Nano- és mikrodronok. Nem csak a különleges erők számára

Nano- és mikrodronok. Nem csak a különleges erők számára
Nano- és mikrodronok. Nem csak a különleges erők számára

Videó: Nano- és mikrodronok. Nem csak a különleges erők számára

Videó: Nano- és mikrodronok. Nem csak a különleges erők számára
Videó: How does a RAILGUIN, the US Navy’s most powerful cannon, actually work? 2024, Április
Anonim
Kép
Kép

Az ebben a cikkben szereplő összes UAV-t az 1. csoportba soroljuk. Ez a maximális felszállótömegű, 0–9 kg-os csoport nagyszámú, különböző típusú rendszert tartalmaz, beleértve a repülőgépeket és a helikoptereket, és általában mindegyiket., kézzel indítják. Ezek közül a drónok közül nagyon keveset lehetne "nano" kategóriába sorolni. Ezek nagyon könnyű rendszerek, többnyire fő rotorral, azonban, mint mindenki, aki ebben a cikkben szerepel. Minden katona arról álmodik, hogy kéznél van egy repülő rendszer, amely képes "sarkon nézni" és visszatérni a következő feladatok elvégzésére, mert súlya, valamint az anyagi és műszaki karbantartása minimális, vagyis a teljes terhelés jelentős növekedése kizárt.

Kép
Kép

A különleges erők általában elsőként kapnak új csúcstechnológiai rendszereket, amelyek később hagyományos egységekkel lépnek szolgálatba. A védelmi piacon azonban kevés rendszer áll a hadsereg rendelkezésére (természetesen ezek a játékboltokban százakban értékesített "szabadidős" drónok itt nem terjednek ki), ezeknek csak egy részét használják először a különleges erők, és még kevesebben azok, amelyek azonnal bestsellerekké válnak. Néhány más, valamivel nagyobb drón, amelyek már nem illenek a "nano" kategóriába, meglehetősen sajátos jellemzőkkel rendelkeznek, ami miatt kiváló választás a különleges műveleti erők (SSO) és azon túl.

Kép
Kép

Mielőtt elkezdenénk leírni a meglévő rendszereket, nézzük meg, mi lehet a jövő, bár ma sok mindent a tudományos -fantasztikus szférának tudunk tulajdonítani, nem pedig a valóságnak. 2011-ben az AeroVironment kifejlesztette a Nano Hummingbird nevű repülő madár-szerű VTOL-ot, amelynek maximális felszálló tömege 19 gramm, és amelynek szárnyfesztávolsága 160 mm lehetővé teszi a levegőben maradást. Természetesen ez a legösszetettebb fejlesztés minden szempontból, a mechanikától és az avionikától kezdve az adatátviteli csatornáig. Charles Stark Draper laboratóriuma más utat választott, és úgy vélte, hogy nincs hatékonyabb és manőverezhetőbb rovarszerű nanodron, mint egy szitakötőt utánzó drón. 2017 januárjában bejelentette, hogy a DragonflEye programja, amely a Howard Hughes Orvostudományi Intézettel együttműködésben fut, némi előrelépést ért el a szitakötők kezelésében egy apró hátizsáknak köszönhetően, amely ötvözi a navigációt, a szintetikus biológiát és a neuroszenzoros technológiákat, és neuroszenzoros vezérlőjeleket küld. a szitakötő. Ma a madár- vagy rovarrendszerek technológiái nem állnak készen a nagy kereskedelmi sikerekre, de biztosan eljön az óra, amikor megtalálják hálás használójukat. Időközben a jelenlegi nanodronók elsősorban helikopteres technológiákat alkalmaznak, amelyek lehetővé teszik a függőleges felszállást és leszállást.

