partir de un número suficiente de boyas de sonar".
Uttra Electronics también está desarrollando su propio concepto de Sonobuoy Mission Pod (SMP), que ofrece para aviones no tripulados y tripulados.
Según la compañía, SMP se puede montar en un punto de suspensión externo del estándar MIL-STD-2088, lo que permitiría rehacer las plataformas existentes para tareas antisubmarinas. El sistema SMP puede acomodar de 25 a 63 boyas de tamaños G y F para igualar la capacidad de carga de plataformas pequeñas y grandes.
El sistema está diseñado para operar a altitudes de hasta 10 km a velocidades de vuelo de hasta 150 nudos. Puede reiniciar las boyas a intervalos de 2,5 segundos y es compatible con varios modelos de boya ultra electrónicos, incluidos ALFEA (electroacústica de baja frecuencia activa) y HIDAR (rango dinámico instantáneo alto) y mini-HIDAR.
Aunque los LHC basados en tierra son bastante comunes en estos días, el uso de tales sistemas en el sector marítimo se está produciendo hoy en menor escala. Sin embargo, parece que la situación está cambiando gradualmente, ya que las flotas, los guardacostas y otras estructuras de seguridad marítima son cada vez más conscientes de cuán efectivos los drones MALE y HALE pueden complementar las plataformas tripuladas en la patrulla naval y otras operaciones o, si es posible, usarse como algo separado fondos.
Existe un creciente interés en las capacidades regulares de patrulla aérea para los barcos, pero todavía hay algunos problemas que deben abordarse. Por ejemplo, en barcos más pequeños no hay suficiente espacio en la cubierta, el uso de tales aeronaves junto con helicópteros de la tripulación generalmente se limita a la situación de "uno u otro", cuando el proceso de lanzamiento y regreso debe ser cuidadosamente programado y acordado para que los drones permanezcan en el aire no más de lo necesario mientras se espera que la cubierta se despeje. También es difícil devolver las plataformas dañadas cuando la plataforma está ocupada y no se puede liberar debido a una emergencia.
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