Kuva: David Oliver
Britannian armeija käytti "Talisman"-operaation aikana Afganistanissa mini-UAV:ta IED:ien havaitsemiseen ja reittien tyhjentämiseen T-Hawk
Yleisessä mielessä droneja tai droneja jaettu useita rooleja. Yksi niistä on esteettömät ilmaiskut vaarantamatta toimijoita. Vähemmän tunnettu on niiden kyky havaita ja jopa tuhota improvisoituja räjähteitä (IED) ja räjähtämättömiä taisteluvälineitä.
Eri maantieteellisillä alueilla, mukaan lukien Afrikka, Aasia ja Etelä-Amerikka, ja konfliktin jälkeiset maat, joita vaivaavat hylättyjen, kartoittamattomien räjähtämättömien ammusten (UXO) ja miinojen tuhoisa voima, pystymme käsittelemään näitä uhkia nopeasti ilman riskiä sijoitetuille. henkilöstöstä on yleisesti tullut tärkeä strateginen välttämättömyys. Yksi tapa ratkaista ongelma voisi olla pienten usean roottorin pystysuoraan nousu- ja laskuajoneuvojen (VTOL) käyttö räjähteiden etsimiseen ja tuhoamiseen.
Alku oli Britannian armeijan operaatio Talisman Afganistanissa, jonka aikana järjestelmäkompleksia käytettiin raivaamaan reittejä, havaitsemaan ja tuhoamaan IED-miinoja ja räjähdysansoja sekä raivaamaan polkua seuraaville ajoneuvoille. Yksi tällainen järjestelmä oli Honeywellin T-Hawk-mini-UAV, jonka lentoaika oli 45 minuuttia. Hän valvoi kuljetussaattueita ja teki tiedustelureitin, ja hänen ilmavirtauksensa saattoivat puhaltaa hiekkaa pois radalla olevasta epäilyttävästä suojareleestä.
Operaatio Talisman oli sysäyksenä Lontoossa sijaitsevalle SteelRock Technologiesille (SRT), joka yhteistyössä Richmond Defense Systemsin (RDS) kanssa kehitti UAV-pohjaisen räjähteiden hävittämisjärjestelmän nimeltä SR1 Protector, joka pystyy neutraloimaan monenlaisia releitä ja miinat, sekä ilmalla että maasta. Tämä järjestelmä on suunniteltu taistelemaan suojareleiden kasvavaa uhkaa vastaan, ja se on varustettu hyötykuormalla, joka koostuu edistyneestä lämpöoptroniikkakamerasta ja 40 mm:n koodatusta palonhallintajärjestelmän rekyylittömästä hävityslaitteesta.
Kuva: SteelRock Technologies
SteelRockin Drone SR1 Protector on suunniteltu torjumaan suojareleitä
Roottorialusta perustuu X8 KDE Direct -järjestelmään, jonka kulmissa on harjattomat moottorit, jotka pyörittävät kahta vastakkain pyörivää potkuria. SR1-droonin maksiminopeus on 100 km/h, suurin datalinkin kantama on 150 km tukiasemasta, se voi pysyä ilmassa 50 kg:n kuormalla kaksi 2 tuntia. SteelRockin testialueella Etelä-Walesissa suoritetuissa testeissä Protector-järjestelmä neutraloi onnistuneesti suojareleitä maassa ja ilmassa käyttämällä aseistapoistolaitetta.
Singaporelainen ST Engineering kehittää vastaavaa IED-neutralointijärjestelmää STINGER-kompleksin (Stinger Intelligent Network Gun Equipped Robotics) muodossa. Järjestelmää kehitetään osana ST Engineeringin Future Soldier -ratkaisua ja se on nelikopteri, jossa on maailman kevyin 5,56 mm Ultramax U100 Mk.8 -konekivääri, joka painaa 6,8 kg, vakiorekyylijärjestelmä biaksiaalisessa yleisvaimennusnivelessä, mikä mahdollistaa drone, ampua automaattitilassa melko suurella tarkkuudella jopa 300 metrin etäisyydeltä. STINGER pystyy palautumaan alkuperäiseen asentoonsa laukausten välillä alle 1,5 sekunnissa. Se pystyy kuljettamaan 100 5,56 mm:n kevyttä polymeeripatruunaa, ja järjestelmä pystyy myös seuraamaan kohdetta automaattisessa tilassa edistyneen palonhallintajärjestelmän avulla.
