Military Review

Desarrollos en el campo de los vehículos aéreos no tripulados de pequeño tamaño con despegue vertical

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El explorador de Datron / Aeryon Labs fue conocido por ser utilizado por los rebeldes libios para la vigilancia las 24 horas.


Napoleón dijo que cada soldado lleva un bastón de mariscal en su mochila. En un futuro cercano, al menos un soldado en cada pelotón puede llevar un pequeño avión en su mochila, que puede despegar y aterrizar verticalmente y proporcionar una imagen para la próxima colina y aún más, ¡mucho más!

Conocida por sus avances en el desarrollo de tecnología, la Dirección de Investigación y Desarrollo Avanzada de Darpa utiliza la "subcontratación masiva" para poner el drone de reconocimiento de bajo perfil a disposición de una amplia gama de "comunidades fuera del proceso de adquisición tradicional del Ministerio de Defensa".

En mayo, 2011, Darpa, en colaboración con el Centro de Sistemas Espaciales y Navales del Departamento de la Armada del Atlántico (SSC-Atlantic), anunció un programa competitivo para aviones no tripulados UAV. La tarea consistía en crear "un UAV (vehículo aéreo no tripulado) intuitivo que se lleva en una mochila y que puede volar silenciosamente dentro y fuera del espacio crítico para la observación continua durante hasta tres horas".

ARPA celebró un evento abierto para UAVForge durante aproximadamente un año. La idea básica: construir un demostrador práctico de un mini-ametráctil adecuado para el transporte por parte de una persona y capaz de realizar tareas simples de forma más o menos autónoma. La característica clave es el uso del "crowdsourcing" de moda, cuando un gran grupo de personas directamente interesadas en participar en el proyecto participa directamente en la evaluación de ideas y en la configuración de las direcciones de desarrollo a través de Internet.

En el verano de 2012, la prueba final incluyó un vuelo a lo largo de una ruta a un área determinada, que estaba fuera de la vista del operador, grabación de video (con traducción) desde un punto determinado, y regresó. Una descripción más detallada está en el sitio. El resultado es el siguiente: ninguno de los equipos participantes no cumplió con los requisitos de la prueba final, nadie ganó el premio principal, aunque todos los equipos de liderazgo hicieron varios intentos.

¿Cuántos tornillos (rotores)?

Un solo rotor (o dos rotores coaxiales) tiene la desventaja de que controlar la altura (y por lo tanto la velocidad de traslación) requiere un cambio de inclinación cíclica o una desviación del flujo de aire hacia abajo. Por el contrario, el diseño con cuatro rotores es fácil de controlar cambiando la potencia suministrada a los motores; Los tornillos delanteros y traseros se giran para controlar el paso, y los tornillos izquierdo y derecho para controlar el paso.

El control de desvío (desviación de la dirección de movimiento) para cuatro tornillos es algo más complicado. Si, por ejemplo, dos tornillos de paso giran en el sentido de las agujas del reloj y dos tornillos de giro giran en sentido contrario a las agujas del reloj, entonces se puede crear el momento de guiñada aplicando más potencia al par de pasos y menos al par de rodillos o viceversa. Con el fin de obtener estabilidad longitudinal, puede agregarse el conjunto de la cola.



Drone Dragonfly para las condiciones de producción urbana de la compañía francesa Sagem se basa en Novadem NX110m; Se mostró por primera vez en la exposición Eurosatory 2010. A diferencia de la mayoría de los quadcopters, sus sensores están ubicados dentro de la caja.

Desarrollos en el campo de los vehículos aéreos no tripulados de pequeño tamaño con despegue vertical

El AR100-B de German Airrobot tiene un peso máximo de despegue de 900 gramos y un diámetro de 102, consulte. La duración del vuelo es de más de 25 minutos, el dispositivo puede operar con energía eólica de hasta 25 km / h


El Tarkus de dos kilos de WB Electronics está diseñado para apoyar fuerzas especiales en operaciones urbanas, incluido su uso dentro de edificios. Desarrollo financiado por el Ministerio de Defensa polaco.

