Llibertat no tripulada
L’empresa analista Teal Group prediu un augment significatiu de la producció de vehicles aeri no tripulats (UAV), a causa de la seva adopció generalitzada i d’un fort augment de la demanda d’avions d’atac de nova generació en els propers deu anys més o menys.
En la seva última investigació de mercat, publicada el novembre de 2017, la companyia calcula un augment de la producció anual d’UAV de 4,2 mil milions de dòlars (en endavant, si no s’especifica, tots els indicadors financers són en dòlars) el 2017 a 10,3 mil milions de dòlars. El 2026, amb despeses totals per aquest període d’uns 80.500 milions de dòlars, mentre que la despesa en investigació militar en aquest sector augmentarà aquesta xifra en altres 26.000 milions de dòlars.
"L'augment de la demanda de sistemes a gran altitud a llarg abast, de drons armats, el desenvolupament de sistemes no tripulats de combat de nova generació i noves àrees com la defensa antimíssils continuen impulsant el mercat", va dir Philip Finnegan, coautor del grup Teal estudiar.
El coautor de l’estudi, Steve Zaloga, va dir que esperaven que els EUA gastin el 57% de la despesa mundial en investigació, desenvolupament i proves d’aquestes tecnologies i aproximadament el 31% de les compres mundials de drons militars. Va afegir que les xifres relativament grans es deuen al focus en sistemes cars i grans del mercat nord-americà, tot i que el creixement en altres regions, com l'Àsia-Pacífic, és més ràpid. En la seva enquesta de mercat global d'abril, les estimacions de Global Market Insights (GMI) coincideixen en gran mesura amb les expectatives de Teal. Estima que la mida del mercat mundial el 2016 serà de 5.000 milions, però espera que el volum anual del mercat arribi als 13.000 milions abans, el 2024. Tot i que les flotes militars d'UAV creixen a tot el món, els Estats Units segueixen operant el 70 per cent del nombre total de vehicles. Segons GMI, les ordres militars van portar a la indústria més del 85 per cent dels ingressos totals el 2016 i la venda d’avions domèstics tipus helicòpter el mateix any va suposar més del 65 per cent dels ingressos totals de la indústria.
Creixement explosiu
GMI prediu una taxa de creixement anual composta (CAGR) superior al 12 per cent del 2017 al 2024 i una mida de flota de més de 18.000 unitats al final d'aquest període, tot i que no està clar què significa "peces", un sol vehicle o sistemes no tripulats, que poden incloure diversos dispositius. Pel que fa a la regió Àsia-Pacífic, s'espera que el mercat mostri un CAGR del 17% aproximadament durant el mateix període.
Altres tendències esperades inclouen un CAGR del mercat dels UAV híbrids (una combinació d’enlairament vertical i aterratge amb vol horitzontal) superior al 15% i un CAGR del mercat autonòmic dels UAV de més del 18%, segons GMI.
L’atractiu de l’enlairament i l’aterratge vertical és evident, sobretot si els vehicles poden enlairar-se i aterrar automàticament, ja que es fa més fàcil treballar amb UAV en espais reduïts i des de posicions amagades, el procés de llançament i retorn es simplifica, una àrea més petita és obligatori, etc. Tanmateix, com en el cas dels avions tripulats, l’enlairament i l’aterratge vertical sempre limiten la velocitat, el rang de vol i la capacitat de càrrega.
Estan entrant al mercat solucions híbrides de diversos tipus, moltes de les quals combinen una hèlix accionada per un motor de combustió interna per creuar i quatre o més hèlixs muntades verticalment per a modes de vol verticals. Els dissenys més avançats i complexos utilitzen solucions com ara ales giratòries, hèlixs d'inclinació o tracció, o fins i tot aterratges de cua per minimitzar la pèrdua de càrrega útil a causa de l'addició d'un sistema de propulsió addicional que no s'utilitza en la majoria d'aplicacions.
