La vigilància marítima aèria, el reconeixement i la recopilació d’informació, així com les missions de patrulla, tradicionalment s’han dut a terme ja sigui per avions multimotors especialitzats de llarg abast dissenyats específicament per a vols llargs sobre el mar o per plataformes comercials adaptades per a aquestes tasques. Aquests avions solien utilitzar-se per controlar àrees extenses de la superfície del mar, inclosos els de navegació i altres activitats al llarg de vies de comunicació crítiques i en zones econòmiques exclusives (ZEE).
No obstant això, el cost d’adquirir i operar plataformes tripulades imposa una càrrega insuportable per a molts països i les respectives forces aèries i navals i, per tant, diverses estructures de seguretat marítima poden tenir problemes per dur a terme un control sistemàtic de les aigües sobiranes per manca de fons. i un petit nombre de sortides.
La necessitat d’una alternativa assequible als avions de reconeixement naval tripulats contribueix inevitablement al creixent interès de molts països pels sistemes aeris no tripulats terrestres i marítims (UAS), especialment aquells amb grans ZEE i fronteres comunes protegides. Alhora, altres països volen tenir a bord sistemes de sensors capaços d’augmentar la consciència de la situació dels vaixells civils i militars desplegats proporcionant la informació necessària.
Els UAS moderns, especialment els avions no tripulats de mitjana i alta alçada amb una llarga durada de vol (categories MALE i HALE), s’han demostrat bé com a plataformes de reconeixement i d’atac en suport de les operacions terrestres, que presenten característiques com ara el llarg abast, la llarga durada de la missió i la capacitat de transportar càrregues objectiu del sensor. Tot i que es requereix que aquestes plataformes tipus avió llancin i aterrin a terra, les seves capacitats inherents, tanmateix, atreuen la comunitat marítima que busca un mitjà per observar grans àrees.
A l’altre extrem de l’espectre hi ha UAV de tipus avió VTOL més petit, que també han tingut una acceptació generalitzada en els darrers anys. Aquests equips regulars de vigilància i reconeixement es poden llançar i retornar ràpidament, recopilant informació a petició per garantir el funcionament dels vaixells.
Plataformes de classe MASCULÍ
Com en el cas dels avions de patrulla tripulats d’aviació costanera, la capacitat de recórrer distàncies llargues i patrullar durant llargs períodes de temps és una qualitat important dels UAS polivalents de la classe MALE adaptables per a aquestes tasques. Els desenvolupadors també han identificat altres característiques desitjables, inclosa una gran càrrega útil, que us permetrà portar tant sistemes de comunicació de llarga distància com equips a bord de diversos tipus.
L’empresa israeliana Elbit Systems promou una versió especialment configurada del seu UAV Hermes 900 MALE, que opera almenys vuit operadors. L'avió, utilitzat principalment en operacions de vigilància terrestre, és capaç de rebre càrregues objectiu tant de disseny propi com de tercers.
Segons l’empresa, l’Hermes 900, amb un pes màxim d’enlairament d’aproximadament 1180 kg i una envergadura de 15 metres, pot portar fins a 350 kg d’equip objectiu, inclosos 250 kg al compartiment intern de 2,5 metres de llargada. En una configuració marina, l’avió es pot equipar amb un radar de vigilància marí especialitzat, un sistema d’identificació automàtica i un sistema estabilitzat de sensors optoelectrònics / infrarojos i equips de reconeixement i guerra electrònics.
Elbit Systems va assenyalar que la seva estació de control de terra universal pot oferir un mode de control simultani de dos UAV mitjançant dos canals de transmissió de dades redundants. La companyia afirma que això té un efecte positiu en la utilització del sistema, estalvia recursos humans i costos operatius. El dron també es beneficia de la integració d’un sistema de comunicació de llarga distància sobre l’horitzó basat en un canal de satèl·lit i de la integració del sistema de control automàtic marítim propietari d’Elbit System.
Haji Topolanski d'Elbit Systems va dir:
“Tot i que l'Hermes 900 s'enlaira i aterra només a terra, el control del mateix UAV i el funcionament dels seus sensors es poden integrar al sistema de comandament i control del vaixell. Això permet als vaixells rebre informació de reconeixement dels UAV en temps real i utilitzar-la a la seva discreció.