Floridassa toimiva Duke Robotics on myös kehittänyt täysin robottiasejärjestelmän, joka on integroitu lentokoneeseen. TIKAD-drone käyttää ainutlaatuista stabilointi- ja rekyyliratkaisua aseet. TIKAD on varustettu kevyellä gyrostabiloidulla sähkömagneettisella gimbalilla, jossa on 6 vapausastetta, joka pystyy vastaanottamaan ja vakauttamaan kolminkertaisen painonsa painavan kohdekuorman. TIKAD painaa 50 kg ja voi kantaa 9 kg:n hyötykuorman, joka voi sisältää M4-karbiinin, SR25-puoliautomaattisen kiikarikiväärin tai 40 mm:n kranaatinheittimen. Vaikka se on suunniteltu miehittämättömäksi asejärjestelmäksi käytettäväksi terroristiryhmiä vastaan ja vastaavasti maajoukkojen riskin vähentämiseksi, sitä voidaan käyttää suojareleiden tai miinojen neutraloimiseen. Muuten, Israelin armeija osti TIKAD-droonin.
Miehittämätön ilmailu kompleksit (BAK) soveltuvat erittäin hyvin räjähtämättömien ammusten havaitsemiseen suurilta alueilta tai vaikeapääsyisiltä alueilta. NBP:n tarkastus ja havaitseminen suoritetaan erilaisilla magnetometreillä, esimerkiksi digitaalisella fluxgate-magnetometrillä, joka on kolmikomponenttinen, erittäin tarkka ja hiljainen vektorilaite. Lennon aikana UAV pidetään noin yhdestä kolmeen metrin korkeudella lasersensorin avulla, jotta saadaan tarkkoja tuloksia korkealla resoluutiolla. Kaikki lentotiedot, kuten nopeus, korkeus ja sijainti, tallennetaan, ja ne voidaan toistaa tutkimuksen analyysin parantamiseksi. Jos alueen kartoitus vaatii lentämistä matalalla, jotta varmistetaan tarvittava tarkkuus ja resoluutio, käytetään moniroottorisia droneja. Magnetometrillä varustetun dronin massa voi olla alle 4,5 kg.
SR40 UAV:hen on asennettu rekyylitön 1 mm:n RDS-hävityslaite
Viime aikoina yhä useammin UAV:t on varustettu synteettisellä aukkotutkalla (RSA) (englanniksi Synthetic Aperture Radar - SAR), jotka voivat havaita sisään kaivetut epäilyttävät esineet, esimerkiksi räjähtävät esineet, hyvällä tarkkuudella; suurimmassa osassa tapauksista nämä ovat jalkaväkimiinoja, NBP:tä sekä uusia aikauhkia - IED:itä. Tämän sovelluksen monimutkaisuus vaatii kuitenkin uusia teknologioita ja uusia järjestelmäkonsepteja SAR:lle. Saksalaisen ilmailukeskuksen äskettäinen tutkimus on osoittanut selvästi, että polymetrinen, multistaattinen (yhdellä lähetys- ja usealla vastaanottoantennilla), monikulmainen ja monikanavainen SAR-järjestelmä, joka tunnetaan englanninkielisessä terminologiassa nimellä P3M-SAR, voi tarjota riittävän avaruudellisen resoluution. , vaimentaa luotettavasti passiivisia häiriöitä ja pystyy havaitsemaan haudatut esineet jopa 20 senttimetrin syvyydeltä useiden metrien etäisyydeltä.
Testauksen aikana drooniin asennettu P3M-SAR-järjestelmä, nimeltään TIRAMI-SAR, osoitti erinomaiset tunnistusominaisuudet useissa eri skenaarioissa, jotka simuloivat erilaisia ympäristöolosuhteita ja esineitä, mukaan lukien pienet muovimiinat, kuten PFM-1/PRB-M35, tai painepuinen miina. hihnat suojareleille. Lisäksi aiemmat käänteistä SAR-tekniikkaa käyttävät kokeet ovat osoittaneet, että korkea spatiaalinen resoluutio ja täydellinen atsimuuttisuuntainen tunnistus mahdollistavat keinotekoisten esineiden, kuten miinojen, tunnistamisen SAR-kuvasta niiden spatiaalisesti tehokkaan sironta-alueen ansiosta.