El concepte "UAV autònom" és una mica imprecís, però, la majoria dels dispositius produïts avui en dia tenen un o altre nivell d'autonomia, poden volar en rutes preprogramades, seguint punts intermedis i utilitzar automàticament modes d'emergència, per exemple, a cas de pèrdua de comunicació o descàrrega de la bateria. En fer-ho, s’estan desenvolupant capacitats més avançades, com ara la detecció i evitació de col·lisions, vols en grup i seqüenciació de tasques. L'autonomia, diu l'informe, s'està convertint en un factor cada vegada més important en el desenvolupament del mercat.
Enfocament fora de la línia de visió
L’estudi també preveu que, durant el període analitzat, els drons capaços d’operar a distàncies superiors a la línia de visió ocuparan més del 67 per cent del mercat, mentre que els vehicles amb un pes màxim d’enlairament de 25 a 150 kg capturaran més més de la meitat del mercat. La importància dels UAV més grans també augmentarà; durant el període analitzat, s’espera un CAGR de l’11% aproximadament per als vehicles amb una capacitat de càrrega de 150 kg o més.
Tot i que les tasques dels UAV que pertanyen a estructures militars estatals es redueixen principalment a reconeixement, observació i recopilació d'informació, reconeixement armat i altres missions de combat, actors no estatals, per exemple, l'Estat Islàmic (prohibit a la Federació de Rússia), s'han adaptat amb èxit drons disponibles comercialment per llançar mines de morter, granades modificades i altres municions improvisades.
La importància dels UAV en les missions de reconeixement continua creixent en paral·lel als avenços en tecnologies de sensors, des de l’optoelectrònica fins a la recopilació d’informació i suport per radar i mitjans electrònics, i amb la millora dels algorismes d’aprenentatge automàtic i intel·ligència artificial, cosa que ajuda els operadors i analistes a extreure la informació necessària de l'enorme flux de dades i, com a resultat, facilita la presa de decisions per als comandants.
S’ha començat a prestar una major atenció a les tasques de protecció de les fronteres i assegurament de la seguretat; molts països continuen militaritzant les seves fronteres per contenir possibles migrants i refugiats i terroristes i criminals que s’han amagat entre ells. Per les raons anteriors, la importància del patrullatge marítim també creix, a més de la necessitat més tradicional de protegir la riquesa de les seves zones econòmiques exclusives.
Àmplies àrees de patrulla i missions de moltes hores contribueixen a la creixent popularitat dels UAV de les categories HALE (High Altitude Long Endurance) i MALE (Medium Altitude Long Endurance), que s’acosten als avions tripulats de mida. No obstant això, també hi ha un augment de popularitat en el sector dels vehicles de mida petita, un representant destacat del qual és el nano-UAV Black Hornet de FLIR Systems. Aquest mini-aparell d’ala rotativa de mida palmera té un abast de 2 km i una durada de vol de 25 minuts, que és suficient perquè la infanteria desmuntada o les forces especials puguin mirar a la cantonada, a l’habitació o al turó més proper.
Agrupar lògicament
Entre els membres extrems (UAV de la categoria HALE, per exemple, el Global Hawk i els nanodispositius del tipus Black Hornet) hi ha altres categories (des de petites fins a grans): mini, tàctica petita, tàctica MALE plus, categories pròpies, sistemes d'enlairament i aterratge verticals basats en vaixells i UAV de xoc experimental. Tot i que la indústria nord-americana utilitza aquestes categories, en paral·lel, els militars sempre han tingut la seva pròpia sistemàtica, que, per regla general, es basava en un sistema de "rang", però es va canviar per un sistema de cinc grups basat en una combinació de massa màxima d’enlairament (MVM), altitud i velocitat de funcionament.
El grup 1 inclou vehicles amb MVM de fins a 20 kg (9 kg) i altituds de funcionament de fins a 366 metres sobre el nivell del sòl, és a dir, nano, micro i mini-UAV. Un exemple són els drons Raven i Wasp d’AeroVironmerit.
Per al grup 2, les xifres rellevants són: 21,55 lliures (9,5-25 kg), 3500 peus (1067 metres) i velocitats de fins a 250 nusos (463 km / h); per exemple, ScanEagle de Boeing Insitu.
El grup 3 inclou UAV equiparables a RQ-7B Shadow d’AAI, Blackjack RQ-21B de Boeing Insitu i Tigershark RQ-23 de NASC, amb un pes de 599 kg (55 a 1.320 lliures), amb altituds de fins a 5.500 metres (18.000 peus) i molt més. les mateixes velocitats que els UAV del grup 2.