Des de l'abril de 2019, a petició de l'Agència Europea de Seguretat Marítima, s'han utilitzat drons Hermes 900 per patrullar zones marítimes. Islàndia va ser el primer país a utilitzar aquest servei. Segons Elbit Systems, les autoritats marítimes islandeses han identificat l’Hermes 900 com l’aeroport oriental d’Egilsstadir, des del qual pot cobrir més de la meitat de la ZEE del país. Aquesta unitat també s'ha modificat per suportar els forts vents i les condicions de gel inherents a l'Atlàntic Nord.
“És obvi que un UAV tipus avió naval, que opera des d’una base costanera i es controla des d’una estació terrestre, hauria de tenir un rendiment i una càrrega objectiu diferents als d’un sistema d’observació terrestre. En particular, la necessitat de reconeixement d’àmplies zones dicta la integració d’un potent radar multimode amb imatges per detectar i classificar objectes a llarg abast i sistemes OE / IR de llarg abast a alta resolució per a la identificació i la imatge positives."
- va explicar Topolanski.
"A més, els canals de transmissió de dades de línia de visió i un canal per satèl·lit per a comunicacions fora de l'horitzó s'estan integrant als LHC marins. El fet que un dron marí de vegades hagi de baixar per identificar positivament objectes amb l'ajut de la seva estació de vigilància i volar per sota de l'horitzó de radiofreqüència augmenta la importància del canal de banda ampla fora de l'horitzó ".
Mentrestant, Israel Aerospace Industries (IAI) ha lliurat versions navals del seu UAV Heron 1 MALE a les flotes índies i israelianes.
El dron Heron 1 desenvolupat per la seva divisió Malat té un pes d’enlairament de 1100 kg i una càrrega útil de fins a 250 kg. La seva càrrega útil estàndard és la càrrega útil estabilitzada multi-missió Optronic de IAI Tamam, que inclou una càmera d’alta resolució, una càmera d’infrarojos i un punter làser / telemetre.
Segons l’empresa, l’avió funciona amb un motor Rotax 914 de quatre temps d’1, 211 cc que gira una hèlix empenyedor de dues pales i pas variable que desenvolupa fins a 100 CV. potència màxima contínua a altituds de fins a 4500 metres. Això permet vagar a una velocitat de 60-80 nusos i assolir una velocitat màxima de fins a 140 nusos amb una durada de vol de fins a 45 hores, depenent de la càrrega de transport. Un canal de transmissió de dades de línia de visió en una versió mòbil o estacionària proporciona control en un radi d’uns 250 km, tot i que en instal·lar un kit de comunicació per satèl·lit l’abast s’incrementa fins als 1000 km.
Els enginyers de IAI assenyalen que l’Heron 1 té dos compartiments de càrrega interns amb un volum total de fins a 800 litres: els compartiments de proa i centre amb un volum de 155 i 645 litres, respectivament.
La distància des del punt més baix del fuselatge a terra és de 60 cm, cosa que permet equipar el dispositiu amb càrregues externes objectiu, mentre que la generació d’energia a bord de fins a 10 kW dóna a la plataforma el potencial d’actualitzacions i també permet la instal·lació de sistemes potents, per exemple, el radar de vigilància marítima IAI Elta EL. / M-2022U o radar de vigilància modular per al reconeixement d’objectius EL / M-2055 en moviment terrestre.
Segons el manual de Jane C4ISR & Mission Systems - Air, el radar de vigilància marina EL / M-2022 pot rastrejar una gran varietat d’objectius a distàncies de fins a 200 milles nàutiques. Quan s’utilitza en mode de radar de síntesi d’obertura inversa, el radar és capaç de capturar objectes sospitosos i determinar-ne el tipus.
A més de l'estació de vigilància estàndard i el radar marí, el naval Heron 1 també pot portar sistemes d'intel·ligència electrònica, per exemple, els sistemes IAI Elta ELK-7071 o ELK-7065. El cicle típic de detecció i identificació d’objectes superficials sospitosos comença amb la detecció d’objectius, després dels quals s’activen els sistemes electrònics de reconeixement per determinar la direcció i la pertinença de l’objecte a través del sistema d’identificació automàtica, i durant l’aproximació posterior, l’estació de reconeixement d’espècies és s’utilitza per a la verificació visual.
Plataformes HALE
"El cim del pensament tècnic en el camp dels UAV marins és el dron de reconeixement MQ-4C Triton de la Marina dels Estats Units de la categoria HALE (vol de llarga durada a gran altitud), que està previst que estigui llest per al servei a l'abril de 2021 i complet -la producció a escala començarà dos mesos després ".
