Avioane de supraveghere si recunoastere (XI)

De Havilland DH-82B Queen Bee 1932

Primele incercari de a realiza avioane fara pilot au fost facute in timpul WW1, englezul Archibald Low fiind considerat parintele sistemelor de ghidare prin radio. In 1918 a fost testat avionul tinta comandat prin radio.

 Ruston Procter Aerial Target

Au fost dezvoltate numeroase aparate in perioada interbelica, majoritatea fiind folosite ca tinte aeriene pentru antrenamentul artileriei antiaeriene.

SUA

 Primul avion pilotat prin radio produs pe scara mare a fost realizat de Reginald Denny, un englez ce a zburat ca mitralior in WW2, dupa care a devenit cascador si apoi actor la Hollywood. A infiintat compania Radioplanein 1940 cu sediul in California, producand modelele OQ-1, OQ-2, OQ -3, in peste 15 000 de exemplare, cumparate de armata americana.. Compania a fost cumparata de Northrop in 1952 si a continuat sa produca peste 70 000 tinte aeriene din gama Basic Training Target (BTT).

OQ-2

 In fabrica Radioplane, pe 26 iunie 1945, fotograful militar David Conover a remarcat o tanara muncitoare ce lucra pe  linia de asamblare,  Norma Jeane Dougherty si a considerat ca aceasta ar avea potential in modeling. A avut dreptate! Domnisoara si-a schimbat apoi numele in  Marilyn Monroe.

D 21

Imediat dupa doborarea avionului U2 pilotat de Gary Powers pe 1 mai 1960, SUA a demarat diverse programe pentru folosirea avioanelor fara pilot pentru misiunile de recunoastere efectuate cu survolarea teritoriului URSS sau Chinei, tari care dezvoltau arme nucleare si rachete ICBM.

 Celebra echipa Skunk Works care proiectase U2 si Blackbirds, a realizat drona D-21, care trebuia lansata initial de pe un A 12 Oxcart special modificat. Cu o viteza de pana la M 3.5, altitudine 29 000 m, distanta maxima de zbor 5600 km si o amprenta radar scazuta, avea sanse mici de a fi doborata de rachete SAM. Dupa accidentul din 30 iulie 1966, cand la desprindere de nava mama au aparut defectiuni si ambele avioane au fost distruse, un pilot pierzandu-si viata, s-a trecut la folosirea avioanelor B 52 pentru lansare. D-21 era dotata cu motor statoreactor, care are nevoie de o viteza initiala ridicata pentru pornire. Au fost construite 38 aparate, misiunea tipica constand in zbor de recunoastere deasupra tintelor, urmat de parasutarea inregistrarilor si autodistrugere.  A devenit operationala in 1969 si apoi retrasa in 1971. Au fost executate 4 misiuni de recunoastere deasupra Chinei, toate soldate cu esecuri.

D-21

Ryan Model 147 Lightning Bug

 

Ryan model 147 a fost un avion de recunoastere fara pilot propulsat de un motor cu reactie, dezvoltat din avionul tinta Firebee.  La primele modele a fost folosita camera fotografica de pe U2. Avand o viteza de aproape 1000 km/h si un plafon de pana la 19 km, datorita dimensiunilor reduse era foarte greu detectat pe radar. Pentru a evita detecţia vizuala, a fost folosita injectie de acid clorosulfonic in jetul de evacuare, dara de condens devenind transparenta.

Lansarea se facea de pe un C 130 sau de la sol cu sistem de accelerare jet assisted take off (JATO), fiind propulsat de un booster cu combustibil solid.

 

Ryan Model 147

Recuperarea se facea prin parasutare, existand si varianta recuperarii aeriene cu un elicopter.

 

Recuperare in zbor

A fost produs in mai multe variante, cu lungime intre 7-10 m si anvergura 4- 9 m, cu echipari si profil de misiune diferit. Navigarea se facea in mod autonom, initial cu giroscop, apoi cu radar doppler sau cu backup prin sistemul  long range navigation (LORAN).  Pilotarea de la distanta se executa la faza de lansare si la cea de recuperare. Practic drona era programata sa faca un zbor pe o traiectorie stabilita si dupa survolarea tintei se intorcea la locul de lansare pe acelasi traseu.

Au fost realizate variante pentru recunoastere la joasa sau la mare inaltime, dotate cu camere foto cu film de 70 mm sau camera TV, lansare de chaff sau chiar afise de propaganda.

Unul din marele succese a fost stabilirea frecventelor de ghidare ale rachetelor SA-2 si a radarelor asociate, model Fan Song. Drone dotate cu un dispozitiv de marire a amprentei radar au fost localizate de radar, iar dupa lansarea rachetei drona a detectat semnalul de ghidare si cel de feed back al transponderului folosit pentru trackingul rachetei si apoi l-a retransmis uni avion C 130. In plus a fost transmis si semnalul de comanda al detonarii de proximitate.

O astfel de misiune SIGINT nu putea fi executata de un avion pilotat, intrucat toate aceste determinari se fac dupa lansarea SAM. Cu ajutorul acestor informatii s-au realizat sisteme de detectie a radarelor RWR, ce au fost montate pe toate avioanele americane.

Dronele au fost folosite deasupra Chinei, Vietnamului si Coreei in perioada 1964-1975.

Au fost efectuate 3435 misiuni si au fost pierdute 578 aparate.

Desi au fost dezvoltate dupa 1975 variante imbunatatite, inclusiv cu armament, nu au devenit operationale. Au fost exportate si in Israel, fiind folosite in razboiul din 1973.

Chinezii au reusit sa copieze o drona gasita pe teritoriul lor si a devenit operationala incepand cu 1981 sub denumirea de WZ 5.

Programele de drone destinate recunoasterii, au fost mult timp de tipul „black project”, finantate de National Reconnaissance Office (NRO), o agentie de intelligence americana, a carei activitate a fost facuta public in 1992, desi fusese infiintata din 1960. Aflata in subordinea Departamentului apararii, formeaza impreuna cu CIA, NSA (National Security Agency), DIA (Defense Intelligence Agency) si NGA (National Geospatial intelligence Agency), cei 5 „mari” din comunitatea de intelligence a SUA.
Incepand cu 1993, programele de cercetare si achizitii drone au fost derulate de DARO (defence Airborne reconnaissance Office) si DARPA.

Rolul unei drone de supraveghere este de a observa in timp real campul de lupta, orbitand deasupra zonei si transmitand datele catre o statie de comanda aflata la sol. In general sunt propulsate de mici motoare cu piston. Au in dotare un pilot automat dar si posibilitatea de a fi radiocomandate. Pilotul automat conduce aparatul deasupra unor puncte de trecere preprogramate. Planul de zbor se face cu un click pe harta marcand punctele de trecere si apoi este incarcat in pilotul automat. De obicei navigatia este verificata si de un sistem GPS-INS. In general dronele de supraveghere zboara pe pilot automat pana in zona tintelor, dupa care sunt telecomandate de la sol. Necesitatea de a fi in  raza de actiune a sistemului de comanda radio, limiteaza practic raza de actiune. Din acest motiv este specificata in caracteristicile tehnice si durata maxima de zbor.

Senzorii folositi uzual sunt pozitionati intr-o turela montata sub fuselaj, de obicei camere video si infrarosu.  Se pot monta si sisteme de marcare tinte cu laser pentru ghidare arme inteligente, pachete SIGINT sau radare SAR miniaturale.

Lansarea se face pentru dronele mari care au tren fix de aterizare de pe piste improvizate, aterizarea fiind facuta cu un carlig ce agata cablul de franare.  Pot fi lansate si cu boostere JATO, iar recuperarea poate fi cu parasuta sau plasa. Dronele mici sunt lansate cu catapulte electrice, pneumatice, hidraulice, sau cu coarda elastica.

 

Dronele de recunoastere tactica sunt mai mari, propulsate cu motoare reactoare, raza mare de actiune si viteza ridicata. Au pilot automat ce  asigura navigatia autonoma la distanta si reintoarcerea la baza. In general nu necesita orbitarea in zona tintita si nici transmiterea imaginilor in timp real. Dispun in echipare de camere foto si radar SAR. Sunt lansate cu JATO, de pe pista sau de avion purtator.

Unele folosesc comunicatia prin satelit si pot fi pilotate de la orice distanta.

 

Dronele de recunoastere strategica pot efectua misiuni autonome la distante foarte mari, acoperind suprafete imense de teren.

Dronele miniaturale sunt lansate manual de militari, asigurand cercetarea unei zone de conflict din apropiere. Vad peste „deal” !Pot fi de tip micro, sub 5 cm si probabil de marimea insectelor  – nano. Vad dupa „colt” !

Prima clasificare a dronelor a constat in trei nivele, tinand cont de altitudinea de zbor, separat fiind dronele mini si micro.

Incepand cu 2010 clasificarea se face in 5 grupe tinand cont de masa, altitudine si viteza. Dronele sunt codificate cu litera Q, avand in fata R pentru cele de recunoastere sau M pentru cele inarmate, dupa care urmeaza cifre.

Evolutia finantarii sistemelor UAS in SUA

RQ-1 Predator
 

RQ-1 este considerat un UAV modern, fiind primul care foloseste GPS pentru navigatie si comunicarea datelor prin satelit. Datele sunt colectate de un radar SAR, camere video si FLIR.

A devenit operational in 1995 si a fost folosit in Irak, Afganistan, Libia, Serbia, Bosnia, Somalia, Yemen. Au fost produse 360 aparate, inclusiv in varainta inarmata MQ 1 (75 bucati). A fost in dotarea SUA pana in 2018 si mai este utilizat in Italia, Turcia, Maroc. Pretul la nivel 2010 era de 4 mil $. A fost dezvoltat din proiectele anterioare Amber si Gnat 750,  conduse de celebrul Abraham Karem, (articol „Tantarul” scris de WW in RoMilitary), un israelian ce a emigrat in SUA in 1977, dupa ce activase in IAF.

Caracteristici : lungime 8.22 m, anvergura 14.8 m, inaltime 2.1 m, masa gol 512 kg, masa max. 1020 kg, motor Rotax  914 F 4 cilindri 115 CP, viteza max 217 km/h, de croaziera 135 km/h, raza 1200 km. durata max de zbor 24 h, plafon 7620 m. Un sistem complet cuprinde 4 aparate de zbor si un centru de comanda la sol.

RQ-1 Predator

RQ-2 Pioneer

Incepand cu 1986, US Navy si USMC au folosit drone RQ2 Pioneer , dezvoltate de AAI  Corporation (SUA) si Israel Aircraft Industry, derivate din drona israeliana Tadiran Mastiff , prima drona israeliana ce a zburat inca din 1973, fiind considerata precursoarea dronelor moderne. Au fost produse 175 aparate.
Lansarea se face cu motor racheta sau catapulta, aterizarea fiind facuta cu carlig, pe pista sau cu recuperare in plasa.
Caracteristici tehnice : lungime 4 m, anvergura 5.2 m, inaltime 1 m, viteza 200 km/h, plafon 4600 m, raza de actiune 185 km, motor Sachs cu 2 cilindri in doi timpi, putere 26 sau 38 CP, masa 205 kg.

In operatiune Desert Storm din 1991 au fost folosite sase sisteme in misiuni de recunoastere. Tintele la sol  localizate de avioane JSTARS, erau verificate pentru confirmare de Pioneer. Desi zborul se efectua la 1500 m, in 300 de iesiri totalizand 1000 ore de zbor, un singur aparat a fost doborat de irakieni.

A fost scos din uz in 2007.

RQ-2 Pioneer

RQ-4A Global Hawk

RQ-7 Shadow 200

RQ-7  este un UAV cu aripa sus avand coarda constanta, elice impingatoare, ampenaj orizontal cu doua nacele twin-tailboom si ampenaj vertical in V inversat. Foloseste pentru propulsie un motor Wankel AR741-1101 de 38 CP. Generatorul electric produce 2 Kw, Echipamentul principal este un sistem de tip plug-in POP300 , produs de IAI, ce contine o camera in infrarosu, o camera TV si un pointer laser. Decolarea se face cu un lansator pneumatic montat pe trailer, care il accelereaza pana la 130 km/h pe o lungime de 12 m, aterizarea fiind facuta de un sistem automat si franare cu carlig.

Sunt folosite Humvees M 1162 pentru transportul aparatelor si a statiei de sol. Un sistem cuprinde 4 aparate de zbor, 3 fiind transportate de vehiculul AVT special amenajat, iar cel de al patrulea este separat intr-un container, fiind de rezerva.  Vehiculul contine si rampa de lansare, sistemul de franare la sol si cel de aterizare automata. Separat exista un vehicul de mentenanta si unul de suport tehnic.

Sistemul mai cuprinde doua statii de comanda de la sol , fiecare avand un terminal de date ce transmite comenzile radio catre aparatul de zbor . Terminalele receptioneaza imaginile video si datele de telemetrie, transmitandu-le la statia de comanda. Pe trailerul pe care se gasesc statiile se afla si un generator silentios de 10 kw. Statia si terminalul au cate un backup de tip portabil. Pentru operarea unui sistem complet sunt necesari 22 militari.

Aparatele de zbor nu pot fi folosite pe ploaie si nu au capacitatea de a „vedea” prin nori.

A devenit operational in 2002, fiind produse peste 500 exemplare in diverse variante : RQ-71A, RQ-7B, o varianta inarmata ce nu a intrat in productie, Nightwarden, Shadow 600 . Pretul este de 750 000 $/aparat.

Este folosit de Australia, Italia , Suedia, USA si Romania (Shadow 600).

RQ-7 Shadow 200

Shadow 600 are o autonomie de zbor de 12-14 ore si sarcina utila de 41 kg. Dispune de un motor mai puternic de 52 CP, autopilot, frane pe roti, si baterie cu litiu. Structurea este fabricata din compozite grafit/epoxy. Caracteristici : anvergura 6.83 m, lungime 4.79 m, plafon 4900m, viteza maxima 200 km/h, viteza de croaziera 148 km/h, viteza de supraveghere 120 km/h, masa maxima 585 kg (265 kg gol). Romania a cumparat 2 sisteme in 1998 numarul exact de aparate si componente in prezent fiind neclar. Au fost folosite in Afganistan.

RQ-7 Shadow 600

RQ-11 Raven

RQ-16 T HAWK

RQ-16 T  este un micro UAV de tip VTOL, cu elice carenata.  A fost lansat ca program in 2006, in dorinta de a dota fiecare pluton cu un aparat. Dupa testele din Irak, s-a dovedit a fi foarte util pentru depistarea dispozitivelor explozive ascunse pe trasee de transport. Are la bord 2 camere video sau IR.

Caracteristici tehnice : masa 8.39 kg, motor cu piston 5 CP, viteza max 130 km/h, plafon 3200 m, durata de zbor 40 min. Un sistem cu un aparat de zbor, statia de control cantareste 23 kg si incape in 2 ranițe. US Navy a cumparat 372 aparate,

RQ-16 T HAWK

RQ-20 Puma

RQ-20 este o drona de mici dimensiuni propulsata de un motor electric. Un sistem este format din 3 aparate de zbor si doua statii de comanda. Poate opera in conditii extreme de temperatura -29 C – +49 C  si ploaie de pana la 25 mm/ora. Are in echipare camere video si in infrarosu.

Caracteristici tehnice : lungime 1.4 m, anvergura 2.8 m, masa maxima 5.9 kg, viteza max 83 km/h, raza 15 km, durata de zbor max 2 ore. Au fost dezvoltate variante cu energie solara sau baterie mai puternica, sistem de navigatie propriu dublat de GPS.

RQ-20 Puma

RQ-21 Blackjack

RQ-21  este o drona produsa de Boeing Insitu, denumita si Integrator, fiind destinata USMC, pentru misiuni de recunoastere. Un sistem complet este format din 5 aparate de zbor si 2 statii de comanda. Pot fi lansate de de la sol sau de pe nave, iar pentru recuperare se foloseste un carlig de acrosare situat pe aripa.

Caracteristici tehnice : lungime 2.5 m, anvergura 4.9 m, masa max 61 kg, motor cu  piston 8 CP, viteza max 138 km/h, raza 93 km, durata de zbor 16 ore, plafon max 5900 m.

Au fost produse peste 100 sisteme, la un pret de 5 mil $/sistem. A devenit operational in 2014.

RQ-21 Blackjack

Scan Eagle

Scan Eagle este o drona de mici dimensiuni produsa de Boeing Insitu.

Caracteristici tehnice : lungime 1.7 m, anvergura 3.11 m, masa max  22 kg, motor cu piston 1.5 CP, viteza max. 148 km/h, durata de zbor 24 ore, plafon 5950 m.

Pretul unui sistem format din 4 drone si statia de comanda este de 3.2 mil $. A devenit operational in 2005 si este folosit de 25 state, inclusiv de Iran care a copiat un aparat capturat si au realizat o replica numita Yasir.

Scan Eagle

MAVERIC

Maveric  este o drona simpla, gata de lansare fara o pregatire prealabila. Poate fi usor pliata si transportata intr-un tub de 150 mm diametru. Zboara cu 100 km/h. Poate fi pilotata de la sol sau poate zbura autonom. Costul este intre 100-200 000 usd, in functie de dotare.

Caracteristici tehnice : lungime 75 cm, anvergura 70 cm, masa max 1.1 kg, motor electric, raza 10-15 km.

Maveric

Black Hornet – nano UAV

Black Hornet  reprezinta o noua tendinta in dezvoltarea dronelor foarte mici , tip „nano” . Este foarte usor, cantarind doar 28 g si poate deveni un accesoriu din dotarea oricarui militar. Reprezinta o schimbare majora fata de UAV-urile anterioare, folosite la nivel de pluton, companie sau batalion.

O alta noutate este faptul ca foloseste o singura elice, fata de majoritatea dronelor care sunt quadrocoptere.  Este dotat cu trei camera de zi sau de noapte, afisajul fiind facut pe un mic display din dotarea militarilor. Un sistem este format din doua aparate de zbor. Timpul de reincarcare a bateriei este de 20-25 minute, cat este de fapt si autonomia de zbor. Astfel, tot timpul un aparat poate fi mentinut in zbor. Raza de actiune este de 1.6 km.

Este dezvoltat si produs de Prox Dynamics din Norvegia si este in dotarea SUA, Franta, UK, Germania, Australia, Norvegia, Australia, Olanda si India. Au fost livrate 3000 sisteme.  Pretul este de deocamdata foarte ridicat – 190 000 $ . A fost folosit in Afganistan de trupe britanice.

Un operator poate fi antrenat sa foloseasca aceasta drona in 20 minute. Cand va fi produsa la un pret acceptabil, cred ca va intra in dotarea oricarui combatant.

Black Hornet – nano UAV

RQ 170 Sentinel

RQ 170  este o drona folosita de USAF pentru CIA. A fost construita de echipa Lockheed Skunk Works si are caracteristici stealth. Este unul din proiectele cvasi secrete. Probabil au fost produse peste 20 aparate, devenite operationale incepand cu 2007.

In 2011 , iranienii au capturat pe teritoriul lor o astfel de drona aproape intacta si in 2016 au prezentat doua replici construite de ei, Shashed S 717 Simorgh si Saegheh.

Caracteristici tehnice ; lungime 4.5 m, anvergura 20 m, motor  Garrett TFE731

RQ 170 Sentinel

Din unele drone de recunoastere tactica, au fost dezvoltate variante inarmate ce indeplinesc  misiuni de atac, denumite Unmanned Combat aerial Vehicle (UCAV) gen  MQ-1 Predator sau   MQ-9B Reaper.

In prezent dronele pot realiza toate tipurile de misiuni de supraveghere, recunoastere,  marcare tinte

fara a pune in pericol viata pilotilor. Deservesc de la marile agentii de intelligence, pana la subunitati nivel de batalion, companie, pluton sau chiar militar individual.

Miniaturizarea si probabil reducerea costurilor vor face dronele din ce in ce mai atractive.

Folosirea inteligentei artificiale le va creste gradul de autonomie, fapt ce naste mari controverse morale, politice.

Drona ce recunoaste dirijarea pe portavion prin gesturi

In viitor vor apare noi tipuri de misiuni pentru drone.

In studiile DARPA, in lupta  contra sistemelor de aparare rusesti sau chinezesti tip A2AD vor fi folosite sisteme tip „mozaic„, in care avioanele de lupta zboara impreuna cu drone, formand o „echipa”. Dronele cu senzori sau de atac, vor deschide calea oferind informatiile necesare si suportand riscurile majore.

Pentru astfel de misiuni, a inceput dezvoltarea unor drone rapide si ieftine ce pot avea diverse tipuri de echipare si care actioneaza in retea.

Una din firmele care lucreaza la acest gen de drone este Kratos, care produce avioane tinta cu reactie.

BQM 167 si dezvolta modelele :

UTAP 22 Mako, cu viteza de 1100 km/h, altitudine 5 – 16 000 m, raza de actiune 1000 km ,la un pret  sub 2 mil $ /aparat

XQ-222 Valkyrie, ceva mai mare dar cu raza de actiune de 2500 km, la un pret sub 3 mil $.

Sunt deja in faza de testare.

 

Cred ca este un pas mare contra sistemelor A2AD. Un F35 insotit de o echipa de drone pe care le comanda si controleaza, pare a fi greu de ucis !

(va urma)

Grigore Leoveanu