Il drone ScanEagle viene catturato dal sistema brevettato SkyHook. Il metodo mobile e flessibile di lancio e restituzione di questo veicolo consente l'installazione di varie attrezzature massimizzando l'utilizzo del volume disponibile a bordo del drone.
Una serie di articoli discuterà i nuovi sviluppi nel campo dei veicoli aerei senza equipaggio (UAV), dei robot mobili a terra (NMR) e dei veicoli automatici di superficie/subacquei (ANA/APA)
Il 2015 è stato un anno impegnativo per il mercato internazionale dei veicoli a guida autonoma. L'attuale livello di sviluppo degli UAV è in costante aumento, poiché i produttori stanno ampliando i confini dell'autonomia, della durata del volo e della complessità delle apparecchiature di bordo e i clienti stanno implementando programmi per l'implementazione di sistemi di terza generazione in nuovi ruoli, chiarendo al contempo i requisiti per i sistemi esistenti.
Il settore NMR continua ad evolversi per soddisfare le esigenze del teatro di guerra post-afghano. (TVD). Le minacce emergenti, insieme all'attuale chiara necessità di rilevare e neutralizzare le bombe e le mine antiuomo dei ribelli, stanno costringendo allo sviluppo di nuovi sistemi più avanzati con maggiori capacità, specialmente quando l'enfasi è sempre più posta sulla sicurezza nazionale e sulla risposta immediata, specialmente nelle operazioni di controinsurrezione.
Anche nel campo dei sistemi marittimi, sia nel settore di superficie che sottomarino, si stanno sviluppando nuovi principi generali di operazioni, con particolare enfasi sul potenziamento delle capacità di azione delle mine e sulla ricerca di mezzi efficaci per contrastare i sottomarini.
L'UAV RQ-4B Global Hawk è stato creato per l'osservazione dettagliata di vaste aree geografiche e per fornire al comando militare informazioni in tempo reale sulla posizione delle risorse umane e materiali del nemico.
UAV marini
L'operatore UAV marittimo più avanzato è la Marina degli Stati Uniti, che gestisce droni come Insilu ScanEagle, Northrop Grumman MQ-8B Fire Scout e il più grande MQ-8C Fire Scout attualmente in fase di test.
MQ-8B con una massa di carico utile di 137 kg e una durata di volo di 7,5 ore ha svolto un ruolo importante nello sviluppo del concetto generale della US Navy per l'uso di UAV navali. Questo drone, in grado di effettuare ricognizioni e illuminare bersagli con il suo designatore laser, è stato schierato in Afghanistan a supporto delle operazioni di controinsurrezione della coalizione internazionale.
Drone tipo elicottero MQ-8C Fire Scout
Questo UAV è stato integrato con l'avanzato sistema di armi ad alta precisione APKWS (Advanced Precision Kill Weapon System) di BAE Systems. Programma governativo prioritario che ha aggiunto una guida laser semi-attiva al missile aria-terra non guidato Hydra-70 montato sull'elicottero d'assalto Bell AM-1Z Viper e sull'elicottero multiuso leggero UH-1Y Venom del Corpo dei Marines degli Stati Uniti (KMP), che ha permesso di catturare obiettivi a terra e in mare con elevata precisione. L'UAV MQ-8B ha anche svolto un ruolo importante nello sviluppo di operazioni congiunte di aeromobili senza pilota e con equipaggio, consentendo alla Marina di determinare la direzione dello sviluppo dei corrispondenti principi di utilizzo in combattimento.
Il più grande UAV MQ-8C, basato sull'elicottero leggero Bell 407, è progettato per il decollo e l'atterraggio indipendenti su qualsiasi nave con una piattaforma di atterraggio, nonché da siti a terra preparati e non preparati. Il velivolo, che combina le capacità dell'MQ-8B con il carico utile e le prestazioni di un elicottero Bell 407, ha volato 11 ore nell'agosto 2015 nell'ambito dei test operativi della flotta. All'inizio del 2015 è stato completato il programma dei voli di prova e ora il sistema è pronto per essere sottoposto a valutazione di prontezza operativa entro la fine del 2016, non appena la flotta deciderà come integrare questo drone nel suo complesso di sistemi nel prossimo decennio.