El dron MQ-4C Triton desenvolupat per Northrop Grumman té una longitud de 14,5 metres i una envergadura de 39,9 metres, un abast declarat de 2.000 milles nàutiques i una durada de vol de fins a 24 hores. El dron es va desenvolupar sobre la base de la versió naval del bloc 30 RCMN del dron RQ-4 Global Hawk de la Força Aèria dels EUA com a part del programa demostrador de vigilància marítima de l’àrea àmplia per tal de proporcionar a la flota un seguiment continu de les zones marítimes.
Tot i que el disseny bàsic del MQ-4C és molt similar al RQ-4B, encara presenta modificacions significatives destinades a optimitzar el rendiment per a missions superficials a llarg termini. Per exemple, l’avió comptarà amb un control actiu del centre de gravetat del sistema de combustible, un radom de l’antena millorat amb major resistència i aerodinàmica millorada, un sistema d’entrada d’aire antigel, així com una estructura d’ala reforçada amb protecció contra les ràfegues d’aire, entrada de calamarsa i aus, protecció contra llamps i un fuselatge reforçat per augmentar la càrrega objectiu interna … Juntes, aquestes millores permeten que el UAV MQ-4C baixi i pugi si cal, cosa que és necessària per comprovar els vaixells i altres objectes al mar.
Sota el fuselatge, s'instal·la el principal radar de cerca marítima AN / ZPY-3 de la banda X amb una matriu d'antena activa per fases, en què l'escaneig electrònic es combina amb una rotació mecànica de 360 ° en azimut. Northrop Grumman diu que la durada del vol del MQ-4C i el radi de cobertura del sensor ZPY-3 permeten al MQ-4C inspeccionar més de 2,7 milions de peus quadrats en un sol vol. milles. El radar es complementa amb l’estació de sensor MTS-B Raytheon AN / DAS-3, que proporciona imatge de dia / nit i vídeo d’alta resolució amb seguiment automàtic d’objectius, així com el sistema de reconeixement electrònic AN / ZLQ-1 de Sierra Nevada Corporation.
Mentre el dron encara està en desenvolupament, el govern australià s’ha compromès a comprar dues plataformes MQ-4C per a la Força Aèria del país pel projecte Air 7000 Phase IB. Es preveu que el primer avió entri a la força aèria a mitjan 2023. A finals del 2025, es preveu desplegar la compra de sis plataformes per valor de 5.000 milions de dòlars a la base de la força aèria d’Edimburg, al sud d’Austràlia.
El govern dels Estats Units també va aprovar la venda de quatre drons MQ-4C a Alemanya l'abril de 2018 per 2.500 milions de dòlars. Els avions sota la designació local Pegasus (Sistema de Vigilància Aerotransportada Alemany Persistent) s’han de modificar d’acord amb els requisits nacionals.
TANC DE VAIXELL
Els drons a bord de vaixells o de coberta han cridat l’atenció dels militars en els darrers anys. En destaquen els coneguts complexos, per exemple, l'avió tipus ScanEagle desenvolupat per Boeing-lnsitu i l'helicòpter Fire Scout de Northrop Grumman, desplegat per la Marina dels Estats Units. Al mateix temps, el grup Boeing-lnsitu també va lliurar el vehicle alat Integrator al Cos de Marines sota la designació RQ-21A Blackjack.
Amb el dèficit d’espai existent a les cobertes de la majoria de vaixells moderns, l’interès pel LHC amb enlairament i aterratge verticals, aparentment, només augmenta en altres flotes. Per exemple, l’empresa suïssa UMS Skeldar vol reproduir el seu èxit recent amb el seu nou aparell rotor V-200B, que va ser comprat per les flotes canadenca i alemanya.
La plataforma més nova de la companyia, el V-200 Block 20, amb un pes d’enlairament de 235 kg, té un fuselatge de 4 metres, que probablement està format per fibra de carboni, titani i alumini; està equipat amb una hèlix de dues pales amb un diàmetre de 4,6 metres, un compartiment ventral i un tren d’aterratge de dos esquís no retràctil. El dron UMS Skeldar té una velocitat màxima de 150 km / hi un sostre de servei de 3000 metres.