El grup 4 inclou vehicles de més de 599 kg (1.320 lliures), però amb les mateixes altures de funcionament que els vehicles del grup 3, però sense límits de velocitat. El grup 4 inclou, per exemple, el MQ-8B Fire Scout de Northrop Grumman. MQ-1A / B Predator i MQ-1C Grey Eagle de General Atomics.
Finalment, els UAV del grup 5 pesen més de 1.320 lliures i solen volar per sobre de 18.000 peus a qualsevol velocitat. Aquests inclouen el MQ-9 Reaper de General Atomics, el RQ-4 Global Hawk i el MQ-4C Triton de Northrop Grumman.
Despesa de drons
Els Estats Units augmenten la seva despesa en tot tipus de sistemes deshabitats i tecnologies relacionades, però fins ara els sistemes aeris dominen la sol·licitud de pressupost fiscal del Departament de Defensa de 2019. El ministeri sol·licita aproximadament 9.39 milions de dòlars, que inclou finançament per a prop de 3.500 nous vehicles aeris, terrestres i marítims, des dels 7.500 milions assignats per al 2018.
En la sol·licitud per al 2019, es demanen 6.458 milions per a sistemes UAV, 982 milions per a sistemes marítims, 866 milions es destinaran a tecnologies relacionades amb capacitats autònomes, inclosos els vols de grup, i, finalment, es destinaran 429 milions a vehicles terrestres. Reconeixent les capacitats dels adversaris potencials i reals, el ministeri també vol gastar més de mil milions de dòlars en tecnologia antidrones, inclòs el làser d’un vaixell.
L'informe, publicat pel Centre de Recerca de Drons del Regne Unit, va posar de manifest la sol·licitud de finançament de 1.618 municions Switchblade d'Aero Vironment. Les municions que flotaven Switchblade difuminen les línies entre els UAV i els míssils guiats. També assenyala que el finançament del programa de drons MQ-9 Reaper va conservar l'estat de la línia amb la quantitat més gran de la sol·licitud, que va augmentar en més de 200 milions fins a 1.444 milions, i que l'assignació de més de 500 milions de dòlars a R + D del dron cisterna basat en transportistes El MQ-25 Stingray és l’increment més gran de la despesa del Departament de Defensa en sistemes no tripulats. L'informe també assenyala que el Pentàgon ha sol·licitat finançament addicional per al treball d'intel·ligència artificial conegut com a Projecte Maven, així com finançament per a noves investigacions en autonomia i intel·ligència artificial.
El fort augment del nombre de sistemes no tripulats, com ja s'ha dit, no és del tot el mèrit de l'exèrcit nord-americà. Per exemple, l'Índia ha llançat una licitació per a la compra de 600 mini-UAV per a batallons d'infanteria que serveixen a les fronteres amb el Pakistan i la Xina.
En el seu informe, GMI va assenyalar que la Xina ha capturat més de la meitat del mercat dels UAV a la regió Àsia-Pacífic, impulsat per grans inversions del govern xinès, que se centra a ampliar la seva pròpia investigació, desenvolupament i producció. La producció del sistema CH-5 Rainbow és dues vegades més barata que la gairebé similar MQ-9 Reaper nord-americana.
Les missions mudes, brutes i perilloses continuen sent el pa i la mantega dels UAV, però l’escala d’aquestes missions s’està expandint a mesura que els militars de molts països s’esforcen per ampliar els límits de les seves capacitats.
Destinacions prometedores: mai no heu vist res semblant
Hi ha un vell adagi que les noves tecnologies inevitablement començaran a utilitzar-se de maneres que els seus inventors i desenvolupadors mai no havien imaginat. Sens dubte, això també s'aplica als drons. Molts militars, que els han conegut millor, troben millors maneres d’utilitzar-los per augmentar el nivell de seguretat d’ells mateixos i dels seus col·legues, així com el nivell de domini de la situació. El nombre de casos en què els soldats fan una missió "a cegues" ara disminueix dràsticament.