Lo ScanEagle si lancia da solo con una catapulta pneumatica per un facile lancio in mare e a terra
Percezione della minaccia
Per la maggior parte, la minaccia nel regno marittimo è asimmetrica. A differenza dell'uso degli UAV sulla superficie terrestre, dove tali dispositivi sono principalmente progettati per creare un'immagine dell'ambiente in cui operano le forze di terra, l'ambiente marino è più reattivo. Il valore dell'utilizzo degli UAV in questo ambiente risiede nel fatto che gli equipaggi possono studiare potenziali bersagli fuori portata espandendo contemporaneamente le capacità di ricognizione dei dispositivi optoelettronici e dei radar di bordo e con una significativa riduzione dei costi operativi rispetto agli elicotteri con equipaggio.
Il rapido sviluppo degli UAV per l'ambiente marino è stato inoltre notevolmente facilitato dalle minacce alla sicurezza nazionale e dalla necessità di navi pattuglia di monitorare la costa e difendersi dalle minacce provenienti dal mare. Tutto questo è una conseguenza dei problemi economici, politici e culturali che sono sorti nel settore marittimo, che hanno dovuto affrontare nell'ultimo decennio. "È un dato di fatto che qualsiasi paese senza sbocco sul mare ha bisogno di una chiara identificazione delle minacce dal mare e di una tempestiva neutralizzazione", ha affermato Dan Beachman, direttore del marketing degli UAV presso Israel Aerospace Industries (IAI). "Queste minacce possono avere aree di riflessione efficaci piccole o grandi in base alle loro dimensioni e quindi le forze armate del Paese hanno bisogno di capacità accurate per identificarle".
La IAI è stata una delle prime aziende a dedicarsi al tema marittimo, creando negli anni '80 del secolo scorso i droni RQ-2A Pioneer e RQ-5 Hunter, che operavano da portaerei americane, regolando il tiro, e successivamente effettuando ricognizioni per la forza d'atterraggio. Oggi, l'azienda offre due sistemi in questo segmento: il velivolo a decollo e atterraggio verticale Naval Rotary UAV (NRUAV) e il velivolo ad ala fissa Maritime Heron. Entrambi, secondo il sig. Beachman, sono progettati per fornire agli utenti un sistema marittimo integrato che corrisponda agli "obiettivi operativi attuali di ciascun paese".
Il NRUAV è in grado di salire a un'altitudine di 4600 metri, la sua autonomia è di 150 km e la durata massima del volo è di sei ore. Ha una velocità massima di 100 nodi (185 km/h), una velocità vagante di 60 nodi (111 km/h) e può trasportare un carico fino a 220 kg, costituito da un versatile kit multisensore con capacità avanzate. Il kit include l'optoelettronica diurna e notturna, che fornisce anche il tracciamento automatico e la misurazione della distanza dal bersaglio, un radar multimodale che fornisce la sorveglianza del mare e l'osservazione a lungo raggio, un radar ad apertura sintetica (SAR) e un radar ad apertura sintetica inversa (Inverse SAR) con modalità di selezione per lo spostamento di bersagli terrestri e aerei, navigazione ed evitamento di fenomeni atmosferici avversi. Inoltre, il drone può trasportare un sensore di intelligenza elettronica o un sensore di guerra elettronica. Il sistema comunica con la stazione di controllo a terra tramite un canale di trasmissione dati all'interno della linea di vista.
UAV a decollo e atterraggio verticale Naval Rotary UAV (NRUAV)
Il drone NRUAV si basa sul kit di trasformazione HeMoS (Helicopter Modification Suite) sviluppato da IAI Malat. HeMoS può decollare e atterrare automaticamente dalle navi, valutare i danni da combattimento e designare il bersaglio 24 ore su 24 e oltre l'orizzonte in condizioni meteorologiche avverse. "L'UAV navale soddisfa un'ampia gamma di esigenze operative, ad esempio inestimabili nella lotta alla pesca illegale, alla pirateria, all'insurrezione e ad altre attività volte a minare la sovranità del paese", ha continuato Beechman. "Questo sistema altamente efficiente offre un contributo importante alla creazione di una percezione integrata dell'ambiente marittimo senza mettere a rischio vite umane".
