Tutti gli UAV considerati in questo articolo sono inclusi nel gruppo 1. Questo gruppo con un peso massimo al decollo da 0 a 9 kg include un gran numero di sistemi di diversi tipi, inclusi i tipi di aeromobili ed elicotteri, e tutti, di regola, vengono lanciati a mano. Pochissimi di questi droni potrebbero essere classificati come "nano". Sono sistemi molto leggeri, per lo più con un rotore principale, tuttavia, come tutti gli altri menzionati in questo articolo. Qualsiasi soldato sogna di avere a portata di mano un sistema di volo che possa guardare "dietro l'angolo" e tornare a svolgere i seguenti compiti, perché il suo peso e la quantità di materiale e manutenzione tecnica sono minimi, cioè un aumento significativo del suo carico totale è escluso.
Le forze speciali sono solitamente le prime a ricevere nuovi sistemi ad alta tecnologia, che in seguito entrano in servizio con unità convenzionali. Tuttavia, sono pochi i sistemi disponibili per i militari nel mercato della difesa (ovviamente, tutti questi droni "da tempo libero" venduti a centinaia nei negozi di giocattoli non sono coperti qui), solo una parte di essi viene utilizzata per la prima volta dalle forze speciali e ancora meno sono quelli che diventano subito bestseller. Alcuni altri droni, leggermente più grandi, che non rientrano più nella categoria "nano", hanno caratteristiche piuttosto peculiari, che li rendono un'ottima scelta per le forze per operazioni speciali (SSO) e non solo.
Prima di iniziare a descrivere i sistemi esistenti, diamo uno sguardo a quello che potrebbe essere il futuro, anche se oggi molte cose possono essere attribuite al regno della fantascienza piuttosto che alla realtà. Nel 2011, AeroVironment ha sviluppato il Nano Hummingbird, un VTOL simile a un uccello volante con un peso massimo al decollo di 19 grammi, la cui apertura alare di 160 mm gli consente di rimanere in volo. Naturalmente, questo è lo sviluppo più complesso sotto tutti gli aspetti, dalla meccanica e dall'avionica al canale di trasmissione dati. Il laboratorio di Charles Stark Draper ha preso una strada diversa, credendo che non ci fosse nanodron simile a un insetto più efficiente e manovrabile di un drone che imita una libellula. Nel gennaio 2017, ha annunciato che il suo programma DragonflEye, in collaborazione con l'Howard Hughes Medical Institute, ha compiuto alcuni progressi nella gestione delle libellule grazie a un minuscolo zaino che combina navigazione, biologia sintetica e tecnologie neurosensoriali e invia segnali di controllo neurosensoriali a la libellula. Oggi le tecnologie dei sistemi aviari o insetti non sono pronte per un grande successo commerciale, ma verrà sicuramente l'ora in cui troveranno il loro grato utilizzatore. Nel frattempo, gli attuali nanodroni utilizzano principalmente tecnologie elicotteristiche, che forniscono la possibilità di decollo e atterraggio verticale.
Nel gennaio 2017, il Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti ha emesso una richiesta di informazioni denominata Soldier Borne Sensor Unmanned Aircraft Systems (sensore indossato da un soldato, sistemi aerei senza pilota), il cui scopo era raccogliere informazioni per un futuro programma pianificato. Questa volta, l'obiettivo era schierare questi sistemi nell'esercito regolare per fornire sorveglianza a livello di singole squadre e plotoni. Non c'erano molti sistemi disponibili sul mercato che soddisfacessero i requisiti americani, che sono stati annunciati nel gennaio 2018 in un incontro al cosiddetto Industry Day. Tra questi: in bilico a bassa quota per almeno 15 minuti, tre voli con una batteria completamente carica in condizioni di vento leggero, il peso massimo del dispositivo è di 250 grammi, il peso massimo dell'intero complesso è di 1,36 kg. I requisiti prevedono anche la probabilità di rilevare il 90% di un oggetto delle dimensioni di una persona da 50 metri di notte, più un tempo massimo di addestramento di 16 ore. Il sistema deve memorizzare foto e filmati e trasmettere immagini al soldato in tempo reale per un uso immediato. Inoltre, i criteri di selezione includono le firme visive e acustiche, l'intervallo della linea di vista e altri parametri ancora senza nome. Sette aziende e organizzazioni si sono presentate al briefing, ma i principali concorrenti si sono rapidamente ridotti a tre partecipanti: AeroVironment, InstantEye Robotics e FLIR Systems.