En la época de la formación de los barcos de despegue y aterrizaje verticales tripulados (50 - 60-s), hubo afirmaciones de que la fuerza de elevación se puede aumentar significativamente mediante el uso de bridas de “zócalo” alrededor de las tomas de aire que atraen el flujo de aire crea succión en estas superficies curvas. Sin embargo, las pruebas de campo a gran escala mostraron un aumento menor en la elevación en comparación con las pruebas de laboratorio.

Sin embargo, la fuerza de elevación de los tornillos aumenta con respecto a los carenados circundantes, lo que también puede reducir el ruido y proporcionar protección para los tornillos (y lo que tocan) en caso de impacto. Pueden proteger la aviónica y los equipos a bordo del clima. Por otro lado, los carenados agregan peso, reducen la portabilidad y complican el acceso a la aviónica.

El quadcopter (despegue vertical de cuatro rotores) es neutro o inestable cuando avanza y rueda, por lo que requiere una unidad de medición inercial con acelerómetros y giroscopios para medir el movimiento recto y angular y proporcionar indicaciones de dirección y posición en el aire. Las señales satelitales (generalmente GPS) proporcionan una navegación más precisa durante un largo período de tiempo.

Otro aviación el equipo generalmente incluye un altímetro y un canal de comunicación para recibir comandos de navegación y designación de objetivos y transmisión de imágenes.

Los cuadricópteros dominan la categoría de pequeños drones de despegue y aterrizaje verticales. Sin embargo, debido al hecho de que los fabricantes de quadcopters enfrentan la necesidad de una mayor capacidad de carga, parece inevitable que preferirían mejorar el diseño, cambiando a circuitos de seis motores, en lugar de desarrollar quadcopters más grandes.

La configuración de ocho rotores y ocho motores (con ejes de rotación 4 o 8), desarrollando el concepto un paso más allá, ofrece un grado útil de redundancia. El Dassault Mirage IIIV con ocho motores elevadores se convirtió en el análogo tripulado a gran escala en 1965, el único avión de combate de despegue vertical que podría sobrevivir a un choque de motor durante una suspensión.


Aunque diseñado para fines civiles, el Parrot AR Drone puede encontrar aplicaciones militares en la capacitación de operadores de aviones no tripulados. La imagen muestra el dispositivo sin una cubierta protectora para el trabajo al aire libre.



El drone vertical de despegue y aterrizaje de Asio de Selex Galileo, que tiene su propio peso de 6,5 kg, en el carenado anular completo con sistema de control de tierra y pesa menos de 20 kg en su mochila. El módulo sensor estabilizado se puede montar en la parte superior o inferior del rotor.

Europa

Dado que Estados Unidos e Israel formaron una especie de duopolio en el mercado de grandes vehículos aéreos no tripulados, Europa tiene buenas razones para desarrollar modelos pequeños para un soldado individual.

En 2005, la Agencia Europea de Defensa lanzó el programa aéreo en miniatura Mavdem (Demostración de Vehículo Aéreo en Miniatura) por un valor de 4 millones de euros, cuyo objetivo es proporcionar una base para una mochila con una envergadura inferior a 50 cm, duración del vuelo 30 minutos y velocidad de crucero 20 m / s .

Se consideraron un gran número de configuraciones posibles, y en 2007, el contrato se adjudicó a un quadrocopter propuesto por un consorcio multinacional que incluye a la francesa Onera (con Alcore Technologies como subcontratista), la italiana Oto Melara, la española Sener y el noruego Tellmie. Se construyeron tres vehículos que pasaron las pruebas de vuelo preliminares en España en la primera mitad del año 2008, seguidos varios meses más tarde por las pruebas finales en Noruega.

Curiosamente, el segundo contendiente para el Mavdem fue la configuración usual de helicóptero con un fuselaje, con una resistencia aerodinámica baja y una unidad de sensor entre dos tornillos coaxiales.

Hubo varias competiciones de microcréditos destinadas a los centros académicos más importantes del mundo. Uno de estos centros de experiencia es Enac (Ecole Nationale de l'Aviation Civile), el centro nacional de aviación civil de Francia, que tiene resultados sobresalientes en este tipo de competencia. Los logros del centro de Enac incluyen: ganar el concurso europeo de microdots Emav (European Micro Aerial Vehicle) en Braunschweig en 2004, el French Challenge DGA (Delegación general para el montaje) en 2009 y la competencia Imav (International Micro Air Vehicle) en Braunschweig en Año 2010.