Una de les maneres òbvies de trobar nous reptes per a les tecnologies UAV és proporcionar aquestes tecnologies als militars, després d’un temps demanar-los que presentin idees i provin experimentalment les solucions proposades.
Tasques no planificades
De vegades, els nous rols i tasques dels UAV sorgeixen de la consciència de la desigualtat d’oportunitats, que s’ha d’anivellar el més aviat possible, en relació amb la qual la direcció del programa de desenvolupament principal canvia radicalment. Això és el que va passar amb el petrolier MQ-25 Stingray de la flota nord-americana que, segons el programa UCLASS (Unmanned Carrier-Launched Airborne Surveillance and Strike), es va desenvolupar originalment com a plataforma de reconeixement i / o atac. El nou caça F-35 Lightning II no té prou autonomia sense repostar perquè els portaavions puguin mantenir-se al marge de la gamma de sistemes moderns d’armes, com ara míssils anti-vaixells avançats, cada vegada més desplegats per adversaris potencials com la Xina i Rússia. El nou avió furtiu MQ-25 podria substituir els avions cisterna existents, que no són prou furtius per apropar-se als sistemes de defensa antiaèria enemics. Això permetrà al lluitador F-35 ampliar el seu abast per atacar profundament les defenses enemigues.
El febrer de 2016, la Marina dels Estats Units va anunciar la seva decisió de substituir el programa UCLASS pel programa CBARS (Carrier Based Aerial Refueling System), que crearà un cisterna de recàrrega de mida Hornet amb algunes capacitats de reconeixement. Totes les altres tasques previstes pel projecte UCLASS, incloses les bateries i un relé de comunicació, es van posposar per a una possible opció futura. El juliol de 2016, el dron va rebre la designació MQ-25 Stingray.
Com a resultat de l'anàlisi de la desigualtat d'oportunitats, es va identificar una altra nova tasca per als UAV, tot i que no és nova per a l'aviació tripulada. Es tracta d’un radar d’alerta primerenca aerotransportada (AWACS) per a grups tàctics de forces terrestres i aviació del Marine Corps MAGTF (Marine Air Ground Task Force), que no compta amb el suport d’un grup d’atac de portaavions i avions de detecció precoç E-2D. Hawkeye. En el futur, no s’exclou que els grups MAGTF actuïn en una situació de combat difícil sense el suport d’un portaavions en tasques com ara operacions marítimes distribuïdes, operacions costaneres i expedicionàries.
Detecció de radar de llarg abast a l'aire
En aquest sentit, AWACS es va identificar com una tasca de màxima prioritat per al programa MUX (MAGTF UAS Expeditionary - un vehicle aeri expedicionari sense tripulació per a l’agrupació MAGTF). Altres tasques de màxima prioritat inclouen el reconeixement i la vigilància, la guerra electrònica i les comunicacions de retransmissió, mentre que el suport aeri ofensiu es veu com una segona tasca prioritària, que es pot desarmar, que consisteix a emetre coordenades objectiu per apuntar armes llançades des d'altres plataformes. L’acompanyament i el transport de mercaderies s’han eliminat de la llista de tasques d’aquest nou concepte VTOL / VTOL / enlairament curt / aterratge vertical.
Un sistema amb característiques similars està dissenyat simplement per treballar amb vaixells d'assalt amfibi. Si el requisit de velocitat de creuer de 175-200 nusos s’adapta a les capacitats de l’helicòpter, el requisit d’una durada de patrulla de 8 hores a 350 milles nàutiques del vaixell pot conduir a una solució en forma de tiltrotor, una plataforma amb ales rotatives i hèlixs en un carenat d'anell, o una plataforma d'aterratge amb vol de creuer en mode avió.
Tot i que una estació de radar gran i potent s’associa principalment a tasques AWACS, es poden instal·lar diversos sensors i equips de comunicació al dispositiu MUX com a càrrega objectiu. Tots ells es poden connectar en xarxa per transmetre informació al centre operatiu del vaixell, així com integrar-se amb actius navals i terrestres d’atac aeri. L'arquitectura oberta del sistema de previsió permetrà la introducció de les "últimes tecnologies de previsió" just abans que el dispositiu arribi a la preparació inicial el 2032. Segons els informes, el cost estimat d’un dispositiu oscil·larà entre els 25 i els 30 milions de dòlars.