Alla fine di novembre 2016, FLIR Systems ha acquisito la società norvegese Prox Dynamics AS per $ 134 milioni in contanti. Questa azienda è uno dei pionieri nel campo dei nano-UAV, è stata fondata alla fine del 2007 con l'obiettivo di sviluppare gli UAV più piccoli al mondo per utenti professionali. La prima versione, chiamata Black Hornet, è apparsa nel 2012 e dopo l'apparizione di una nuova versione, ha ricevuto la designazione Black Hornet 1. “L'aereo era basato su una tecnologia completamente nuova, ma il suo raggio di volo era limitato a 600 metri, tuttavia, così come la durata del volo è di 15 minuti ", ha affermato un portavoce di FLIR Systems. Il primo cliente è stato l'esercito britannico, che, in risposta a esigenze urgenti, ha schierato i suoi primi droni PD-100 Black Hornet nel 2012 in Afghanistan. Questa è diventata un'importante moda passeggera nel track record del nano-UAV norvegese; successivamente, nel 2015, è stata sviluppata e presentata una seconda variante del Black Hornet 2. "Era basato sulla stessa piattaforma, ma ci sono stati molti miglioramenti in termini di sensori, portata e stabilità del vento". Sul dispositivo è stato installato un motore con un consumo energetico inferiore che, in combinazione con una batteria di maggiore capacità, ha permesso di aumentare l'autonomia di volo e allo stesso tempo aumentare la portata del canale di trasmissione dati. Inoltre, è stata sviluppata una variante del Black Hornet 2T, su cui è stata installata una termocamera FLIR, questa è stata la prima collaborazione tra le due società. Il sistema Black Hornet 2 è stato acquistato da numerosi clienti per i suoi ovvi vantaggi.
Considerando il lancio di un programma potenzialmente prioritario negli Stati Uniti e il fatto che le forze armate statunitensi stanno acquistando almeno un ordine di grandezza in più di droni rispetto ad altri paesi, FLIR ha deciso che valeva la pena investire di più nel campo dei nanosistemi e, quindi,, acquisendo Prox Dynamics. Dopo questa fusione, i finanziamenti per progetti promettenti sono aumentati drasticamente, dando vita al nuovo Black Hornet 3. Progettato dal padre dell'originale Black Hornet, Peter Muren, il dispositivo ha mantenuto lo schema dell'elicottero, ma il design del rotore è stato radicalmente rivisto. La piattaforma è ora completamente modulare, con una batteria rimovibile e vari carichi target che consentono una rapida riconfigurazione del drone. La stazione base di nuova generazione ha ricevuto una serie di miglioramenti, sia hardware che software. Il peso del Black Hornet 3 con elica da 123 mm è raddoppiato rispetto ai suoi predecessori e ammontava a 33 grammi, può rimanere in aria per 25 minuti e volare fino a una distanza massima di 2 km. Il drone sviluppa una velocità fino a 6 m/s e può volare con velocità del vento fino a 15 nodi (raffiche fino a 20 nodi), nonché in caso di pioggia leggera. In termini di sensori, il drone è dotato di una termocamera FLIR Lepton e di una videocamera ad alta definizione in grado di scattare fotografie. Una termocamera con una matrice 160x120 e un passo di 12 micron opera nell'intervallo di 8-14 micron e ha un campo visivo di 57 ° x42 °, le sue dimensioni sono 10,5x12, 7x7, 14 mm e il suo peso è solo 0,9 grammi. Sono disponibili due telecamere diurne, a seconda della configurazione, che forniscono rispettivamente una risoluzione video di 680x480 e una risoluzione fotografica di 1600x1200, è possibile sovrapporre le immagini delle telecamere diurne e notturne.