Una de las claves del éxito del centro de Enac fue el sistema de control de vuelo electrónico Paparazzi. El sistema se ha aplicado en varios drones de alas fijas o giratorias, incluido el Spy'Arrow de Thy. En Imav 2010, el sistema Enac se usó en un quadcopter Blender con una envergadura de 32 cm y una masa de 330 gramos.

En Eurosatory 2010, Sagem presentó un nuevo quadcopter para combate urbano llamado Dragonfly, basado en NovademNX110m.

En el Eurosatory 2014, Thales presentó su nuevo UAV de despegue vertical llamado Infotron IT180.

La compañía parisina Parrot, mejor conocida por su Drone AR, "trajo" cuadrocopteros a las masas. A un precio aproximado de 500 dólares, AR Drone se controla de forma inalámbrica mediante Wi-Fi desde dispositivos de mano Apple iPhone o iPod Touch y transmite video desde sus cámaras a pantallas.

Parrot AR Drone pesa 400 gramos con su carcasa protectora (para interior), que forma un cuadrado con un lado de 52. Funciona en un sistema operativo basado en Linux, tiene un procesador 486 MHz, control incorporado, un altímetro ultrasónico, un acelerómetro de tres ejes, un horóscopo de dos ejes / Rollos y curso de seis ejes. Es alimentado por tres baterías de polímero de litio en 11,1 Volts y 1000 mAh. Cuatro motores clasificados en 15 Watts aceleran los tornillos a 3500 rpm. La duración del vuelo es de 15 minutos, la velocidad máxima de 18 km / h, mientras que el UAV no puede volar con un fuerte movimiento de aire (viento).



Recargar baterías sin intervención humana puede simplificar vuelos cíclicos de ida y vuelta. El UAV de Ito en Oto Melara es acusado por el robot terrestre de la misma compañía Praetor.


En agosto, 2013, Israel Aerospace Industries, mostró su minidron Ghost que pesaba 4 kg con un arreglo de tornillo tándem. Externamente, similar al Chinook en miniatura, el Ghost tiene una duración de vuelo de 30 minutos y una velocidad máxima de 65 km / h.


Uno de los desarrollos más interesantes en el campo de los drones es el nano-dron Hummingbird de Aerovironment, financiado por la gerencia de Darpa; Pesa solo 19 gramos con una cámara de video.

Uno de los líderes de Alemania en esta área es Ascending Technologies (Asctec). Asacec drone fue usado como plataforma por Enac en la competencia DGA Challenge 2009, Asctec Pelican drones se usó en el programa Mast del Ejército de EE. UU. Y Asctec Hummingbird en la Academia Técnica Federal ETH (Federal Technical Academy) en Zurich. Asctec atribuye su éxito a la estabilidad proporcionada por la alta tasa de actualización (1000 Hz) de su unidad de medición inercial y debido a los componentes electrónicos optimizados para varias aplicaciones desarrolladas por la compañía.

En la parte superior de la línea de quadcopter de Asctec se encuentra un Pelican 5195 euro con dimensiones de 50 x 50 cm, un peso de gramos de 750 con una batería de polímero de litio en 11,1-volts y 6000-mAh, que brinda una duración de vuelo de 15 a 25 minutos. Especializado en fotografía, el Asctec Falcon 8 controlado por GPS vale 10 499 Euro tiene ocho rotores, que se encuentran en una configuración en forma de V alrededor de la cámara, lo que le permite cambiar el ángulo de inclinación sin girar en la dirección opuesta. Falcon 8 puede funcionar con vientos de hasta 10 m / s.

Otros modelos alemanes incluyen el Diehl BGT Defense 900-gramo y el Airrobot AR100-Band y la serie Microdrone md4, el más pesado de los cuales md4-1000 pesa 5,55 kg. Rheinmetall Kolibri 60 masa 1,6 kg está diseñado específicamente para el potencial mercado militar. EMT Penzberg Fancopter que pesa 1,5 kg es inusual ya que tiene dos tornillos coaxiales.