Kuva: David Oliver
ST Engineeringin UAV Stinger, aseistettu 5,56 mm:n konekiväärillä Ultramax U100 Mk.8
Tällä hetkellä UAV:n lähes mielivaltaisen liikeradan ansiosta on mahdollista luoda vastaavia kuvia P3M-SAR-tyypin SAR:sta ja rinnakkain lisäksi tuottaa 3D-kuvia häiriöiden tehokkaaksi vaimentamiseksi. Tämä synergia voi johtaa järjestelmään, jossa on edistyneet haudattujen kohteiden tunnistus- ja tunnistusominaisuudet. Pääasiallisia toimintatapoja on kaksi: ilmaisutila, joka perustuu suoraan lentorataan tutkimusalueella käyttämällä UAV:hen asennettua multistaattista ja monikanavaista antenniryhmää; ja tunnistusmoodi, jossa suoritetaan melko pyöreä tai kierteinen liikerata tietyllä alueella alueen tutkimiseksi suuremmalla avaruudellisella resoluutiolla ja tomografisen (kerroksisen) skannauksen suorittamiseksi.
UAV:t voivat toimia itsenäisesti ja vaikeapääsyisillä alueilla, useimmissa skenaarioissa ne voivat lentää lähes loputtomasti suoraan vaarallisten alueiden yli. Kehittyneemmässä järjestelmässä voidaan käyttää useita droneja luomaan ylimääräisiä erittäin korkeita bistaattisia tai multistaattisia tulokulmia, mikä laajentaa entisestään räjähtävien ammusten havaitsemiskykyä.
Amerikkalainen yritys Giobal UAV Technologies sai äskettäin kahdelta yhdysvaltalaiselta asiakkaalta sopimuksen alueen tutkimisesta NBP:n havaitsemiseksi. Yhden tutkimuksista suoritti Pioneer Aerial Surveys, Global UAV:n jaosto, joka etsi aiemmin NBP:tä Pearl Harborista. NBP:n hakuprojektit käyttävät samaa droonipohjaista UAV-MAG-mittaustekniikkaa, jota yritys käyttää geofysikaalisissa ja geodeettisissa tutkimuksissaan. UAV-MAG-tekniikka käyttää Gem Systemsin ultrakevyt GSMP-35U-magnetometriä. Pioneer Aerial käyttää UAV-laitteita, ja se voi suorittaa itsenäisiä antennitutkimuksia erittäin korkealla resoluutiolla, myös matalilla korkeuksilla, mikä mahdollistaa NBP:n havaitsemisen.
Kuva: Duke Robotics
Duke Roboticsin moniroottorinen UAV TIKAD on aseistettu konepistoolilla gyrostabiloidulla jousituksella
Organisaatiot, kuten US Army Corps of Engineers, edellyttävät, että NBP-hakuratkaisujen sovellukset sisältävät innovatiivisia maanmittaustekniikoita. Global UAV Technologiesin mukaan "Kehittämämme UAV-MAG-kuvaustekniikka todistaa joustavuuden ja luotettavuuden. Pioneer Aerial saavutti nopeasti maineen yhtenä maailman johtavista lennokkien geofysikaalisista mittauksista. NBP-tunnistuksen ja ilmakuvauksen teknologia kehittyy melko nopeasti, ja tälle alueelle tulee yhä enemmän innovatiivisia ratkaisuja, mikä lisää kiinnostusta palveluitamme ja tuotteitamme kohtaan.
Afganistan näyttää olevan maa, johon IED:n ja NBP:n kaksoisuhka vaikuttaa eniten. Kaksi veljestä tästä maasta ovat kehittäneet laillisen miinanraivauslaitteen, joka on kehitetty osana maailmanlaajuista projektia nimeltä Mine Kafon (MKD). Alankomaissa toimiva MKD kehittää erilaisia räjähteiden raivausratkaisuja monenlaisille konfliktin jälkeisille alueille käyttämällä läpimurtotekniikoita, jotka voivat tehdä miinanraivauksesta nopeampaa, turvallisempaa, halvempaa ja helpompaa.
Kuva: Pioneer Aerial Surveys Ltd
Pioneer Aerial UAV on varustettu ultrakevyellä GSMP-35U magnetometrillä, jota käytetään havaitsemaan NBP
Entiset sotaalueet ovat täynnä miljoonia miinoja ja muita räjähteitä, ja joka päivä nämä "piilotetut tappajat" vammauttavat ja tappavat lukuisia siviilejä. Lisäksi nämä miinat muodostavat myös suuren esteen maan taloudelliselle ja sosiaaliselle kehitykselle konfliktin jälkeen. Tällaisten alueiden tarkastus ja raivaus NBP:stä on edelleen kallista ja vaikeaa maastotyyppiin liittyvien ongelmien ja monien muiden tekijöiden vuoksi.