La principale innovazione del Black Hornet 3 è che può volare anche senza segnale GPS. "Tuttavia, stiamo continuando a sviluppare questa funzionalità poiché ha ancora il potenziale per molti miglioramenti", ha affermato un portavoce dell'azienda. Sono disponibili quattro modalità di volo: hovering e osservazione automatico e manuale, volo lungo una rotta predeterminata e punti selezionati dall'operatore, ritorno automatico e perdita di comunicazione. “Aggiorniamo costantemente il nostro software per ridurre il carico cognitivo dell'operatore. Questo sistema, noto come Black Hornet 3 PRS (Personal Reconnaissance System), è integrato con il software ATAK (Android Tactical Assault Kit) dell'esercito americano. Il sistema completo Black Hornet 3 che pesa meno di 1,4 kg include due velivoli, un controller manuale e uno schermo video. Il drone Black Hornet 3 è stato acquistato da 35 paesi, con i maggiori acquirenti negli Stati Uniti, in Australia e in Francia. Nel novembre 2018, la Francia ha annunciato un acquisto per un totale di $ 89 milioni e pochi giorni dopo gli Stati Uniti hanno firmato il suo primo contratto per $ 39 milioni. Il Regno Unito ha firmato un contratto da $ 1,8 milioni nell'aprile 2019 come parte della Fast Track Initiative. Nell'estate del 2019, l'esercito degli Stati Uniti ha ricevuto i suoi primi sistemi Black Hornet 3 PRS per l'82a divisione aviotrasportata, che è stata schierata in Afghanistan. Questi nanodroni vengono utilizzati per la raccolta di informazioni e la ricognizione a livello di squadra e plotone.
Durante lo sviluppo del drone PRS, FLIR si è resa conto che molti veicoli avevano bisogno di un sistema di ricognizione a corto raggio che potesse essere utilizzato sotto l'armatura. Ciò ha portato allo sviluppo del sistema VRS (Vehicle Reconnaissance System), che si basa sulla stessa piattaforma e presenta un modulo di lancio con quattro cassette di riscaldamento e ricarica rimovibili. Il kit VRS pesa circa 23 kg, misura 470x420x260 mm e può essere dotato opzionalmente di protezione balistica. Può essere facilmente integrato nel sistema di gestione della battaglia tramite un'interfaccia standard; Kongsberg lo ha già integrato nel suo sistema Integrated Combat Solution (ICS). FLIR ha dimostrato questo sistema non solo come strumento di ricognizione, ma anche come strumento di puntamento con GPS integrato. Il VRS è attualmente disponibile solo in pre-produzione, ma FLIR è pronta per iniziare la produzione poiché il prodotto è stato mostrato per la prima volta nell'ottobre 2018 ed è stato molto richiesto.
Oltre a FLIR, altri due contendenti hanno combattuto per il contratto Soldier Borne Sensor, AeroVironment e InstantEye Robotics (una divisione di Physical Sciences Inc). AeroVironment ha sviluppato un quadricottero Snipe del peso di 140 grammi con una durata di volo di 15 minuti e un raggio di volo di oltre un chilometro, dotato di telecamere optoelettroniche e a infrarossi. Con una velocità massima di 9,8 m/s, il dispositivo è abbastanza silenzioso e inudibile anche ad un'altezza di 30 metri dal suolo, è controllato da un'applicazione intuitiva caricata su un controller touch con Windows 7. Preparazione del drone per il volo, assemblato da cinque parti mobili, richiede meno di un minuto. Dopo aver selezionato uno dei suoi concorrenti dall'esercito degli Stati Uniti, AeroVironment ha apparentemente abbandonato il programma Snipe.