Kép
Kép

2017 januárjában az Egyesült Államok Védelmi Minisztériuma tájékoztatási kérelmet adott ki a Soldier Borne Sensor Unmanned Aircraft Systems (katona által hordott érzékelő, pilóta nélküli légi rendszerek) elnevezéssel, amelynek célja az volt, hogy információkat gyűjtsön egy jövőbeni tervezett programhoz. Ezúttal az volt a cél, hogy ezeket a rendszereket a rendes hadseregbe telepítsék, hogy megfigyelést biztosítsanak az egyes osztagok és csapatok szintjén. A piacon nem sok olyan rendszer volt elérhető a piacon, amelyek megfeleltek az amerikai követelményeknek, amelyeket 2018 januárjában jelentettek be az úgynevezett Ipar Napján tartott találkozón. Közülük: alacsony magasságban lebeg legalább 15 percig, három járat teljesen feltöltött akkumulátorral enyhe szélviszonyok között, a készülék maximális tömege 250 gramm, az egész komplexum maximális tömege 1,36 kg. A követelmények előirányozzák annak valószínűségét is, hogy éjszakai körülmények között 50 méterről észlelhető egy személy méretű tárgy 90% -a, plusz a maximális 16 órás edzési idő. A rendszernek fényképeket és videofelvételeket kell tárolnia, és a képeket valós időben továbbítania kell a katonának azonnali használatra. Ezenkívül a kiválasztási kritériumok közé tartozik a vizuális és akusztikus aláírás, a látómező hatótávolsága és más, még meg nem nevezett paraméterek. Hét vállalat és szervezet jelent meg az eligazításon, de a fő versenytársak gyorsan lecsökkentek három résztvevőre - AeroVironment, InstantEye Robotics és FLIR Systems.

Kép
Kép
Kép
Kép

2016. november végén a FLIR Systems 134 millió dollár készpénzért megvásárolta a norvég Prox Dynamics AS vállalatot. Ez a vállalat a nano-UAV-k egyik úttörője, 2007 végén alakult azzal a céllal, hogy kifejlesszék a világ legkisebb UAV-ját a professzionális felhasználók számára. Az első verzió, a Black Hornet, 2012 -ben jelent meg, majd egy új verzió megjelenése után megkapta a Black Hornet 1 megnevezést. „A repülőgép teljesen új technológián alapult, de hatótávolsága 600 méterre korlátozódott, valamint a repülés időtartama 15 perc” - mondta a FLIR Systems szóvivője. Az első ügyfél a brit hadsereg volt, amely a sürgős szükségletekre válaszul 2012-ben telepítette első PD-100 Black Hornet drónjait Afganisztánba. Ez fontos divat lett a norvég nano-UAV eredményében; később, 2015 -ben a Black Hornet 2 második verzióját fejlesztették ki és mutatták be. "Ugyanazon a platformon alapult, de sok fejlesztés történt az érzékelők, a hatótávolság és a szélstabilitás tekintetében." A készülékre alacsonyabb energiafogyasztású motort szereltek, amely megnövelt kapacitású akkumulátorral kombinálva lehetővé tette a repülési tartomány növelését és egyben az adatátviteli csatorna hatótávolságának növelését. Ezenkívül kifejlesztették a Black Hornet 2T egyik változatát, amelyre a FLIR hőkameráját telepítették, ez volt az első együttműködés a két cég között. A Black Hornet 2 rendszert nyilvánvaló előnyei miatt számos vásárló szerezte meg.

Kép
Kép

Tekintettel egy potenciálisan kiemelt program indítására az Egyesült Államokban, valamint arra, hogy az amerikai hadsereg legalább nagyságrenddel több drónt vásárol, mint más országok, a FLIR úgy döntött, hogy érdemes többet befektetni a nanoszisztémák területére, és tekintettel a Prox Dynamics megszerzésére. Ezt az egyesülést követően az ígéretes projektek finanszírozása drámaian megnőtt, ami az új Black Hornet 3. drónt eredményezte. Az eredeti Black Hornet atyja, Peter Muren tervezte, a készülék megtartotta a helikopteres sémát, de a rotor kialakítását radikálisan felülvizsgálták. A platform most teljesen moduláris, cserélhető akkumulátorral és különböző célterhelésekkel, amelyek lehetővé teszik a drón gyors konfigurálását. Az új generációs bázisállomás számos fejlesztést kapott, mind hardveren, mind szoftveren. A 123 mm -es légcsavaros Black Hornet 3 súlya megduplázódott elődeihez képest, és 33 grammot tett ki, 25 percig képes a levegőben maradni, és maximum 2 km távolságra repülhet. A drón akár 6 m / s sebességet is kifejleszthet, és akár 15 csomós szélsebességgel (széllökésekkel akár 20 csomóig), valamint gyenge esőben is repülhet. Az érzékelőket tekintve a drón FLIR Lepton hőkamerával és fényképek készítésére alkalmas nagyfelbontású videokamerával van felszerelve. A 160x120 mátrixú, 12 mikronos hangmagasságú hőkamera 8-14 mikron tartományban működik, látómeze 57 x 42 °, mérete 10, 5x12, 7x7, 14 mm, súlya pedig csak 0,9 gramm. A konfigurációtól függően két nappali kamera áll rendelkezésre, amelyek 680x480 és 1600x1200 állóképek felbontását biztosítják, és lehetőség van nappali és éjszakai kamerák képeinek átfedésére.

