Scout di Datron / Aeryon Labs ha acquisito notorietà per essere stato utilizzato dai ribelli libici per la sorveglianza 24 ore su 24, 7 giorni su 7
Napoleone diceva che ogni soldato porta nello zaino un bastone da maresciallo. Nel prossimo futuro, almeno un soldato in ogni plotone potrebbe portare un piccolo aereo nello zaino che può decollare e atterrare in verticale e fornire un'immagine da dietro una collina vicina e anche di più, molti altri
Rinomato per i suoi progressi tecnologici, Darpa Advanced Research and Development (ADR) sta applicando "outsourcing di massa" per portare il furtivo drone da ricognizione a una vasta gamma di "comunità al di fuori del tradizionale processo di approvvigionamento DOD".
Nel maggio 2011, Darpa, in collaborazione con il Navy's Atlantic (SSC-Atlantic) Space and Naval Systems Center, ha annunciato un programma di competizione per il velivolo senza pilota UAVForge. Il compito era quello di creare "un UAV (Unmanned Aerial Vehicle) intuitivo e trasportabile nello zaino, che potesse volare silenziosamente dentro e fuori dallo spazio critico con l'obiettivo di condurre una sorveglianza costante fino a tre ore".
ARPA ospita da circa un anno un evento UAVForge aperto. L'idea principale: costruire un dimostratore pratico di un mini-UAV, adatto al trasporto di una persona e in grado di svolgere in modo più o meno autonomo compiti semplici. La caratteristica fondamentale è l'uso del “crowdsourcing” alla moda, quando un folto gruppo di persone che hanno espresso il desiderio di prendere parte al progetto è direttamente coinvolto nella valutazione delle idee e nella definizione delle direzioni di sviluppo utilizzando Internet.
Nell'estate del 2012, il test finale includeva un volo in rotta verso una determinata area al di fuori della linea di vista dell'operatore, le riprese (con trasmissione) da un determinato punto e il ritorno. Una descrizione più dettagliata è disponibile sul sito web. Il risultato è il seguente: nessuna delle squadre partecipanti è riuscita a soddisfare i requisiti del test finale, nessuno ha vinto il premio principale, sebbene tutte le squadre principali abbiano fatto diversi tentativi.
Quante viti (rotori)?
Un singolo rotore (o due rotori coassiali) ha lo svantaggio che il controllo dell'altitudine (e quindi della velocità di avanzamento) richiede una variazione ciclica del passo o una deflessione verso il basso del flusso d'aria. Viceversa, una disposizione a quattro rotori è facilmente controllabile variando la potenza fornita ai motori; le eliche anteriore e posteriore girano per controllare il beccheggio e le eliche sinistra e destra per controllare il rollio.
Il controllo dell'imbardata (deviazione dalla direzione di marcia) per le quattro eliche è un po' più complicato. Se, ad esempio, due eliche di beccheggio girano in senso orario e due eliche di sbandamento girano in senso antiorario, allora il momento di imbardata può essere creato applicando più potenza alla coppia di beccheggio e meno potenza alla coppia di sbandamento, o viceversa. Per ottenere stabilità longitudinale è possibile aggiungere un'unità di coda.
Il drone Dragonfly per condizioni urbane prodotto dalla società francese Sagem è basato sul Novadem NX110m; è stato mostrato per la prima volta all'Eurosatory 2010. A differenza della maggior parte dei quadricotteri, ha sensori all'interno del corpo
AR100-B dell'Airrobot tedesco ha un peso massimo al decollo di 900 grammi e un diametro di 102 cm. La durata del volo è superiore a 25 minuti, il dispositivo può funzionare con velocità del vento fino a 25 km / h
Il Tarkus da 2 kg di WB Electronics è progettato per supportare le forze speciali nelle operazioni urbane, incluso il suo utilizzo all'interno degli edifici. Lo sviluppo è stato finanziato dal Ministero della Difesa polacco
Durante i primi giorni del decollo e atterraggio verticale con equipaggio (50-60), si affermava che la portanza potesse essere notevolmente aumentata utilizzando flange "a campana" attorno alle prese d'aria, il flusso d'aria aspirata crea aspirazione su queste superfici curve. Tuttavia, i test sul campo su vasta scala hanno mostrato un aumento minore della portanza rispetto ai test di laboratorio.
Tuttavia, la portanza delle eliche è aumentata dalle carenature circostanti, che possono anche ridurre il rumore e fornire protezione alle eliche (e che colpiranno) in caso di impatto. Possono proteggere l'avionica e l'avionica dalle intemperie. D'altra parte, le carenature aggiungono ingombro, compromettono la portabilità e rendono più difficile l'accesso all'avionica.