Il quadricottero Mk-3 GEN5-D1 / D2 di InstantEye Robotics pesa meno di 250 grammi (peso massimo consentito). Il complesso del peso di 6,35 kg comprende due dispositivi, una Ground Control Station-D, un display protetto, sei batterie, un caricabatterie, un set di viti, un'antenna di ricambio, una scatola di trasporto e un contenitore per il lavoro in campo. Il dispositivo può raggiungere una velocità massima di 8,94 m/s e resistere alla stessa velocità del vento, la portata del canale di trasmissione dati è di 1,5 metri. La batteria principale garantisce un tempo di volo di 12-15 minuti, tuttavia una batteria aggiuntiva garantisce 20-27 minuti di funzionamento. Alla fine del 2018, InstantEye ha consegnato 32 di questi complessi al Corpo dei Marines degli Stati Uniti per la valutazione operativa come parte del piccolo programma tattico di droni.
Il drone NanoHawk, mostrato per la prima volta come prototipo a Eurosatory 2018, è stato sviluppato dalla società francese Aeraccess sulla base delle esigenze specifiche delle forze speciali francesi, che avevano bisogno di un UAV da utilizzare all'interno di edifici e altre strutture chiuse. In una competizione organizzata dal Weapons Control Lab, NanoHawk ha battuto altri cinque candidati al primo turno.
In questo progetto, Aeraccess ha attinto alla sua esperienza con il più grande drone SparrowHawk, sviluppato in collaborazione con le forze speciali della polizia francese e in grado di operare anche in assenza di segnale GPS. Tuttavia, le forze speciali francesi volevano avere un sistema significativamente più piccolo e, di conseguenza, è apparso il drone NanoHawk, in cui è stato preservato lo schema del quadricottero e è apparsa la protezione dell'elica leggera, di cui non si può fare a meno quando si vola all'interno. Rispetto al prototipo, la scocca della versione di produzione è dotata di sensori per evitare ostacoli a 360°. Inoltre, davanti e dietro sono installati due carichi target optoelettronici/infrarossi, che consentono all'operatore di vedere l'immagine da entrambe le direzioni e, quindi, di controllare meglio la situazione; i sensori opzionali consentono anche la mappatura volumetrica digitale degli edifici. La custodia, insieme alla struttura protettiva delle viti, è stata completamente ridisegnata, ora l'utente può riparare velocemente il dispositivo sul campo. La versione attuale pesa 350 grammi senza batteria, con il peso massimo al decollo che aumenta a 600 grammi con una batteria più potente che garantisce 10 minuti di volo. Le dimensioni rimangono le stesse, 180x180 mm in viti, tuttavia, se il cliente richiede una nuova gabbia di protezione, le dimensioni aumenteranno a 240x240x90 mm.
Uno degli elementi principali del complesso è un controller manuale, che consente all'operatore di impugnare un'arma nell'altra mano, mentre il monitor è montato su un giubbotto antiproiettile, sebbene sia possibile installarlo sul retro dello scudo o metterlo al polso. Le modalità di volo intelligenti riducono significativamente il carico di lavoro dell'operatore e un collegamento dati crittografato multiplex a divisione di frequenza ortogonale consente il controllo del volo e la trasmissione video simultanei utilizzando un unico sistema crittografico con due frequenze diverse.
Fin dalla sua prima dimostrazione, il drone NanoHawk è stato sottoposto a numerosi test. In un compito tipico, decolla dall'esterno dell'edificio, vola dentro attraverso una finestra aperta e poi si sposta di 3-4 piani in basso o in alto a seconda dello spessore delle pareti. Il dispositivo ha anche ricevuto il permesso di lavorare sulle navi, dimostrando la sua capacità di volare sopra e sotto l'operatore senza perdere segnali radio e video, che apre un mercato completamente nuovo. Di notte può essere collegato a un sistema di visione notturna in modo che solo l'operatore possa vederlo. Il NanoHawk è stato anche testato con squadre di cani, durante i quali i cani sono stati addestrati a trasportare il drone tenendolo in bocca con un guinzaglio corto. Il cane inizia a controllare l'edificio e, quando avverte la presenza di una persona nella stanza, lascia cadere il drone all'esterno, dopodiché decolla a comando. Il cane può anche essere dotato di un ripetitore per aumentare la portata del drone, che secondo lo sviluppatore è di diverse centinaia di metri all'aperto.