Italia ha mantenido el esquema de helicóptero tradicional en el Ibis UAV de Oto Melara que pesa 14 kg. Puede recargar su batería cuando aterriza en el Praetor UGV (vehículo de tierra automático) de la misma compañía. Asio que pesa 6,5 kg y Spyball que pesa 2 kg de Selex Galileo son, de hecho, únicos porque son dispositivos de despegue vertical impulsados ​​eléctricamente en el carenado del anillo.

Tarkus polaco que pesa 2,0 kg de WB Electronics se está desarrollando para operaciones especiales en áreas urbanas. En Idef 2011, la compañía turca Atlantis UVS mostró su quadrocopter Aero Seeker AES-405. Se ha informado de que un mini helicóptero de masa 12 kg Malazgirt de Baykar-Makina ya está en servicio.


En agosto, 2011, Insitu anunció su avión no tripulado 1,1-kg Inceptor en una conferencia de aplicación de la fuerza aérea a la ley en Nueva Orleans. Cuesta alrededor de 50 000 dólares, es la misma cantidad que una patrulla de policía regular



Por primera vez en el escenario internacional, el dron chino 2011-kg Shenzhen de AEE Technology F1,5 debutó en la conferencia AUVSI 50 en Washington, que tiene un tiempo de vuelo de 30 minutos y una velocidad máxima de 100 km / h



La foto muestra el resultado de cuatro años de investigación bajo el programa de monitoreo continuo invisible (SP2S), realizado bajo los auspicios de la administración Darpa. Shrike UAV de Aerovironment peso 2,27 kg puede colgar en 40 minutos o grabar algunas horas de video

Estados Unidos

Bajo el programa de control de Darpa llamado Nav (Nano Air Vehicle), Aerovironment ha desarrollado drones en miniatura que pueden flotar y volar con alas batientes para levantamiento, movimiento de traslación y control de vuelo. Un colibrí Aerovironment verdaderamente maravilloso pesa solo 19 gramos con una cámara de video y un transmisor / receptor.

El Laboratorio del Ejército de los EE. UU. Está liderando un consorcio de Mast (Sistemas y Tecnología Micro Autónomos) para desarrollar plataformas y aviónica para UAV que puedan aterrizar y monitorear, instalar sensores en el suelo y buscar edificios y cuevas de personas y dispositivos explosivos.

Insitu lanzó recientemente una división Boeing del 1,1-kg Inceptor, que es un helicóptero tradicional con una duración de vuelo de 20 minutos y una velocidad máxima de 55 km / h.

Quizás el quadcopter más famoso de América sea el 1,17-kg Scout de Datron / Aeryon Labs, que participó en la parte marítima del Empire Challenge 2011 en Carolina del Norte. En la actualidad, este diseño mejorado se distingue por componentes a presión fácilmente intercambiables y hojas de tornillos de un material compuesto, y recientemente este dron ha aparecido en todos los encabezados (ver la primera foto). Scout también fue utilizado por los rebeldes libios en su lucha contra el régimen de Gaddafi.

Tialinx se especializa en el desarrollo de drones multirrotor con radares en miniatura de banda ultra ancha, sus productos incluyen Phoenix40-A de seis rotores y Phoenix50-H de seis rotores, que pesan menos de 4,5 kg.

En julio, 2011, la Agencia Americana de Investigación Avanzada IARPA anunció una conferencia de solicitantes para el programa GHO (Great Horned Owl). El objetivo de este programa es desarrollar drones silenciosos con un tiempo de vuelo más largo que los sistemas de baterías pequeñas.

Resto del mundo

Pequeños aviones no tripulados de despegue vertical se desarrollan en varios países: Brasil tiene 1,5-kg Gyrofly Gyro 500, Canadá tiene una serie de innovaciones Draganfly Draganflyer, China tiene un Dragonfly de China Electronic Trading, Israel 4,0-kg Ghost 44 de IAI, Rusia 1,5-kg Six-rotor Zala Aero 421-21 y Taiwan tienen un Yu AI AI Rider de 1,45-kg de seis bandas. El Instituto de Investigación Tecnológica del Ministerio de Defensa de Japón está trabajando en una "bola voladora" (los rotores en el cuerpo).