L’enlairament i l’aterratge verticals a gran velocitat també és el tema de l’innovador concepte DARPA, introduït originalment el 2009 com a Transformer X. Actualment està sent desenvolupat per Lockheed Martin i Piasecki Aircraft en un sistema de demostració a gran escala capaç de subministrar petits aïllats. grups de batalla i realitzar altres tasques, incloses les tasques de la plataforma MUX per a la qual és un candidat potencial.
Defensors giratoris, motors coberts
El projecte ARES (Aerial Reconfigurable Embedded System) està construït al voltant d’un UAV amb ales giratòries i hèlixs en carenats anulars, capaços de transportar una gran quantitat de càrregues objectius, des d’equips de vigilància i reconeixement fins a mercaderies convencionals i soldats ferits, amb un nivell d’autonomia suficient., que us permetrà escollir amb seguretat els vostres propis llocs d'aterratge sense la intervenció de l'operador.
DARPA crida a ARES un mòdul volador VTOL amb el seu sistema de propulsió, combustible, control de vol digital i interfícies de comandament i control remots. El concepte operatiu preveu els vols d’un mòdul de vol entre la seva base i els punts objectiu per al lliurament i la devolució de mòduls especialitzats funcionals de diversos tipus.
Durant la presentació per a especialistes, Piasecki va proporcionar informació més detallada sobre el projecte ARES. Es va mostrar el mòdul de transport tàctic, que semblava una mena de vehicle lleuger de quatre places de les forces especials. També es va presentar un contenidor de càrrega amb rodes i un contenidor desenvolupat sobre la base per a l’evacuació dels ferits. El tercer mòdul presentat està destinat a la introducció i evacuació de grups de forces especials i s’assembla a la part frontal del fuselatge d’un helicòpter d’atac sobre un patí, sobre el qual es pot instal·lar una estació òptica-electrònica de reconeixement de visió i una torreta d’armes. L’últim mòdul en forma de fuselatge allargat amb una cua vertical amb un radar a la part superior estava equipat amb un tren d’aterratge tricicle, dues rodes al davant i una a la cua; l'estació òptica-electrònica instal·lada a proa semblava exteriorment més gran que l'estació del mòdul de forces especials. Aquest mòdul està dissenyat per a missions de reconeixement i suport de foc.
Amb una càrrega útil superior a 1.360 kg, aquest vehicle pot transportar vehicles militars 4x4. Aquests vehicles poden transportar l'avió en si mateix per carretera i fins i tot fora de la carretera. DARPA assenyala que la càrrega útil supera el 40% del pes de l'enlairament, cosa que permet un límit màxim aproximat de 3400 kg.
Atès que les pales de l'hèlix estan protegides per broquets anulars, el dispositiu és capaç de funcionar en llocs que són la meitat de la mida dels necessaris per a helicòpters petits, per exemple, el Boeing AH6 Little Bird. Tot i que inicialment funcionarà com un vehicle no tripulat típic, el desenvolupament de sistemes de navegació de vol semiautònoms i interfícies d’usuari que permetran fer vols tripulats opcionalment no s’exclou en el futur.
Transicions alternatives
L’adaptabilitat és el tema principal dels conceptes futuristes dels UAV i es presenta de moltes maneres diferents. BAE Systems va mostrar el passat mes de setembre el seu desenvolupament conjunt amb estudiants de la Universitat de Crenfield: el projecte conceptual Adaptable UAV, que utilitza un mètode innovador de commutació entre modes de vol en helicòpter i avió i un innovador boom per llançar i retornar drons.
La companyia va presentar un petit vídeo del desplegament d’un eixam de drons en la tasca de suprimir la defensa aèria enemiga. L'operador UAV de vaga detecta la posició de llançament dels míssils superficials i dóna l'ordre al dispositiu de deixar caure el contenidor en paracaigudes, després del qual s'obre com un obús i allibera sis drons. que prenen la forma d’un toroide amb ales amples i lleugerament afilades amb hèlixs a les vores anteriors. Llisquen cap avall per un boom fixat al centre del contenidor i surten en mode avió per buscar i destruir els seus objectius, que controlen remotament els llançadors de míssils. En distribuir objectius entre ells, els desactiven temporalment en allò que és més probable que sigui un raig d’escuma que cobreixi els sensors.