Il quadricottero (veicolo a decollo verticale a quattro rotori) è neutro o instabile durante il beccheggio e il rollio, pertanto richiede un'unità di misurazione inerziale con accelerometri e giroscopi per misurare il movimento rettilineo e angolare e fornire indicazioni di direzione e posizione in aria. I segnali satellitari (di solito GPS) forniscono una navigazione più accurata per un lungo periodo di tempo.
Altre apparecchiature aeronautiche di solito includono un altimetro e un canale di comunicazione per ricevere comandi di navigazione e mira e trasmettere immagini.
I quadricotteri dominano la categoria dei piccoli droni a decollo e atterraggio verticale. Tuttavia, con i produttori di quadricotteri che si trovano ad affrontare la necessità di più carichi utili, sembra inevitabile che saranno più propensi a migliorare i progetti passando a modelli a sei rotori piuttosto che sviluppando quadricotteri più grandi.
La configurazione a otto rotori e otto motori (con 4 o 8 assi di rotazione) migliora ulteriormente il concetto e offre un utile grado di ridondanza. La controparte con equipaggio a grandezza naturale nel 1965 era il Dassault Mirage IIIV con otto motori di sollevamento, l'unico aereo da combattimento a decollo verticale in grado di sopravvivere a un guasto al motore durante il volo.
Sebbene progettato per uso civile, il Parrot AR Drone può trovare applicazioni militari nella formazione degli operatori di droni. L'immagine mostra il dispositivo senza cover protettiva per uso esterno.
Il drone di decollo e atterraggio verticale Asio di Selex Galileo, con un peso proprio di 6,5 kg, in una carenatura anulare completa di sistema di controllo a terra e pesa meno di 20 kg con il suo zaino. Il modulo sensore stabilizzato può essere montato sopra o sotto il rotore
Europa
Poiché l'America e Israele hanno formato una sorta di duopolio nel mercato dei grandi UAV, l'Europa ha buone ragioni per sviluppare piccoli modelli per il singolo soldato.
Nel 2005, l'Agenzia europea per la difesa ha lanciato un programma Mavdem (Miniature Air Vehicle Demonstration) da 4 milioni di euro, che mira a fornire una base per un drone zaino con un'apertura alare inferiore a 50 cm, una durata di volo di 30 minuti e una velocità di crociera di 20 m/s. …
Sono state prese in considerazione un gran numero di possibili configurazioni e nel 2007 è stato aggiudicato un contratto per un quadricottero proposto da un consorzio multinazionale tra cui la francese Onera (con Alcore Technologies come subappaltatore), l'italiana Oto Melara, la spagnola Sener e la norvegese Tellmie. Sono stati costruiti tre veicoli, che hanno superato i test di volo preliminari in Spagna nella prima metà del 2008, seguiti dai test finali in Norvegia pochi mesi dopo.
È interessante notare che il secondo contendente per il Mavdem era una configurazione di elicottero convenzionale con una fusoliera a bassa resistenza e un'unità sensore tra due eliche coassiali.
Sono state organizzate diverse competizioni di microdron rivolte ai principali centri accademici del mondo. Uno di questi centri di eccellenza è il centro nazionale dell'aviazione civile francese Enac (Ecole Nationale de l'Aviation Civile), che ha risultati eccezionali in questo tipo di competizione. Tra le realizzazioni del Centro Enac: vincere il concorso per il microdron europeo Emav (European Micro Aerial Vehicle) a Braunschweig nel 2004, il French Challenge DGA (Delegation Generale pour l'Armement) nel 2009 e l'Imav (International Micro Air Vehicle) concorso a Braunschweig nel 2010 anno.
Una delle chiavi del successo di Enac è stato il sistema elettronico di controllo del volo Paparazzi. Il sistema è stato applicato a una varietà di droni ad ala fissa o velivoli ad ala rotante, incluso Spy'Arrow di Thales. Per Imav 2010, il sistema Enac è stato utilizzato in un quadrirotore Blender con un'apertura alare di 32 cm e un peso di 330 g.
All'Eurosatory 2010, Sagem ha presentato un nuovo quadrirotore da combattimento urbano chiamato Dragonfly, basato sul NovademNX110m.
All'Eurosatory 2014, Thales ha presentato il suo nuovo UAV VTOL chiamato Infotron IT180.