Los israelíes tuvieron más éxito en la creación de vehículos aéreos no tripulados de varios tipos, desde drones de vigilancia para atacar drones. Los programas israelíes de drones de choque tienen suficiente apoyo gubernamental y financiero. El corresponsal del portal internacional de Internet VICE.com, Simon Ostrowski, visitó la base aérea israelí, donde se están probando los últimos UAV locales ...



Tal vez sea digno de atención de toda la gama de drones "el resto del mundo" una serie de Draganflyer canadiense, que se ha vendido en todo el mundo piezas de 8000. Después de una masa de gramos de X4 980 de cuatro rotores y una masa de X6 de seis rotores (en tres ejes) de 1,5-kg, en la parte superior de la gama de modelos se encuentra el Draganflyer X2,7 de 8-kg, cuya capacidad de carga es de un kilogramo, tiene una batería 14,8 y una batería 5200. Ocho motores, ocho rotores (en los ejes 4).

Un dron que puede colgar y mirar tranquilamente durante una hora en la ventana de la Oficina Oval, y que se controla fuera de la línea de visión, mientras que es una cuestión de futuro. Pero, en última instancia, cualquier persona puede tener un dron que despegará verticalmente, controlará su altura con un simple altímetro barométrico y llevará la cámara a lo largo de una ruta multipunto determinada por el GPS. Los UAV similares se ofrecen no solo en tiendas regulares, sino también en Internet a precios razonables. ¡Solo revise las reglas de regulación de vuelo de los modelos aéreos en su país!

Materiales utilizados:
www.armada.ch
www.darpa.mil
www.wb.com.pl
www.selexgalileo.com
www.enac.fr
www.iai.co.il
www.avinc.com
www.diehl.com
www.boeing.com
www.draganfly.com
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  1. Dragon-y
    Dragon-y 24 noviembre 2014 08: 51 nuevo
    +2
    Puede ensamblar un quadrocopter usted mismo, a un costo muy razonable de repuestos, si no los solicita en "nuestras" tiendas en línea. :)
    Naturalmente, no será tan "elegante" como los descritos en el artículo, pero es muy posible hacerse una idea de lo que es. Incluso puedes configurar una cámara y disparar desde el aire ...

    (los cuadricópteros se han utilizado en películas de acción de ficción durante mucho tiempo; una de las opciones se puede ver en un cortometraje con el nombre: Escuadrón especial Ghost: Alpha, Nombre original: Ghost Recon: Alpha)
  2. Cristall
    Cristall 24 noviembre 2014 12: 17 nuevo
    +1
    Ahora UAV que solo no recoge. En la zona de operaciones antiterroristas, hay un rápido aumento en el uso de vehículos aéreos no tripulados antiguos y prefabricados a partir de componentes chinos, así como de especialistas tanto por modeladores como por voluntarios.
    Un ejemplo de uso para artilleros.

    no menos interesante es lo que
    https://www.youtube.com/watch?v=-2nVM0eJ-pk
    uso de una ametralladora. Es muy posible que aparezcan en la ATO ... (si no llegan a la paz)
    Por cierto, vacantes El operador de UAV no es tan raro hoy
    http://www.jobs.ua/vacancy/view/1410717/
    ZPL 2 500 UAH. + 50UAH por una hora de vuelo + coeficiente en la zona con mayor riesgo (lo que significa dirección militar)
    reclutado en Odessa (como puede ver, no se requieren habilidades especiales)
    sin embargo, los navegadores mi 8 también ganan y entrenan a los pilotos ...
    la guerra es el "progresador" más activo de los medios para encontrar y destruir los de su propia especie ...
    1. Lopatov
      Lopatov 24 noviembre 2014 13: 53 nuevo
      +4
      Estaño. Estos monstruos están absolutamente tamborileados por pérdidas colaterales. Disparar a larga distancia a ángulos de baja elevación a distancias cortas es, por defecto, una gran dispersión.
  3. Verde
    Verde 24 noviembre 2014 14: 14 nuevo
    +2
    Cita: Cristall
    no menos interesante es lo que
    https://www.youtube.com/watch?v=-2nVM0eJ-pk
    uso de una ametralladora. Es muy posible que aparezcan en la ATO ... (si no llegan a la paz)