Les millores al motor i al sistema de gestió de combustible han reduït el pes en 10 kg en comparació amb el model anterior V-200B, alhora que augmenten el temps de vol a 5,5 hores amb una càrrega objectiva de 45 kg o més reduint el temps passat a l’aire. Altres millores inclouen un nou enllaç de dades, una actualització de la configuració elèctrica del vehicle i un sistema de vuit càmeres per a la detecció i abastament visual que pot rastrejar objectius de fins a 20 milles en cada direcció. També es pot equipar amb antenes de matriu per fases que permeten a l’operador transmetre imatges en temps real.
El V-200, va dir un portaveu d'UMS Skeldar, "inclou un motor de combustible pesant Hirth Engines que pot funcionar amb combustibles Jet A-1, JP-5 i JP-8, un dels principals beneficis per a la indústria marítima".
"La configuració del motor de dos temps també proporciona un llarg MTO juntament amb la seguretat addicional d'aterratge i enlairament en un entorn on els combustibles convencionals estan prohibits, tots ells molt importants per a les operacions marítimes".
Segons ell, la plataforma V-200 requereix menys manteniment material i tècnic i té una flexibilitat funcional comparable a les opcions del tipus d’avions i helicòpters de la mateixa categoria de pes. "L'UAV V-200 és compatible amb l'estàndard STANAG-4586, que pre-qualifica la UAC per a ús militar i integració amb altres sistemes", va afegir. "També vam pensar bé sobre la fàcil integració amb diversos sistemes de gestió de batalla, inclòs el sistema de combat naval Saab 9LV, que proporciona capacitats de comandament i control per a plataformes marines de totes les mides, des de vaixells de combat i patrulles fins a fragates i portaavions".
Mentrestant, l’empresa austríaca Schiebel ha desenvolupat un helicòpter Camcopter S-100 UHC, equipat amb una hèlix de dues pales amb un diàmetre de 3,4 metres i amb un fuselatge de fibra de carboni racionalitzat amb unes dimensions de 3, 11x1, 24x1, 12 m (longitud, amplada, alçada, respectivament).
El dispositiu amb un pes màxim d’enlairament de 200 kg pot transportar fins a 50 kg de càrrega juntament amb 50 kg de combustible. El motor rotatiu permet volar a velocitats de fins a 102 km / h amb un pràctic sostre de 5500 km. Amb una massa útil de 34 kg, la durada del vol és de 6 hores, però amb la instal·lació d’un dipòsit de combustible extern, augmenta fins a 10 hores.
Segons Schiebel, una càrrega útil típica de vigilància marina inclou l'estació optoelectrònica L3 de Harris Wescam, la càmera Overwatch Imaging PT-8 Oceanwatch per escanejar grans àrees i detectar objectes petits i un receptor de reconeixement automàtic.
"La plataforma S-100 és ideal per a entorns marins a causa de la seva logística i mida mínimes", va dir un portaveu de la companyia. "La seva mida compacta i el seu pes lleuger fan que es pugui maniobrar, emmagatzemar i reparar fàcilment en hangars de vaixells … un hangar típic de fragata pot allotjar fins a cinc drons S-100 juntament amb un helicòpter tripulat de grans dimensions". La plataforma també s'ha integrat amb 35 tipus diferents de vaixells, amb més de 50.000 hores de vol.
L'helicòpter Camcopter S-100 es va comprar amb el programa Australian Navy Minor Project 1942, que té com a objectiu satisfer les necessitats de la flota del país per a una UHC intermèdia. A més, segons un programa separat, es seleccionarà un UAV adequat per a la integració amb 12 vaixells de patrulla costaners, els dos primers dels quals es construeixen a les drassanes d'ASC. A continuació, es seleccionarà un altre tipus de drone per equipar nou fragates del projecte Hunter, que es construiran per a la Marina australiana.
Schiebel va anunciar el novembre de 2015 que havia acabat de provar un motor de combustible pesant per a l'helicòpter Camcopter S-100. La modificació del sistema de propulsió S-100 basat en un motor de pistó rotatiu comercial ha comportat una reducció de pes a causa de la modernització del sistema d’escapament, una nova unitat de control del motor i noves bateries. El motor permet al S-100 utilitzar combustible JP-5, que té un punt d’inflamació més alt que la gasolina d’aviació.
L’empresa modernitza la plataforma S-100 principalment amb la mirada posada en la interacció (interacció) de les plataformes tripulades i deshabitades i el lliurament a l’última secció. A l’abril de 2018, es va anunciar que col·laborava amb Airbus Helicopters en una demostració conjunta amb l’helicòpter tripulat H145 i l’UAV S-100. Segons Schiebel, es va instal·lar una estació de control terrestre per al dron a bord de l’H-145, cosa que permetia assolir la interoperabilitat de nivell 5 transferint el control complet del dron a l’operador a bord de l’helicòpter, inclosos el llançament i el retorn.