Maritime Heron nei suoi parametri principali è molto simile allo standard UAV Heron lanciato da terra - un dispositivo di classe MALE (Medium Altitude Long Endurance - media altitudine con una lunga durata di volo), ma con l'ulteriore possibilità che la versione navale sia in grado di decollare e atterrare da soli su una portaerei. Il drone ha un'apertura alare di 16,6 metri e un peso al decollo di 1250 kg. Il soffitto massimo è di 9000 metri e la durata del volo è fino a 40 ore, a seconda del compito e della configurazione dell'attrezzatura di bordo. L'aereo può trasportare un'ampia varietà di sensori e può utilizzare contemporaneamente vari strumenti e dispositivi per trasmettere informazioni aggiornate su vaste aree per lungo tempo. In una configurazione navale, l'UAV trasporta sensori progettati specificamente per questo ambiente, inclusi, ad esempio, sistemi come una stazione optoelettronica MOSP (Multi-mission Optronic Stabilized Payload) da IAI, radar marino EL / M-2022 Maritime Patrol Radar (MPR) da IAI ELTA e AIS (Sistema di identificazione automatica).
Per aumentare la flessibilità operativa, la stazione di controllo a terra del drone può essere basata a terra o sulla nave e il controllo può essere trasferito da una stazione all'altra in tempo reale. "Quando si lavora in mare aperto, è molto importante soddisfare condizioni ambientali specifiche, utilizzare la piattaforma da qualsiasi piattaforma offshore ed eseguire una gamma più ampia di attività", ha continuato Beechman. "Il più grande vantaggio operativo risiede nella capacità di completare l'intero ciclo dell'attività in corso: rilevamento, classificazione e identificazione utilizzando un sistema integrato e altamente efficiente".
Nell'ottobre 2015, lo Schiebel Camcopter S-100 UAV ha dimostrato le sue capacità di interagire con una nave della flotta sudafricana (foto sotto)
Scansione oceanica
Oggi, uno degli UAV marini di maggior successo è ScanEagle, creato da Boeing e Insitu. Questo UAV di progettazione aeronautica può operare ad un'altitudine di crociera di 3000 metri per 20 ore, trasportando apparecchiature di bordo per varie esigenze operative, tra cui optoelettronica, ricognizione elettronica e guerra elettronica, comunicazioni e ripetitori, apparecchiature di mappatura e radar (con apertura sintetica e funzione selezione di bersagli mobili).
Lo ScanEagle si lancia in modo indipendente con una catapulta pneumatica e ritorna con il sistema SkyHook, che lo distingue dagli altri UAV di tipo aeronautico sul mercato marittimo. A bordo della nave è installata un'installazione di gru con un anello di corda appesa, quando l'UAV sorvola su di essa viene catturato con questo anello dalla punta dell'ala (lo schema ricorda un laccio per catturare gli uccelli), il motore viene spento e quindi l'UAV ritorna in sicurezza alla nave ruotando l'installazione della gru. “Il varo e il ritorno in mare di ScanEagle sono unici; è veramente l'unico UAV di tipo aeronautico attualmente sul mercato con una vasta esperienza operativa che puoi lanciare e prendere su una nave. Ecco perché così tante flotte utilizzano questa unità ", afferma Andrew Duggan, CEO di Insitu Pacific. - Il lancio della catapulta non è poi così unico, ma ciò che lo distingue davvero è il sistema SkyHook. Per riportare alla nave altri UAV di tipo aeronautico si usano le reti, e il problema è che se la rete è attaccata alla nave e l'UAV manca, allora il drone colpisce la nave, mentre con il sistema SkyHook l'UAV vola parallelo alla nave, quindi se manca, vola semplicemente via per un'altra corsa."
Il drone ScanEagle è in servizio con le flotte di Stati Uniti, Canada, Malesia e Singapore; inoltre, negli ultimi anni ha preso parte a numerosi concorsi per verificare e valutare le prestazioni, compresi i test effettuati dalla marina britannica e più recentemente dalla marina australiana. Dal punto di vista di Insitu, il lancio da parte di operatori così noti sta sicuramente aiutando a far avanzare il mercato. “La domanda è piuttosto significativa e gran parte di essa è guidata dalle qualità uniche di ScanEagle. C'è molta concorrenza nel settore terrestre, ma da una prospettiva marittima, ci sono pochissimi veicoli in grado di lanciare e tornare in modo affidabile su una nave, ha continuato Duggan. “C'è un grande interesse per le flotte che guardano al sistema implementato da Stati Uniti, Canada e Singapore e altri, e ne valutano l'importanza da una prospettiva tattica. Questo sistema può essere di grande aiuto, in particolare, per quegli operatori che sono limitati nello spazio, hanno un solo hangar per elicotteri sulla nave, o non hanno spazio a bordo per ospitare un elicottero di coperta convenzionale. Anche se non disponi di un ponte per elicotteri, l'uso di un drone ScanEagle ti consente di ottenere di più da questa nave, nel senso che ora dispone di un aereo in grado di effettuare la sorveglianza aerea, rimanendovi fino a 15 ore. Con l'apparizione di un UAV a bordo, le capacità di questa nave di pattugliare la zona economica esclusiva, condurre operazioni di ricerca e soccorso, combattere la pesca illegale o le navi pirata vengono immediatamente ampliate. Ciò consente molte funzionalità aggiuntive di cui il comando della nave può trarre vantaggio, quindi è perfetto per navi più piccole, come corvette o motovedette, che non possono ospitare un elicottero.