    En realidad, este es un montaje y más bien grosero, es extraño que muchos no lo vean.
    Además, el video se calculó originalmente como una broma)
  4. xomaNN
    xomaNN 24 noviembre 2014 15: 49 nuevo
    0
    La dirección del desarrollo es interesante.riendo Recuerdo que en la infancia tuve un helicóptero con un lanzador de goma. Y ahora, ¡esto ya son armas!
  5. TOR2
    TOR2 24 noviembre 2014 21: 51 nuevo
    +1
    https://vk.com/video5442281_161479782?hd=1&t=17m9s
    Lo principal es no olvidarse de sus propios desarrollos.
  6. Cristall
    Cristall 24 noviembre 2014 21: 58 nuevo
    0
    Cita: verde
    En realidad, este es un montaje y más bien grosero, es extraño que muchos no lo vean.

    la instalación es chantaje ... pero prácticamente ya es factible (aunque hay muchos nyansa)
    La revolución en baterías y UAV está cambiando ante nuestros ojos
  7. Verde
    Verde 24 noviembre 2014 22: 15 nuevo
    0
    Cita: Cristall
    la instalación es chantaje ... pero prácticamente ya es factible (aunque hay muchos nyansa)
    La revolución en baterías y UAV está cambiando ante nuestros ojos

    Incluso si es factible, aunque existen grandes dudas, es como en el video: 1) no golpeará a nadie si no vuela cerca del trasero. 2) Muy corto tiempo de vuelo.
  8. Cristall
    Cristall 24 noviembre 2014 23: 07 nuevo
    0
    Cita: verde
    Cita: Cristall
    la instalación es chantaje ... pero prácticamente ya es factible (aunque hay muchos nyansa)
    La revolución en baterías y UAV está cambiando ante nuestros ojos

    Incluso si es factible, aunque existen grandes dudas, es como en el video: 1) no golpeará a nadie si no vuela cerca del trasero. 2) Muy corto tiempo de vuelo.

    Duc, después de todo, ya permiten varias horas / diseño si lo piensan bien, entonces pronto los mini-asesinos están a la vuelta de la esquina. La ciencia ficción de las películas ya es real.
  9. Verde
    Verde 24 noviembre 2014 23: 25 nuevo
    0
    Cita: Cristall
    Duc, después de todo, ya permite varias horas /

    ¿Es esto una broma o simplemente lo dijiste por el simple hecho de hacerlo? "¿Dónde está tu prueba?" Con una pistola, un minuto como máximo. ¿No has confundido nada ?, estamos hablando de quadras.
    1. Cristall
      Cristall 25 noviembre 2014 01: 04 nuevo
      0
      Cita: verde
      Con una pistola por minuto como máximo.

      No estoy hablando de un rifle. Y ordinario. Dada la mejora de las baterías y la reducción de peso de los propios dispositivos.
      Una pistola no es solo un problema de peso ... también hay retroceso y otros problemas.
  10. Verde
    Verde 25 noviembre 2014 01: 23 nuevo
    0
    Cita: Cristall
    No estoy hablando de un rifle. Y ordinario. Dada la mejora de las baterías y la reducción de peso de los propios dispositivos.

    Bueno, al menos arroje el enlace en un quad, que puede volar durante un par de horas.

    Y sobre el arma, esto es comprensible, hay un millón de problemas.
  11. tulaev
    tulaev 25 noviembre 2014 20: 36 nuevo
    0
    Artículo sin importancia. Por ejemplo, no hay una palabra sobre el dron VTOL estadounidense más interesante T-Hawk, y 500 de estos sistemas ya han sido remachados. También hay autos interesantes en el Reino Unido basados ​​en el efecto Coanda y la misma palabra ...
  12. ma_shlomha
    ma_shlomha 28 noviembre 2014 17: 28 nuevo
    0
    Leí que nuestros muchachos pueden caer de drones en el Reino Unido a un limón en una taza de vidrio.