Noves càrregues objectiu
Les noves càrregues objectiu per als UAV amplien la gamma de tasques dels UAV navals i van més enllà de les operacions de reconeixement i observació. Per exemple, L3 Harris està desenvolupant el SDS (Sonobuoy Dispenser System), dissenyat per reutilitzar ràpidament diversos tipus d’avions per a missions antisubmarines.
SDS aprofita l'experiència de crear sistemes pneumàtics SRL (Sonobuoy Rotary Launch) i SSL (Sonobuoy Single Launch) per als avions de patrulla polivalents antisubmarins i anti-vaixells de Lockheed Martin P-8A Poseidon.
L'SDS es basa en el tub de llançament modular (MLT), que la companyia descriu com "una estació de llançament individual per llançar una boia de mida A des d'un contenidor de llançament LAU-126 / A estàndard". La companyia també ha desenvolupat un kit de llançament de tàndem de modernització que permet al contenidor LAU-126 / A de mida A acceptar boies de dues mides F o G.
MLT és un sistema de càrrega extern amb un pany de baioneta rotatiu per fixar una boia amb un pes mort d’aproximadament 4,5 kg. Està equipat amb un sensor de presència de boia per garantir una captura i un llançament segurs; les boies s’expulsen sota una pressió de càrrega al sistema de 70 a 105 kg / cm2.
Segons L3 Harris, el sistema SDS pot consistir en qualsevol nombre de rails MLT, un disparador pneumàtic de càrrega a terra i una unitat de control electrònic amb una interfície universal de tipus 1/2 sobre una interfície MIL-STD-1760. Tots aquests components es poden integrar en un contenidor extern dedicat.
La companyia veu un interès creixent al món pels UAV per a patrulles marítimes de llarg i llarg termini com un substitut assequible per a avions de patrulla cars, per exemple, els avions P-8A. Tot i això, observen les possibles limitacions del concepte SDS, ja que els avions antisubmarins, com el R-3 i el R-8A, poden transportar 87 i 126 boies, respectivament.
"És impossible carregar un sistema SDS en vol, a diferència d'un avió tripulat, de manera que idealment veiem molts drons equipats amb SDS treballant junts en grups o ramats per crear una solució acceptable a partir d'un nombre suficient de boies de sonar".
Uttra Electronics també està desenvolupant el seu propi concepte de caiguda SMP (Sonobuoy Mission Pod), que ofereix per a avions no tripulats i tripulats.
Segons la companyia, el SMP es pot muntar en un punt de suspensió MIL-STD-2088 extern, que permetria remodelar les plataformes existents per a missions antisubmarines. El sistema SMP pot allotjar de 25 a 63 boies de les mides G i F per allotjar plataformes petites i grans.
El sistema està dissenyat per funcionar a altituds de fins a 10 km a velocitats de vol de fins a 150 nusos. Pot deixar caure boies a intervals de 2,5 segons i és compatible amb diversos models de boies ultra electròniques, incloent ALFEA (electroacústica activa de baixa freqüència activa) i HIDAR (rang dinàmic alt instantani) i mini-HIDAR.
Tot i que els LHC terrestres són força habituals en l’actualitat, l’ús d’aquests sistemes en l’àmbit marítim s’està produint a una escala menor avui en dia. Tanmateix, la situació sembla canviar gradualment, ja que les flotes, els guardacostes i altres estructures de seguretat marítima comprenen cada cop més l’eficàcia dels drons MALE i HALE que poden complementar les plataformes tripulades en patrulles marítimes i altres operacions o, si és possible, que s’utilitzin com a fons separats..
Hi ha un interès creixent per les capacitats establertes de patrulla aèria per a vaixells marins, però encara queden diversos problemes per resoldre. Per exemple, en vaixells més petits no hi ha prou espai a la coberta, l’ús d’aquest avió juntament amb helicòpters amb tripulació sol limitar-se a la situació “o bé”, quan el procés de llançament i recuperació ha de ser acuradament cronometrat i acordat a ordenar que els drons es mantinguin a l’aire no més del necessari mentre s’espera que la coberta s’esborri. També és difícil recuperar plataformes danyades quan la coberta està ocupada i no es pot buidar a causa d’una emergència.