Nano- és mikrodronok. Nem csak a különleges erők számára
Nano- és mikrodronok. Nem csak a különleges erők számára

A Black Hornet 3 fő újítása, hogy GPS jel nélkül is képes repülni. "Ennek ellenére tovább fejlesztjük ezt a funkciót, mivel még mindig számos fejlesztési lehetőség van benne" - mondta a vállalat szóvivője. Négy repülési mód áll rendelkezésre: automatikus és kézi lebegés és megfigyelés, repülés előre meghatározott útvonalon és a kezelő által kiválasztott pontok mentén, automatikus visszatérés és a kommunikáció elvesztése. „Folyamatosan frissítjük szoftverünket, hogy csökkentsük a kezelő kognitív terhelését. Ez a Black Hornet 3 PRS (Personal Reconnaissance System) néven ismert rendszer integrálva van az amerikai hadsereg ATAK (Android Tactical Assault Kit) szoftverével. A teljes, 1,4 kg -nál kisebb súlyú Black Hornet 3 rendszer két repülőgépet, egy kézi vezérlőt és egy videó képernyőt tartalmaz. A Black Hornet 3 drónt 35 ország vásárolta meg, a legnagyobb vásárlók az Egyesült Államok, Ausztrália és Franciaország. 2018 novemberében Franciaország 89 millió dolláros vásárlást jelentett be, néhány nappal később pedig az Egyesült Államok aláírta első 39 millió dolláros szerződését. Az Egyesült Királyság 1,8 millió dolláros szerződést írt alá 2019 áprilisában a Fast Track Initiative keretében. 2019 nyarán az amerikai hadsereg megkapta az első Black Hornet 3 PRS rendszereit a 82. légi hadosztályhoz, amelyet Afganisztánba telepítettek. Ezeket a nanodronokat információgyűjtésre és felderítésre használják csapatok és szakaszok szintjén.

Kép
Kép

A PRS drón fejlesztése során a FLIR rájött, hogy sok járműnek szüksége van egy rövid hatótávolságú felderítő rendszerre, amelyet páncélzat alól lehet használni. Ez vezetett a VRS (Vehicle Reconnaissance System) rendszer kifejlesztéséhez, amely ugyanazon a platformon alapul, és négy indítható fűtő- és töltőkazettával rendelkező indítómodult tartalmaz. A VRS készlet súlya körülbelül 23 kg, mérete 470x420x260 mm, és opcionálisan ballisztikus védelemmel is felszerelhető. Egyszerű interfészen keresztül könnyen integrálható a csatairányítási rendszerbe; A Kongsberg már integrálta az integrált harci megoldásuk (ICS) rendszerébe. A FLIR ezt a rendszert nemcsak felderítő eszközként, hanem integrált GPS -vel rendelkező célzóeszközként is bemutatta. A VRS jelenleg csak előkészítésben érhető el, de a FLIR készen áll a gyártás megkezdésére, mivel a terméket először 2018 októberében mutatták be, és nagy volt a kereslet.

A FLIR mellett további két versenyző harcolt a Soldier Borne Sensor szerződésért, az AeroVironment és az InstantEye Robotics (a Physical Sciences Inc divíziója). Az AeroVironment kifejlesztett egy Snipe quadrocoptert, amelynek súlya 140 gramm, repülési ideje 15 perc, repülési távolsága pedig több mint egy kilométer, optoelektronikus és infravörös kamerákkal felszerelve. A maximális sebesség 9,8 m / s, a készülék meglehetősen csendes és nem hallható még 30 méter magasságban is a talajtól, egy intuitív alkalmazás vezérli, amely Windows 7 érintőképernyős vezérlőre van feltöltve. öt mozgó alkatrészből összeszerelve kevesebb, mint egy percet vesz igénybe. Miután az amerikai hadsereg kiválasztotta egyik versenytársát, az AeroVironment nyilvánvalóan felhagyott a Snipe programmal.