Després de completar la tasca, tornen a una altra barra, muntada a la torreta del tanc, situada a una distància segura. Poc abans de tornar, canvien a un vol en helicòpter llançant una de les hèlixs des de la vora principal de l’ala cap a la part posterior, cosa que obliga l’UAV a girar al voltant del seu eix vertical. A continuació, redueixen la velocitat, passen per sobre de la barra i "s'asseuen" sobre ella una per una. El vídeo també mostra, com a alternativa, el seu retorn de la mateixa manera al submarí emergit.
La transició entre els dos modes d’operació pot requerir un programari de control de vol adaptatiu, mentre que l’autonomia avançada els permetria adaptar-se a situacions que canvien ràpidament en el futur camp de batalla, operar en mode d’eixam per enganyar les defenses antiaèries avançades i operar en espais urbans complexos.
El boom de llançament i retorn permet als UAV adaptables operar des d’una àmplia varietat de plataformes de llançament en entorns desafiadors susceptibles d’estar plens de persones, vehicles i avions. BAE Systems diu que el boom restringeix el moviment lateral del UAV de manera que els vents forts no els poden enderrocar i, per tant, redueix el risc de lesions a les persones properes. La ploma està girobilitzada per assegurar-ne la posició vertical, fins i tot si el vehicle portador està dret sobre un pendent o el vaixell gira sobre les ones.
Creada a petició
Un altre programa de DARPA i la Força Aèria dels Estats Units, anomenat FMR (Flying Missile Rail - guia de míssils voladors), resol un problema similar. El FMR podrà desprendre’s d’un avió de combat com un F-16 o F / A-18 i volar cap endavant fins a un punt objectiu des del qual pot llançar un míssil aire-aire AIM-120 AMRAAM. La velocitat base del ferrocarril és de 0,9 Mach i la durada del vol és de 20 minuts; ha de poder volar pels punts intermedis seleccionats. A més, ha de ser capaç de llançar un coet mentre està connectat a un avió portador.
Aquesta idea sembla poc més que un simple esquema per augmentar la gamma de míssils AMRAAM, mentre que el requisit de desenvolupar un procés per a la seva producció a demanda a un ritme de fins a 500 peces al mes demostra que la tecnologia de producció avançada és tan important com el dispositiu en si i el seu concepte operatiu.
DARPA recomana unir esforços entre dissenyadors i fabricants d'avions, destacant que el terme "producció ràpida" no significa cap procés específic. L’objectiu final és assegurar-se que tots els materials de la FMR estiguin disponibles al lloc de producció, que tots els components i equips es comprin per endavant, es lliurin a un lloc i s’emmagatzemin a l’espera del muntatge. La idea es va anomenar "una planta en una caixa". És a dir, totes les matèries primeres, matèries primeres, màquines CNC, premses, cabines de polvorització, electrònica, cables, etc., s’han de comprar, transportar i emmagatzemar en diversos contenidors d’enviament modificats. A més, s’hauria de formar un equip d’especialistes per provar periòdicament tot el procés de producció, cosa que serà possible gràcies al subministrament anual de petites quantitats d’avions FMR als abocadors.
El programa FMR es divideix en tres etapes. El primer avaluarà els dissenys i les tecnologies de producció de dispositius de grups competidors. En la segona fase, els dos grups seleccionats demostraran els seus vehicles, inclosa la comprovació de la seva fixació als avions F-16 i F / A-18, els seus processos de producció, a més dels riscos associats. La tercera fase demostrarà la "producció ràpida" i les proves de vol de la unitat FMR.
Però el més important és que tot l'enfocament hauria de ser aplicable no només a FMR, sinó també a nous sistemes de disseny ràpid. Si té èxit, aquest concepte pot fer molt prometedor el futur dels sistemes no tripulats, que pot desencadenar la creativitat dels militars i permetre'ls crear les seves pròpies eines, adaptades a les seves missions.