MKD-yhtiö on suunnitellut useita usean roottorin UAV:ita, joilla on bruttokansantuote taistellakseen NBP:tä vastaan. Pieni, edullinen mikro-UAV Vento ilmatutkimukseen ja kartoitukseen on saatavilla sitä eniten tarvitseville tahoille, mukaan lukien kansalaisjärjestöt. Tämän UAV:n yksinkertainen toiminnallinen suunnittelu yksinkertaistaa huoltoa ja korjausta, ja 3D-tulostimella painettu runko yksinkertaistaa tuotantoa, mikä vaikuttaa vastaavasti sen kustannuksiin. Vaaralliset alueet tunnistetaan katsomalla korkearesoluutioista kameravideota tehokkaalla zoomilla. Seuraavaksi käyttäjä tunnistaa kuopat tai kraatterit sekä epäilyttävät maaperähäiriöt digitaaliselle kartalle, minkä jälkeen luodaan 3D-kartta kiinnostavasta alueesta offline-kartoitustilassa.
Suunnittelija ja luonut Massoud Hassani
Mine Kafonin Destiny (MFD) moniroottorinen pitkän kantaman UAV on suunniteltu kartoittamaan vaarallisia alueita, kuten Afganistan
Tämän kartan avulla voidaan sitten tutkia aluetta tarkemmin ja mahdollisesti tunnistaa vaaralliset alueet tietokonekuvausalgoritmeilla. Pitkän matkan tiedusteluihin tarkoitettu MKD Destiny -mikro-UAV on varustettu korkearesoluutioisella kameralla, jonka suurennus on 10 ja joka on asennettu kolmiakseliseen gyrostabiloituun sähkömagneettiseen jousitukseen. Se pystyy lentämään jopa 5 kilometriä samalla kun se säilyttää tarkan sijainnin RTK-tekniikan (Real-time Kinematic Satellite Navigation System) avulla. Kompakti ja lujatekoinen Destiny UAV on rakennettu kestävästä hiilikuidusta, mikä vähentää painoa ja pidentää lentoaikaa jopa yhteen tuntiin. Koska Destiny-droni on varustettu kahdeksalla sähkömoottorilla, yhden tai kahden moottorin vikaantuessa se voi jatkaa lentämistä.
Manta UAV voi asettaa räjähdepanoksen NBP:n viereen, joka voidaan sitten räjäyttää etänä.
Kartoitettujen droonien luomiin 3D-karttoihin perustuva raskas autonominen MKD Manta UAV lentää tietyn alueen yli "katsomalla" järjestelmällisesti sen jokaisen metrin yli. Se pystyy kuljettamaan erilaisia tunnistusantureita, mukaan lukien metallinpaljastimen, maanalaisen luotaintutkan ja näytteenkerääjän kemiallista analyysiä varten. Tarkka sijainnin saamiseksi anturien tietoja käsitellään datafuusioalgoritmeilla. Ympäröivästä maastosta ja tunnistetiedoista riippuen räjähtävä esine joko räjäytetään kauko-ohjatulla räjähdyslaitteella, jota kuljettaa drooni, tai se puretaan sapöörin avulla. Kahdeksan tehokasta sähkömoottoria ja koaksiaalipotkuria mahdollistavat Manta-droonin kuljettamisen robotit miinanraivaus ja anturit, joiden kokonaispaino on enintään 30 kg. Kahdeksan 6S-akkua (asennettu älypuhelimiin) tarjoavat maksimilentoajan 60 minuuttia. Joustava Manta-alusta, joka voidaan ohjelmoidusti "palauttaa" sekunneissa eri tehtävien suorittamiseksi, on yhteensopiva kaikkien MKD miinanraivausdroneiden kanssa, mukaan lukien 6,6 kg painava Destiny. Manta UAV on yhteensopiva Mine Kafon GCS -maaohjausaseman kanssa, jonka ohjelmisto tarjoaa tämän yrityksen koko UAV-sarjalle yhteisen toiminnallisuuden lisäksi myös erityiset rajapinnat jokaiselle autonomiselle järjestelmälle.