La società con sede a Parigi Parrot, meglio conosciuta per il suo AR Drone, ha portato i quadricotteri alle masse. Con un prezzo di circa $ 500, AR Drone è controllato in modalità wireless tramite Wi-Fi da dispositivi portatili Apple iPhone o iPod Touch e trasmette video in streaming dalle sue fotocamere ai display.
Il Parrot AR Drone pesa 400 grammi con il suo involucro protettivo (per uso interno), che forma un quadrato con un lato di 52 cm. Funziona su un sistema operativo basato su Linux, ha un processore da 486 MHz, un controllo integrato, un altimetro ad ultrasuoni, un accelerometro a tre assi, un oroscopo di passo/rotazione a due assi e un oroscopo di rotta a sei assi. È alimentato da tre batterie ai polimeri di litio da 11, 1 Volt e 1000 mAh. Quattro motori da 15 watt accelerano le eliche a 3500 giri/min. La durata del volo è di 15 minuti, la velocità massima è di 18 km/h, mentre l'UAV non può volare con un forte movimento d'aria (vento).
La ricarica delle batterie senza l'intervento umano può rendere più facile il viaggio di andata e ritorno. Ibis UAV di Oto Melara viene caricato dal robot di terra Praetor della stessa azienda
Nell'agosto 2013, Israel Aerospace Industries ha mostrato il suo minidron Ghost da 4 kg con eliche in tandem. Esternamente simile al Chinook in miniatura, il Ghost ha una durata di volo di 30 minuti e una velocità massima di 65 km/h.
Uno degli sviluppi di droni più interessanti è il nanodron Hummingbird di Aerovironment, finanziato da Darpa; pesa solo 19 grammi con una videocamera
Uno dei leader in Germania in questo settore è Ascending Technologies (Asctec). Un drone di Asctec è stato utilizzato come piattaforma da Enac nel DGA Challenge 2009, i droni Asctec Pelican sono utilizzati nel programma US Army Mast e Asctec Hummingbird è utilizzato presso l'ETH (Federal Technical Academy) di Zurigo. Asctec attribuisce il suo successo alla stabilità fornita dall'elevata frequenza di aggiornamento (1000 Hz) della sua unità di misura inerziale e ai componenti elettronici ottimizzati per l'applicazione sviluppati dalla stessa Asctec.
Al vertice della gamma di quadricotteri di Asctec c'è il 5195 Euro Pelican, che misura 50 x 50 cm, pesa 750 grammi, con una batteria ai polimeri di litio da 11, 1 volt e 6000 mAh che fornisce tempi di volo da 15 a 25 minuti. Specializzato in fotografia, l'Asctec Falcon 8 controllato da GPS, del valore di 10.499 euro, ha otto rotori disposti a forma di V attorno alla fotocamera, che gli consentono di volare nella direzione opposta cambiando l'angolo di inclinazione senza girare. Falcon 8 può operare con venti fino a 10 m/s.
Altri modelli tedeschi includono il Sensocopter da 900 grammi di Diehl BGT Defense e AR100-Band di Airrobot e la serie Microdrone md4, il più pesante dei quali pesa 5,55 kg, l'md4-1000. Rheinmetall Kolibri 60 del peso di 1,6 kg è progettato specificamente per il potenziale mercato militare. EMT Penzberg Fancopter che pesa 1,5 kg è insolito in quanto ha due eliche coassiali.
L'Italia ha mantenuto il tradizionale schema elicotteristico nell'Ibis UAV da Oto Melara del peso di 14 kg. Può ricaricare la batteria quando si sale a bordo del Praetor UGV (veicolo terrestre automatico) della stessa compagnia. L'Asio da 6,5 kg e lo Spyball da 2 kg di Selex Galileo sono praticamente unici in quanto sono veicoli a decollo verticale ad azionamento elettrico in una carenatura ad anello.
Il Tarkus polacco da 2,0 kg di WB Electronics è stato sviluppato per operazioni speciali nelle aree urbane. Alla fiera Idef 2011, l'azienda turca Atlantis UVS ha mostrato il suo quadricottero Aero Seeker AES-405. È stato riferito che il mini-elicottero Malazgirt da 12 kg di Baykar-Makina è già in servizio.
Nell'agosto 2011, Insitu ha annunciato il suo drone Inceptor da 1,1 kg alla Air Law Enforcement Conference a New Orleans. Costa circa $ 50.000, che è lo stesso di una normale macchina della polizia di pattuglia.