Il Quadrocopter Phoenix-30 a decollo e atterraggio verticale è progettato per raccogliere informazioni per servizi militari, operativi e strutture civili
Una fotografia ad alta risoluzione scattata dall'eliporto Schiebel Camcopter S-100 viene trasmessa alla stazione di controllo in tempo reale
test
La tendenza, che ha interessato tutte le flotte e mirata ad aumentare il numero di navi più piccole con meno equipaggi, sta ampliando anche le capacità degli UAV con decollo e atterraggio verticale, di cui Schiebel non ha mancato di sfruttare con il suo S-100 Eliporto per videocamera. L'UAV S-100 è stato sottoposto a numerosi test in molte flotte, inclusi gli ultimi test della flotta australiana nel giugno 2015 e della flotta sudafricana nell'ottobre 2015. Le prove della Marina australiana si sono concentrate sulle capacità multisensore dell'S-100 per dimostrare come il sistema può essere efficacemente utilizzato per supportare la ricognizione marittima e costiera. Alla Marina australiana, ad esempio, è stato mostrato come una combinazione del drone S-100 e di tre sistemi principali, tra cui la telecamera L-3 Wescam MX-10 e i radar SAGE ESM e PicoSAR, possa espandere la copertura oltre l'orizzonte di navi e aumentare la consapevolezza della situazione.
Durante i test della flotta sudafricana, effettuati al largo delle coste del Sud Africa, l'eliporto Schiebel S-100 con il sistema SAGE ESM è stato lanciato dal ponte della nave da ricerca idrografica Protea al fine di dimostrare le capacità di questo UAV di svolgere compiti di ricognizione marittima e antipirateria (due principali aree di interesse per questa flotta). Al fine di ampliare la gamma dei suoi compiti, Schiebel sta lavorando per espandere la gamma di sistemi di bordo disponibili per l'S-100. I sensori di intelligence sono in grado di rilevare i radar di altre navi e quindi identificare potenziali minacce nell'area circostante. Chris Day, project manager UAV presso Schiebel, ha affermato che l'azienda è impegnata a offrire capacità avanzate in questo settore. “Abbiamo pilotato un paio di radar negli ultimi anni, ma non sono ottimizzati per le condizioni del mare, sono stati progettati per la terra e hanno capacità aggiuntive per funzionare in mare, ma questo potrebbe essere un compromesso troppo grande. Esistono diverse aziende che sviluppano radar molto leggeri e all'avanguardia progettati specificamente per gli ambienti marittimi. Selex è uno di questi, e continuiamo a collaborare con esso per testare nuovi radar, che ci daranno un raggio d'azione molto lungo e la capacità di monitorare contemporaneamente molti bersagli.