Kép
Kép

Az InstantEye Robotics Mk-3 GEN5-D1 / D2 quadcopter tömege kevesebb, mint 250 gramm (megengedett legnagyobb súly). A 6, 35 kg súlyú komplexum két eszközt, egy földi vezérlőállomást-D, egy védett kijelzőt, hat akkumulátort, egy töltőt, egy csavarkészletet, egy tartalékantennát, egy szállító dobozt és egy szántóföldi munkához szükséges tartályt tartalmaz. A készülék eléri a 8, 94 m / s maximális sebességet, és ellenáll az azonos szélsebességnek, az adatátviteli csatorna hatótávolsága 1,5 méter. A fő akkumulátor 12-15 perces repülési időt biztosít, azonban egy további akkumulátor 20-27 perces működést garantál. 2018 végén az InstantEye 32 ilyen komplexumot szállított az Egyesült Államok Tengerészgyalogságának hadműveleti értékelésre a kis taktikai drónprogram részeként.

Kép
Kép

A 2018 -as Eurosatory prototípusaként először bemutatott NanoHawk drónt a francia Aeraccess cég fejlesztette ki a francia különleges erők sajátos igényei alapján, amelyekhez UAV szükséges az épületekben és más zárt szerkezetekben való használatra. A Weapons Control Lab által lebonyolított versenyen a NanoHawk öt másik jelöltet vert meg az első körben.

Ebben a projektben az Aeraccess a nagyobb francia SparrowHawk drónokkal kapcsolatos tapasztalatait vette alapul, amelyeket a francia rendőrség különleges erőivel közösen fejlesztettek ki, és amelyek képesek GPS jel hiányában is működni. A francia különleges erők azonban lényegesen kisebb rendszert akartak kialakítani, és ennek eredményeként megjelent a NanoHawk drón, amelyben megőrizték a quadcopter sémát, és megjelent a légcsavarok fényvédelme, amit nem lehet mellőzni, ha zárt térben repülnek. A prototípushoz képest a szériaváltozat karosszériája 360 ° -os akadálykerülő érzékelőkkel van felszerelve. Ezenkívül két optoelektronikus / infravörös célterhelés van felszerelve elöl és hátul, ami lehetővé teszi a kezelő számára, hogy mindkét irányból lássa a képet, és így jobban irányítsa a helyzetet; az opcionális érzékelők lehetővé teszik az épületek digitális térfogatos leképezését is. A házat, valamint a csavarok védőszerkezetét teljesen átalakították, most a felhasználó gyorsan megjavíthatja a készüléket a terepen. A jelenlegi verzió akkumulátor nélkül 350 grammot nyom, a maximális felszálló tömeg 600 grammra nő egy erősebb akkumulátorral, amely 10 perc repülést biztosít. A méretek változatlanok, csavarokban 180x180 mm, azonban ha az ügyfél új védőketrecet igényel, a méretek 240x240x90 mm -re nőnek.

A komplexum egyik fő eleme a kézi vezérlő, amely lehetővé teszi a kezelő számára, hogy fegyvert tartson a másik kezében, míg a monitort golyóálló mellényre szerelik, bár lehetséges a pajzs hátuljára, ill. tedd a csuklóra. Az intelligens repülési módok jelentősen csökkentik a kezelői terhelést, és az ortogonális frekvenciaosztásos multiplexelt titkosított adatkapcsolat lehetővé teszi az egyidejű repülésvezérlést és a videóátvitelt egyetlen, két különböző frekvenciájú kriptográfiai rendszer használatával.

Az első bemutató óta a NanoHawk drón kiterjedt tesztelésen esett át. Egy tipikus feladatnál felszáll az épület kívülről, nyitott ablakon keresztül repül be, majd a falak vastagságától függően 3-4 emeletet lefelé vagy felfelé mozog. A készülék engedélyt kapott a hajókon való munkavégzésre is, ezzel demonstrálva, hogy képes a kezelő fölött és alatt repülni anélkül, hogy elveszítené a rádió- és videojeleket, ami teljesen új piacot nyit meg. Éjszaka csatlakoztatható éjjellátó rendszerhez, hogy csak a kezelő láthassa. A NanoHawk -ot kutyás legénységgel is tesztelték, melynek során a kutyákat rövid pórázon a szájban tartva képezték ki a drón hordozására. A kutya elkezdi ellenőrizni az épületet, és amikor megérzi egy személy jelenlétét a szobában, kiengedi a drónt, majd parancsra felszáll. A kutya felszerelhető ismétlővel is, hogy növelje a drón hatótávolságát, amely a fejlesztő szerint több száz méter a szabadban.