Per la prima volta in ambito internazionale alla conferenza AUVSI 2011 a Washington, ha debuttato il drone cinese da 1,5 kg Shenzhen di AEE Technology F50, che ha una durata di volo di 30 minuti e una velocità massima di 100 km/h
Nella foto qui è il risultato di quattro anni di ricerca nell'ambito del programma Stealthy Continuous Surveillance (SP2S) di Darpa. L'UAV Shrike di Aerovironment del peso di 2, 27 kg è in grado di librarsi per 40 minuti o girare diverse ore di video
Stati Uniti d'America
Nell'ambito del programma di controllo Darpa chiamato Nav (Nano Air Vehicle), Aerovironment ha sviluppato droni in miniatura che possono librarsi e volare utilizzando le ali per il sollevamento, la propulsione e il controllo del volo. Il veramente notevole Aerovironment Hummingbird pesa solo 19 grammi con videocamera e trasmettitore/ricevitore.
L'US Army Lab guida il consorzio Mast (Micro Autonomous Systems and Technology) per sviluppare piattaforme e avionica per UAV in grado di atterrare e monitorare, installare sensori a terra e cercare edifici e grotte alla ricerca di persone e dispositivi esplosivi.
Insitu di Boeing ha recentemente mostrato l'Inceptor da 1,1 kg, che è un elicottero tradizionale con una durata di volo di 20 minuti e una velocità massima di 55 km / h.
Forse il quadricottero più famoso delle Americhe è lo Scout da 17 kg di Datron / Aeryon Labs, che ha gareggiato nella parte marittima dell'Empire Challenge 2011 in North Carolina. Attualmente, questo design avanzato presenta componenti a scatto facilmente intercambiabili e pale dell'elica composite, e recentemente questo drone ha fatto tutti i titoli (vedi prima foto). Scout è stato utilizzato anche dai ribelli libici nella loro lotta contro il regime di Gheddafi.
Tialinx è specializzato nello sviluppo di droni multi-rotore con radar in miniatura a banda ultra larga, i suoi prodotti includono il Phoenix40-A a sei rotori e il Phoenix50-H a otto rotori (quattro assi), entrambi con un peso inferiore a 4,5 kg.
Nel luglio 2011, l'Agenzia americana per i progetti di ricerca avanzata IARPA ha annunciato una conferenza di candidati per il programma Great Horned Owl (GHO). L'obiettivo di questo programma è sviluppare droni silenziosi con tempi di volo più lunghi rispetto ai sistemi più piccoli con pacchi batteria.
Il resto del mondo
I piccoli droni a decollo verticale sono sviluppati in un'ampia varietà di paesi: il Brasile ha un Gyrofly Gyro 500 da 1,5 kg, il Canada ha la serie Draganfly Innovations Draganflyer, la Cina ha Dragonfly dalla Cina Electronic Trading, Israele 4.0 kg Ghost 44 da IAI, Russia 1, Uno Zala Aero 421-21 a sei rotori da 5 kg e Taiwan ha un Gang Yu AI Rider a sei rotori da 1,45 kg. L'Istituto di ricerca tecnologica del Ministero della difesa giapponese sta lavorando a una "palla volante" (rotori in un alloggiamento).
Gli israeliani hanno avuto maggior successo nella creazione di UAV militari di vario tipo, dai droni di sorveglianza ai droni d'attacco. I programmi di attacco israeliano dei droni hanno un governo e un supporto finanziario sufficienti. Simon Ostrovski, giornalista del portale Internet internazionale VICE.com, ha visitato una base aerea israeliana, dove vengono testati gli ultimi UAV sviluppati localmente…
Forse degna di attenzione da parte dell'intera gamma di droni del "resto del mondo" è la serie canadese Draganflyer, di cui 8000 unità sono state vendute in tutto il mondo. Dopo l'X4 a quattro rotori da 980 grammi e l'X6 a sei rotori (su tre assi) da 1,5 kg, al vertice della gamma di modelli c'è il Draganflyer X8 da 2,7 kg, che ha una capacità di carico di un chilogrammo, ha una batteria da 14,8 volt e 5200 mAh, azionata da otto motori, otto rotori (su 4 assi).
Un drone che può librarsi tranquillamente e guardare fuori dalla finestra dello Studio Ovale per un'ora e che è monitorato fuori dalla linea di vista, è ancora una questione di futuro. Ma alla fine, chiunque può avere un drone che decolla verticalmente, monitora la sua altitudine con un semplice altimetro barometrico e trasporta la fotocamera lungo un percorso a più punti determinato dal GPS. Tali UAV sono offerti non solo nei normali negozi, ma già su Internet a prezzi abbastanza ragionevoli. Basta controllare le normative di volo del tuo paese per i modelli di aeroplani!