Nel giugno 2015, Schiebel ha anche collaborato con IAI ELTA Systems per dimostrare il sistema di intercettazione radio 3D ad alta frequenza (3-30 GHz) EL / K-7065 e geolocalizzazione (3D) a bordo dell'eliporto S-100. Il sistema EL / K-7065 fornisce una rapida marcatura e identificazione dei segnali ad alta frequenza, generando un elenco affidabile dei sistemi elettronici rilevati e delle loro coordinate precise, mentre l'antenna a onde corte di bordo che misura solo da 300 mm a 500 mm è ottimale per l'S-100 drone. “La realtà e il problema che stiamo affrontando è che alcuni individui o gruppi che operano in mare non vogliono che nessuno sappia cosa stanno facendo; Le loro navi non hanno radar e spesso non sono nemmeno fatte di metallo, il che le rende difficili da rilevare ", afferma Dey. “Pertanto, uno dei modi per identificare le minacce è intercettare i messaggi. Anche se hanno mezzi di navigazione molto primitivi, hanno comunque bisogno di comunicare, coordinarsi, quindi queste tecnologie di intercettazione delle comunicazioni e determinazione della posizione possono dare al comandante un indizio quando nessun'altra tecnologia funziona più ". Schiebel ha recentemente testato un motore a olio combustibile pesante per il suo S-100, nel tentativo di soddisfare le esigenze del mercato dei sistemi marini. Il nuovo motore, un motore commerciale a pistoni rotanti riprogettato, è progettato per affrontare il problema di un'ampia varietà di combustibili nei sistemi marini. Il nuovo motore sarà ora in grado di funzionare con carburanti JP-5 (F-44), Jet A1 (F-35) e JP-8 (F-34).
La versione da esportazione del drone AirMule, nota come Cormorant, è attualmente in fase di test.
Dal contenitore
Un approccio completamente nuovo è stato adottato da Lockheed Martin, che, nell'ambito dello sviluppo di un UAV marino di piccole dimensioni lanciato da un container, sta lavorando a una versione riconfigurabile del suo UAV ad ala pieghevole Vector Hawk. Il Vector Hawk UAV ha un peso al decollo di 1,8 kg e un profilo verticale di 101 mm; la sua configurazione può variare da un sistema ad ala fissa ad un sistema a decollo verticale o ad un convertiplano per soddisfare le diverse esigenze operative. L'azienda ritiene che questo sistema sia adatto come soluzione di pacchetto portatile, che include un aereo di tipo aeronautico per missioni standard e a lungo termine, un aereo ad ala pieghevole che può essere lanciato da una guida tubolare da terra o dall'acqua, un veicolo di decollo e atterraggio verticale e, infine, un apparato del tipo convertiplano. “Ciò su cui stiamo lavorando ha a che fare con i nostri sforzi per raggiungere la coerenza. Vogliamo un veicolo che abbia una fusoliera, avionica e sistemi di controllo, ma più opzioni di ala in modo che possa adattarsi dinamicamente a diversi tipi di missioni ", ha affermato Jay McConville, responsabile dello sviluppo aziendale per i sistemi senza pilota presso Lockheed Martin."Una di queste configurazioni di ala è un'ala retrattile, che è ottima per il lancio da un pod di lancio."
Il drone Vector Hawk può avere diverse configurazioni
Il lancio di container è un modo interessante per lanciare piccoli UAV e ha il potenziale per avere un sacco di applicazioni nell'area marittima. I vantaggi di questo metodo sono la capacità di lanciare veicoli da luoghi diversi con condizioni ambientali difficili. "Prendi il lancio di un veicolo da un container, dopo il lancio, viene distribuito in volo, rendendolo più facile per l'operatore", ha continuato McConville. - Anche il numero di luoghi da cui è possibile effettuare lanci è in aumento; Immagina di essere lanciato dall'acqua o dall'aria o in molti altri scenari, tutto ciò che l'operatore deve fare è impostare la sequenza dei comandi di avvio e il sistema farà fronte da solo alle condizioni ambientali in questo scenario. " Il drone Vector Hawk atterra allo stesso modo del diffuso Desert Hawk UAV, immergendosi bruscamente e poi stando dolcemente davanti al suolo o, nel nostro caso, all'acqua. Al fine di ridurre i carichi che agiscono sul drone durante l'atterraggio, il progetto prevede la sua suddivisione in parti; inoltre, tutte le parti hanno una riserva di galleggiamento e quindi possono essere prelevate dalla superficie e assemblate nuovamente in un unico apparato.
Man mano che il mercato degli UAV navali prende slancio, ci sono principi più chiaramente definiti per l'applicazione di questi sistemi. Tra i molti vantaggi disponibili sul mercato per i droni, i marinai sono alla ricerca dei sistemi che meglio si adattano alle loro esigenze e miglioreranno le capacità delle navi marine e manterranno i loro equipaggi al sicuro dai pericoli.
L'UAV AirMule di Tactical Robotics ha completato con successo il suo primo volo libero presso l'aeroporto israeliano di Megido nel dicembre 2015
L'UAV Clobal Hawk RQ-4B della US Air Force ha superato con successo la fase di test intermedia nel maggio 2015