Minden NanoHawk rendszer adatcsatornából, vezérlőből, monitorból és két eszközből áll. Az első egységek, amelyek megrendelték a NanoHawkot, a helyi különleges műveleti erők voltak. A francia különleges erők szerződést kötöttek az Aeraccess céggel, amely szerint a rendszer speciális verzióit kapta meg. Az export oldalon az Aeraccess ismeretlen számú járműre kapott megrendeléseket Szingapúr, az Egyesült Arab Emírségek, az Egyesült Királyság és Kanada katonai és bűnüldöző szerveitől.

Kép
Kép

A francia hadsereg sürgős kérésre megvásárolta a Novadem által kifejlesztett NX70 mikrodrónokat. Ennek a kvadrópopternek, amelynek maximális felszálló tömege 1 kg, kihajtott állapotban, mérete 130x510x510 mm (összecsukva - 130x270x190 mm). Kettős gyújtótávolságú Ultra-HD nappali kamerával van felszerelve, amely 50 ° és 5 ° FOV és 34 ° FOV; az ügyfél kívánságaitól függően a videó konverter mátrixának mérete 320x240 vagy 640x480 lehet. A repülés előkészítési ideje kevesebb, mint egy perc, a levegőben töltött idő 45 perc, a repülési távolság pedig egy kilométer; a kiterjesztett hatótávolságú változat hatótávolsága legfeljebb 5 km. A készülék 65 km / h szélsebességgel és 3000 méter tengerszint feletti magasságban tud repülni. Az NX70 repülhet kötött konfigurációban is, lehetővé téve, hogy hosszabb ideig magasan maradjon. A francia hadsereg 2019 júniusában megkapta az első 27 rendszert (mindegyik két eszközzel). Az első NX70 típusú drónokat az afrikai Mali államban telepítették, ahol a francia kontingens harcol a lázadók ellen.

Kép
Kép

2017 -ben a Diodon Drone Technology bemutatta SP20 quadcopterjét. Határozottan nem tartozik a nano-UAV kategóriába szokatlan kialakítása miatt, jól alkalmazható különleges erők számára. Ez a quadcopter légiforgalmi egységekben való használatra készült, mivel edzett és vízálló háza van az IP46 szabványnak megfelelően, minden elektronikával és négy felfújható "lábbal", amelyek végére motoros légcsavarok vannak felszerelve, ami lehetővé teszi a repülőgép számára, hogy maradjon a felszínen a vízfelszín segítségével a felszálláshoz és a leszálláshoz. Szárazföldön is működhet, míg a felfújható elemek jól elnyelik az ütközési energiát. Az 1,6 kg súlyú Sp20 drón névleges hasznos terhelése 200 gramm, maximális sebessége 60 km / h, függőleges sebessége 3 m / s. Két érzékelőt kínálnak hozzá: egy 976x582 mátrixú CCD -kamerát és 3 mm -es, 8 mm -es vagy 12 mm -es objektíveket, amelyek képesek 0,0002 lux megvilágítás mellett működni, valamint egy hűtés nélküli hőkamerát 14,2 mm -es objektívvel és 640x480 mátrixszal..

Az SP20 drón akár 25 csomós szélsebességgel is repülhet, a maximális üzemi magasság 2500 méter, és az üzemi hőmérséklet -5 ° C és + 45 ° C között van. Leeresztett "mancsokkal" és hajtogatott pengékkel a készülék méretei 220x280x100 mm, működőképes állapotban - 550x450x190. A beállítási idő kevesebb, mint egy perc, köszönhetően a mellékelt kis kompresszornak, amelyet a lábak felfújására használnak. Az akkumulátorok 23 perces repülésre vannak feltöltve. Az SP20 analóg kommunikációs csatornával van felszerelve, legfeljebb 2 km hatótávolsággal. A Diodon SP20 drónjához 1,2 kg -os IP56 -os robusztus földi vezérlőállomás tartozik. Ezt az egyedülálló kétéltű UAV -t jelenleg különböző osztályokban tesztelik, és a Diodon Drone Technologies első megrendelését várja, elsősorban a francia hadseregtől.

Ajánlott: