나노 및 마이크로 드론. 특수 부대뿐만 아니라
사진은 Black Hornet 3 nano-UAV FLIR Systems의 치수를 반영합니다. 이 시스템은 큰 성공을 거두었으며 첫 번째 버전은 아프가니스탄의 영국 군대에 의해 운영되었습니다.
무인 항공기 시장은 여전히 성장하고 있으며 매년 수많은 회사들이 나타나고 사라지고 있습니다. 최대 이륙 중량과 작업 높이를 기준으로 미 국방부는 이러한 모든 시스템을 1 개 그룹으로 나누었습니다. 그룹 9 시스템의 무게는 최대 2kg, 그룹 25-최대 3kg, 그룹 600-최대 4kg, 그룹 5 및 600-4kg 이상입니다. 그룹 5500의 시스템은 최대 5 미터의 고도에서 비행하는 반면 그룹 5500의 시스템의 작업 높이는 XNUMX 미터 이상입니다.
이 기사에서 논의된 모든 UAV는 그룹 1에 속합니다. 최대 이륙 중량이 0~9kg인 이 그룹에는 항공기 및 헬리콥터 유형을 포함하여 다양한 유형의 시스템이 많이 포함되며 모두 원칙적으로 손으로 시작됩니다. 이들 중 극소수 무적의 "나노"로 분류할 수 있습니다. 그러나 이 기사에서 언급한 모든 것과 마찬가지로 대부분 메인 로터가 있는 매우 가벼운 시스템입니다. 모든 군인은 무게와 물류량이 최소화되어 전체 부하의 상당한 증가가 제외되기 때문에 "모퉁이를 돌고"다음 작업을 수행하기 위해 돌아올 수있는 비행 시스템을 손에 들고 싶어합니다.
호주 군인이 정찰 작전을 펼치고 있다 무인 비행기 블랙 호넷 3; 전체 단지에는 두 대의 항공기, 지상 관제소 및 예비 배터리가 포함됩니다.
일반적으로 특수 부대는 새로운 첨단 시스템을 처음으로 받았으며, 나중에이 시스템은 기존 유닛의 무기고에 들어갑니다. 그러나 국방 시장에서 군용으로 사용할 수있는 시스템은 거의 없습니다 (물론 수백 개의 장난감 상점에서 판매되는이 "레저"드론은 여기에서 고려되지 않음).이 중 일부만 특수 부대에서 처음으로 사용되고 그 중 일부만 즉시 베스트셀러가됩니다. 더 이상 나노 카테고리에 맞지 않는 약간 더 큰 다른 드론은 다소 독특한 특성을 가지므로 특수 작전 부대 (MTR)뿐만 아니라 탁월한 선택입니다.
몇 년 전에 AeroVironment가 개발 한 Nano Hummingbird는 날개를 펄럭이며 벌새를 모방하여 장치를 공중에 유지합니다.
기존 시스템을 설명하기 전에 미래가 될 수있는 것을 살펴 보자. 오늘날 많은 것들이 현실보다는 공상 과학의 영역에 기인 할 가능성이 더 크다. AeroVironment는 2011 년에 최대 이륙 중량이 19 그램이고 날개 길이가 160mm 인 수직 이륙 및 착륙 새인 Nano Hummingbird를 개발하여 공중에 유지할 수있게했습니다. 물론 이것은 모든 측면에서 역학 및 항공 전자 공학에서 시작하여 데이터 전송 채널로 끝나는 가장 어려운 개발입니다. Charles Stark Draper Laboratory에서 그들은 잠자리 모방 드론보다 더 효율적이고 기동 가능한 곤충 같은 나노 드론이 없다고 믿으며 다른 길을 걸었습니다. 2017 년 XNUMX 월, Howard Hughes Medical Institute와 함께 구현 된 DragonflEye 프로그램은 항법, 합성 생물학 및 신경 감각 기술을 결합하고 잠자리에 제어 신호를 보내는 작은 가방 덕분에 잠자리를 제어하는 데 어느 정도 발전했다고 발표했습니다. 오늘날 가금류 또는 곤충 시스템 기술은 상업적으로 큰 성공을 거두지 못했지만 감사 한 사용자를 찾을 때가 올 것입니다. 한편, 현재의 나노 드론은 주로 헬리콥터 기술을 사용하여 수직 이륙 및 착륙 가능성을 제공합니다.
DragonflEye 곤충과 같은 나노 드론-Draper 's Laboratory의 발명품
2017 년 XNUMX 월 미 국방부는 솔저 보른 센서 무인 항공기 시스템 (군인 착용 센서, 무인)이라는 정보 요청을 발표했습니다. 항공 향후 계획된 프로그램에 대한 정보를 수집하는 것이 목적이었습니다. 이번에는 개인 부대와 소대 레벨에서 감시 할 수 있도록이 시스템을 정규 군대에 배치하는 것이 목표였습니다. 2018 년 15 월 소위 Industry Day 회의에서 발표 된 미국의 요구 사항을 충족하는 시스템은 시장에 출시되지 않았습니다. 그중 : 약 250 분 동안 저고도에서 가벼운 바람에 완전히 충전 된 배터리로 1,36 회 비행하면 장치의 최대 무게는 90 그램이며 전체 단지의 최대 무게는 50 kg입니다. 요구 사항은 또한 밤에 16m에서 사람의 크기로 물체의 XNUMX %를 탐지 할 확률과 최대 XNUMX 시간의 훈련 시간을 제공합니다. 시스템은 즉시 사용하기 위해 사진과 비디오를 저장하고 군인에게 이미지를 실시간으로 전송해야합니다. 또한 선택 기준에는 시각 및 음향 서명, 직 거리 비행 범위 및 아직 명명되지 않은 기타 매개 변수가 포함됩니다. XNUMX 개의 회사와 조직이 브리핑에 참석했지만 주요 경쟁 업체는 AeroVironment, InstantEye Robotics 및 FLIR Systems의 XNUMX 명으로 빠르게 줄었습니다.
AeroVironment는 미국 프로그램 Soldier Borne Sensor의 요구 사항을 충족시키기 위해 150 그램 저격 쿼드로 콥터를 개발했습니다. 응용 프로그램이 출시 된 후 개발이 중단 된 것 같습니다.
2016 년 134 월 말 FLIR Systems는 노르웨이 회사 인 Roh Dynamics AS를 2007 억 2012 만 달러의 현금으로 인수했습니다. 이 회사는 나노 UAV 분야의 개척자 중 하나이며 1 년 말에 전문 사용자를 위해 설계된 세계에서 가장 작은 UAV를 개발하기 위해 설립되었습니다. 첫 번째 버전 인 Black Hornet (검은 호넷)은 600 년에 나타 났으며 새 버전이 나온 후 Black Hornet 15로 지정되었습니다.“항공기는 완전히 새로운 기술을 기반으로했지만 비행 거리는 100 미터로 제한되었습니다. FLIR Systems의 한 대표는 비행 시간이 2012 분이라고 밝혔다. 첫 번째 고객은 영국군으로 긴급한 요구에 따라 2015 년 아프가니스탄에 첫 번째 PD-2 Black Hornet 드론을 배치했습니다. 이것은 노르웨이 나노 -UAV의 실적에서 중요한 포인트가되었습니다. 2 년 후반에 Black Hornet 2의 두 번째 버전이 개발 및 도입되었으며, "동일한 플랫폼을 기반으로했지만 센서, 범위 및 바람 안정성에 대해 많은 개선이 이루어졌습니다." 전력 소모량이 적은 엔진이 장치에 설치되어 용량이 큰 배터리와 함께 비행 범위를 늘리고 동시에 데이터 전송 채널의 범위를 늘릴 수있었습니다. 또한 FLIR의 열 화상 카메라가 설치된 Black Hornet XNUMXT 버전이 개발되었으며 이는 두 회사의 첫 공동 작업이었습니다. Black Hornet XNUMX 시스템은 명백한 장점으로 인해 많은 고객들에 의해 인수되었습니다.
FLIR Systems의 Black Hornet VRS 프로토 타입은 지상 발사 모듈에 설치됩니다. 이 모듈은 모든 유형의 기계에 쉽게 통합 될 수 있습니다.
FLIR는 미국에서 잠재적으로 우선 순위가 높은 프로그램을 시작하고 미군이 다른 국가보다 최소 3 십만 대 이상의 드론을 구매한다는 사실을 고려하여 나노 시스템 분야에 더 많은 투자를 할 가치가 있다고 판단하여 Рхох Dynamics를 인수했습니다. 이 합병 후 유망한 프로젝트에 대한 자금이 급격히 증가하여 새로운 Black Hornet 3 드론이 생겼으며 원래 Black Hornet의 아버지 인 Peter Muren의 아버지가 설계 한이 장치는 헬리콥터 배치를 유지했지만 로터 설계는 근본적으로 개정되었습니다. 이 플랫폼은 이제 완전히 모듈식이되었으며 탈착식 배터리와 다양한 목표로드를 통해 드론을 빠르게 재구성 할 수 있습니다. 차세대 기지국은 하드웨어와 소프트웨어 모두에서 많은 개선을 받았습니다. 이전 모델에 비해 직경이 123mm 인 나사가있는 장치 인 Black Hornet 33의 무게는 25 그램이며, 2 분 동안 공중에 머무르고 최대 거리 6km로 날아갈 수 있습니다. 드론은 최대 15m / s의 속도를 가지며 가벼운 비에서도뿐만 아니라 최대 20 노트 (풍속 최대 160 노트)의 풍속으로 비행 할 수 있습니다. 센서는 드론에 FLIR Lepton 열 화상 카메라와 사진을 찍을 수있는 고해상도 비디오 카메라가 장착되어 있습니다. 매트릭스 크기가 120x12이고 피치가 8 미크론 인 열 화상 카메라는 14-57 미크론 범위에서 작동하며 42도 x 10,5 도의 시야각을 가지며 치수는 12,7x7,14x0,9mm이며 무게는 680g입니다. 구성에 따라 480 개의 주간 카메라를 사용할 수 있으며 각각 1600x1200 비디오 및 XNUMXxXNUMX 사진의 해상도를 제공하므로 주간 및 야간 카메라의 이미지를 오버레이 할 수 있습니다.
Aeraccess NanoHawk 드론
Black Hornet 3의 주요 혁신은 GPS 신호가없는 상태에서도 비행 할 수 있다는 것입니다. 회사 대표는“그러나이 기회는 여전히 많은 개선의 가능성이 있기 때문에이 기회를 계속 개발하고 있습니다. 자동 및 수동 호버링 및 모니터링, 운영자가 선택한 미리 정해진 경로 및 지점을 따라 비행, 자동 복귀 및 통신 손실의 네 가지 비행 모드를 사용할 수 있습니다. “우리는 운전자의인지 부하를 줄이기 위해 소프트웨어를 지속적으로 업데이트하고 있습니다. Black Hornet 3 PRS (Personal Reconnaissance System)라고하는이 시스템은 미 육군의 ATAC (Android Tactical Assault Kit) 소프트웨어와 통합되어 있습니다. 3kg 미만의 완전한 Black Hornet 1,4 시스템에는 항공기 3 대, 핸드 컨트롤러 및 비디오 화면이 포함됩니다. Black Hornet 35 드론은 2018 개국에서 구매했으며 그 중 가장 큰 구매자는 미국, 호주 및 프랑스입니다. 89 년 39 월 프랑스는 총 2019 억 1,8 천 2019 백만 달러의 구매를 발표했으며 며칠 후 미국은 3 억 82 천 XNUMX 백만 달러의 첫 계약에 서명했습니다. XNUMX 년 XNUMX 월 영국은 신속한 조달 이니셔티브의 일환으로 XNUMX 만 달러 계약을 체결했습니다. XNUMX 년 여름, 미 육군은 아프가니스탄에 배치 된 XNUMX 차 항공 사단을위한 최초의 Black Hornet XNUMX PRS 시스템을 받았습니다. 이 나노 드론은 분리 및 소대 수준에서 정보와 정찰을 수집하는 데 사용됩니다.
Quadrocopter Mk-3 GEN5-D1은 InstantEye Robotics에서 미 육군 프로그램 Soldier Borne Sensor를 위해 개발했습니다. 회사는 여전히이 제품을 적극적으로 홍보하고 있습니다.
FLIR는 PRS 드론을 개발할 때 많은 차량이 장갑 아래에서 사용할 수있는 단거리 정찰 시스템이 필요하다는 것을 깨달았습니다. 이로 인해 동일한 플랫폼을 기반으로하며 23 개의 착탈식 가열 및 충전 카세트가있는 발사 모듈이 장착 된 차량 정찰 시스템 (VRS)이 등장했습니다. VRS 키트의 무게는 약 470kg이며, 크기는 420x260x2018mm이며, 선택적으로 탄도 보호 장치를 장착 할 수 있습니다. 표준 인터페이스를 통해 전투 제어 시스템에 쉽게 통합 될 수 있습니다. Kongsberg는 이미 통합 전투 솔루션 (ICS)에 통합했습니다. FLIR는이 시스템을 정찰뿐만 아니라 GPS가 통합 된 조준 도구로도 시연했습니다. 현재 VRS는 파일럿 버전으로 만 제공되지만 FLIR은 XNUMX 년 XNUMX 월이 제품의 첫 번째 쇼 이후 큰 수요가 있었기 때문에 생산을 시작할 준비가되었습니다.
조류와 같은 드론 Nano Hummingbird의 기능 시연
FLIR 외에도 AeroVironment 및 InstantEye Robotics (Physical Sciences Inc의 한 부서)라는 두 명의 지원자가 솔저 보른 센서 계약을 위해 싸웠습니다. AeroVironment는 비행 시간이 140 분이고 광전자 및 적외선 카메라가 장착 된 15km 이상의 비행 범위를 가진 9,8g 스 나이프 쿼드 콥터를 개발했습니다. 최대 속도가 30m / s 인이 장치는 매우 조용하고지면 위 7m 고도에서들을 수 없으며 Windows XNUMX의 터치 컨트롤러에로드 된 직관적 인 응용 프로그램으로 제어됩니다. XNUMX 개의 움직이는 부품으로 조립 된 드론 비행 준비 XNUMX 분도 채 걸리지 않습니다. AeroVironment는 미 육군이 경쟁사 중 하나를 선택한 후 스 나이프 프로그램을 포기한 것 같습니다.
쿼드로 콥터 제어 국 Mk-3 GEN5-D1의 디스플레이로부터의 사진; InstantEye Robotics에서 개발하여 평가를 위해 해병대에 전달했습니다.
InstantEye Robotics에서 개발 한 쿼드 콥터 Mk-3 GEN5-D1 / D2의 무게는 250 그램 미만입니다 (최대 무게 허용). 6,35kg 컴플렉스는 지상 제어 스테이션 -D 8,94 개, 보호 디스플레이 1,5 개, 배터리 12 개, 충전기, 나사 세트, 예비 안테나 15 개, 운송 상자 및 현장 작업용 컨테이너 20 개로 구성됩니다. 장치는 최대 27m / s의 속도에 도달 할 수 있으며 동일한 풍속을 견딜 수 있으며 데이터 채널의 범위는 2018m입니다. 주 배터리는 32-XNUMX 분의 비행 시간을 제공하지만 추가 배터리는 XNUMX-XNUMX 분의 작동을 보장합니다. XNUMX 년 말에 InstantEye는 소규모 전술 드론 프로그램의 일부로 운영 평가를 위해 XNUMX 개의 복합 단지를 미국 해병대에 전달했습니다.
NanoHawk의 최신 구성은 Eurosatory 2018에 표시된 프로토 타입과는 상당히 다릅니다. 드론은 군대의 검토 및 제안 결과에 따라 수정되었습니다.
Eurosatory 2018에서 프로토 타입으로 처음 선보인 NanoHawk 드론은 프랑스 회사 Aeraccess에 의해 프랑스 특수 부대의 특정 요구에 따라 개발되었으며, 건물 및 기타 밀폐 된 건물 내부에서 사용하기 위해 UAV가 필요했습니다. Arms Control Laboratory가 이끄는 대회에서 NanoHawk는 XNUMX 라운드에서 XNUMX 명의 다른 후보를 수상했습니다.
이 프로젝트에서 Aeraccess는 프랑스 경찰 특수 부대와 함께 개발 한 GPS SparrowHawk 드론에 대한 작업 경험을 사용했으며 GPS 신호가없는 상태에서도 작업 할 수있었습니다. 그러나 프랑스의 특수 부대는 훨씬 더 작은 시스템을 원했고 결과적으로 쿼드 호퍼 레이아웃이 저장되고 나사를 쉽게 보호 할 수있는 NanoHawk 드론이 나타 났으며 실내에서 비행 할 때 제거 할 수 없었습니다. 프로토 타입과 비교하여 직렬 버전의 케이스에는 360 °의 커버리지 영역을 가진 장애물 회피 센서가 장착되어 있습니다. 또한 350 개의 광전자 / 적외선 대상 부하가 앞뒤에 설치되어있어 작업자가 양방향에서 사진을 볼 수 있으므로 상황을 소유하는 것이 좋습니다. 옵션 센서는 또한 건물의 600D 디지털 매핑을 가능하게합니다. 나사의 보호 구조와 함께 하우징이 완전히 재 설계되었으므로 이제 사용자는 현장에서 장치를 신속하게 수리 할 수 있습니다. 현재 버전의 무게는 배터리없이 10g, 최대 이륙 무게는 180 분의 비행을 제공하는보다 강력한 배터리로 180g으로 증가합니다. 나사 크기는 240x240mm로 동일하게 유지되었지만 고객이 새 보호 케이지를 필요로하면 크기가 90xXNUMXxXNUMXmm로 증가합니다.
Live Dragonfly-ragonflEye 프로젝트의 멤버입니다. 이중 느낌 ...
단지의 주요 요소 중 하나는 운전자가 다른 손으로 잡을 수있는 수동 컨트롤러입니다 оружие, 모니터를 방탄복에 설치 한 상태에서 실드 뒷면에 설치하거나 손목에 장착 할 수는 있지만 가능합니다. 인텔리전트 플라이트 모드는 작업자의 작업량을 크게 줄이고 직교 주파수 분할 기반 멀티플렉싱을 사용하는 암호화 된 데이터 전송 채널은 두 개의 다른 주파수를 가진 하나의 암호화 시스템을 사용하여 동시 비행 제어 및 비디오 전송을 제공합니다.
첫 번째 쇼 이후, NanoHawk 드론은 광범위한 테스트를 거쳤습니다. 일반적인 작업을 수행하면 건물 외부에서 벗겨지고 열린 창을 통해 들어간 다음 벽의 두께에 따라 3-4 층을 위 또는 아래로 이동합니다. 이 장치는 또한 선박에서 작업 할 수있는 허가를 받았으며, 라디오 및 비디오 신호를 잃지 않고 운전자를 위아래로 비행 할 수있는 능력을 보여 주어 완전히 새로운 시장을 열었습니다. 야간에는 야간 비전 시스템에 연결하여 운영자 만 볼 수 있습니다. NanoHawk는 또한 개 훈련과 관련하여 테스트를 통과했으며, 그 동안 개는 드론을 들고 짧은 가죽 끈으로 입안에 들고 훈련했습니다. 개는 건물을 확인하기 시작하고, 방에 사람의 존재를 감지하면 드론을 밖으로 던지고 명령을 내립니다. 개는 드론의 범위를 늘리기 위해 중계기를 장착 할 수 있으며, 개발자에 따르면 야외에서 수백 미터에 달합니다.
각 NanoHawk 시스템은 데이터 채널, 컨트롤러, 모니터 및 두 개의 장치로 구성됩니다. NanoHawk를 주문한 첫 번째 부대는 지역 특수 작전 부대였습니다. 프랑스 특수 부대는 Aeraccess와 계약을 체결했으며, 이에 따라 특수 버전의 시스템을 받았습니다. 수출과 관련하여 Aeraccess는 싱가포르, 아랍 에미리트, 영국 및 캐나다의 군사 및 법 집행 기관으로부터 알려지지 않은 수의 장치에 대한 주문을 받았습니다.
상용 UAV에서 드론 인 NX70 드론은 군사용으로 개조되었으며 현재 아프리카에 배치 된 프랑스 파병 대원에 의해 운영되고 있습니다.
프랑스 군은 긴급 요구에 따라 Novadem이 개발 한 NX70 마이크로 드론을 구입했습니다. 펼쳐진 상태에서 최대 이륙 중량이 1kg 인이 쿼드로 콥터의 치수는 130x510x510mm (접힌 경우 130x270x190mm)입니다. 50 ° 및 5 ° 시야를 제공하는 두 개의 초점 거리를 가진 Ultra-HD 일광 카메라와 34 ° 시야를 가진 열 화상 카메라가 장착되어 있습니다. 고객의 요구에 따라 비디오 변환기 매트릭스의 크기는 320x240 또는 640x480입니다. 비행 준비 시간은 45 분 미만이며, 대기 시간은 5 분이며 비행 범위는 65km입니다. 장거리 옵션의 범위는 최대 3000km입니다. 이 장치는 최대 70km / h의 풍속과 해발 27m의 고도에서 비행 할 수 있습니다. NX2019 드론은 또한 테 더링 구성으로 비행 할 수있어 오랫동안 공중에 머무를 수 있습니다. 프랑스 군은 70 년 XNUMX 월 최초 XNUMX 개 시스템 (각 XNUMX 대씩)을 받았다. 최초의 NXXNUMX 드론은 프랑스 군이 반군과 싸우고있는 아프리카 말리 주에 배치되었습니다.
UAV SP2O는 물에서 이륙합니다. IP46에 방수 전자 컨테이너
2017 년 Diodon Drone Technology는 쿼드 콥터 SP20을 출시했습니다. 특이한 디자인으로 인해 nano-UAV 범주에 확실히없는 것은 특수한 힘으로 사용하기에 매우 적합합니다. 이 쿼드로 콥터는 모든 전자 장치와 46 개의 팽창 식 "다리"가있는 IP20 표준 바디에 따라 강화되고 방수 처리되어 랜딩 유닛에서 작동하도록 설계되었으며, 그 끝에 엔진이 장착 된 프로펠러가 설치되어있어 이륙을 위해 수면을 사용하여 장치를 계속 띄울 수 있습니다. 착륙. 팽창 식 요소는 충격 에너지를 잘 흡수하면서 육상에서도 작동 할 수 있습니다. 1,6kg 무게의 Sp200 드론은 공칭 리프팅 용량이 60g이고 최고 속도는 3km / h이며 수직 속도는 976m / s입니다. 여기에는 582 개의 센서가 제공됩니다 : 3x8 매트릭스와 12mm, 0,0002mm 또는 14,2mm 렌즈, 640 럭스 조명 아래에서 작동 할 수있는 CCD 카메라, 480mm 렌즈와 XNUMXxXNUMX 매트릭스의 비 냉각 열 화상 카메라.
SP20 드론은 최대 25 노트의 풍속, 최대 작동 높이는 2500 미터, 작동 온도는 -5 ° C ~ + 45 ° C에서 비행 할 수 있습니다. 수축 된 "발"과 접힌 블레이드를 사용하면 장치의 크기는 작동 조건-220x280x100 인 550x450x190mm입니다. 작업 준비 시간은 23 분 미만으로,“발”을 팽창시키는 데 사용되는 소형 압축기가 크게 촉진됩니다. 배터리는 20 분 동안 지속됩니다. SP2 모델에는 최대 20km 범위의 아날로그 통신 채널이 장착되어 있습니다. Diodon의 SP56 드론에는 1,2kg IPXNUMX 보호 지상 제어 스테이션이 제공됩니다. 이 독특한 수륙 양용 UAV는 현재 다양한 부서에서 테스트되고 있으며, Diodon Drone Technologies는이를 위해 프랑스 군의 첫 번째 명령을 기대합니다.
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