Ogni sistema NanoHawk è costituito da un canale dati, controller, monitor e due dispositivi. Le prime unità ad ordinare NanoHawk sono state le forze per le operazioni speciali locali. Le forze speciali francesi hanno firmato contratti con la società Aeraccess, in base ai quali ha ricevuto versioni specializzate del sistema. Per quanto riguarda le esportazioni, Aeraccess ha ricevuto ordini per un numero imprecisato di veicoli dalle forze armate e dalle forze dell'ordine di Singapore, Emirati Arabi Uniti, Regno Unito e Canada.
L'esercito francese ha acquistato i microdroni NX70 sviluppati da Novadem su richiesta urgente. Questo quadricottero con un peso massimo al decollo di 1 kg nello stato aperto ha dimensioni di 130x510x510 mm (quando piegato - 130x270x190 mm). È dotato di una fotocamera da giorno Ultra-HD a doppia lunghezza focale che fornisce FOV di 50° e 5° e un FOV di 34°; a seconda del desiderio del cliente, la matrice del convertitore video può avere dimensioni di 320x240 o 640x480. Il tempo di preparazione per il volo dura meno di un minuto, il tempo trascorso in aria è di 45 minuti e l'autonomia di volo è di un chilometro; la variante ad autonomia estesa ha un'autonomia fino a 5 km. Il dispositivo può volare a velocità del vento fino a 65 km/he ad un'altitudine di 3000 metri sul livello del mare. L'NX70 può anche volare in una configurazione collegata, consentendogli di rimanere in volo per lunghi periodi. L'esercito francese ha ricevuto i primi 27 sistemi (ciascuno con due dispositivi) nel giugno 2019. I primi droni NX70 sono stati schierati nello stato africano del Mali, dove il contingente francese sta combattendo i ribelli.
Nel 2017, Diodon Drone Technology ha presentato il suo quadricottero SP20. Sicuramente non nella categoria dei nano-UAV a causa del suo design insolito, è adatto per l'uso da parte di forze speciali. Questo quadricottero è destinato al funzionamento in unità aviotrasportate, poiché ha un alloggiamento temprato e impermeabile secondo lo standard IP46 con tutta l'elettronica e quattro "gambe" gonfiabili, alle cui estremità sono installate eliche con motori, che consente all'aeromobile di rimanere a galla, utilizzando la superficie dell'acqua per il decollo e l'atterraggio. Può funzionare anche a terra, mentre gli elementi gonfiabili assorbono bene l'energia d'impatto. Il drone Sp20 del peso di 1,6 kg ha un carico utile nominale di 200 grammi, ha una velocità massima di 60 km/he una velocità verticale di 3 m/s. Per questo vengono offerti due sensori: una telecamera CCD con una matrice 976x582 e con obiettivi da 3 mm, 8 mm o 12 mm, in grado di funzionare con un'illuminazione di 0,0002 lux, e una termocamera non raffreddata con un obiettivo da 14,2 mm e una matrice 640x480.
Il drone SP20 può volare con velocità del vento fino a 25 nodi, l'altitudine massima operativa è di 2500 metri e le temperature operative vanno da -5°C a +45°C. Con "zampe" sgonfie e lame piegate, le dimensioni dell'apparato sono 220x280x100 mm, funzionante - 550x450x190. Il tempo di installazione è inferiore a un minuto, grazie in gran parte al piccolo compressore incluso utilizzato per gonfiare i piedi. Le batterie vengono caricate per 23 minuti di volo. L'SP20 è dotato di un canale di comunicazione analogico con una portata fino a 2 km. Il drone SP20 di Diodon è dotato di una robusta stazione di controllo a terra IP56 da 1,2 kg. Questo UAV anfibio unico è attualmente in fase di test in varie divisioni e Diodon Drone Technologies è in attesa del primo ordine, principalmente dall'esercito francese.
