광산 통관 : 새로운 드론 직업
사진: 데이비드 올리버
아프가니스탄에서 "Talisman"작전 중 영국군은 미니 UAV를 사용하여 IED를 탐지하고 경로 T-Hawk를 제거했습니다.
대중의 마음에 드론 또는 드론 여러 역할을 할당했습니다. 그 중 하나는 운영자를 위험에 빠뜨리지 않고 방해받지 않고 공습하는 것입니다. 덜 알려진 것은 즉석 폭발 장치(IED)와 불발 병기를 탐지하고 파괴하는 능력입니다.
아프리카, 아시아, 남미를 포함한 지역에 배치된 IED의 파괴적인 힘과 버려진 미지의 미폭발 병기(UXO) 및 지뢰에 시달리는 분쟁 후 국가에서 배치 위험 없이 이러한 위협에 신속하게 대처할 수 있는 능력 인력은 보편적으로 중요한 전략적 필요성이 되었습니다. 이 문제를 해결하는 한 가지 방법은 소형 멀티 로터 수직 이착륙(VTOL) 차량을 사용하여 폭발물을 찾아 파괴하는 것입니다.
그 시작은 아프가니스탄에서 영국군의 탈리스만 작전에서 시작되었으며, 그 동안 복잡한 시스템을 사용하여 경로를 지우고 IED 지뢰와 폭발성 트랩을 탐지 및 파괴하고 후속 차량의 경로를 지우는 데 사용되었습니다. 그러한 시스템 중 하나는 비행 시간이 45분인 Honeywell의 T-Hawk 미니 UAV였습니다. 그는 수송 호송을 감시하고 경로를 정찰했으며 그의 기류는 선로에 누워있는 의심스러운 IED에서 모래를 날려 버릴 수 있습니다.
Talisman 작전은 Richmond Defense Systems(RDS)와 협력하여 SR1 Protector라는 UAV 기반 폭발물 처리 시스템을 개발한 런던 기반 SteelRock Technologies(SRT)의 추진력이었습니다. 공기와 땅에서 모두 광산. 증가하는 IED의 위협에 맞서기 위해 설계된 이 시스템에는 고급 열 광학 카메라와 40mm 코딩된 사격 통제 시스템 무반동 폐기 장치로 구성된 페이로드가 장착되어 있습니다.
사진: 스틸록 테크놀로지스
SteelRock의 Drone SR1 프로텍터는 IED와 싸우도록 설계되었습니다.
회전익기는 X8 KDE Direct 시스템을 기반으로 하며, 두 개의 반대 방향으로 회전하는 프로펠러를 회전시키는 브러시리스 모터가 모서리에 있습니다. SR1 드론은 최대 속도 100km/h, 최대 데이터 링크 범위는 기지국에서 150km, 50kg 하중으로 2시간 동안 공중에 머물 수 있다. 사우스 웨일즈의 SteelRock 테스트 사이트에서 일련의 테스트에서 프로텍터 시스템은 해제 장치를 사용하여 지상과 공중에서 IED를 성공적으로 무력화했습니다.
유사한 IED 무력화 시스템이 싱가포르 회사인 ST Engineering에서 STINGER(Stinger Intelligent Network Gun Equipped Robotics) 단지 형태로 개발 중입니다. 이 시스템은 ST Engineering의 Future Soldier Solution의 일부로 개발되고 있으며 세계에서 가장 가벼운 5,56mm Ultramax U100 Mk.8 기관총(중량 6,8kg)으로 무장한 쿼드콥터입니다. 무인 항공기, 최대 300m 거리에서 상당히 높은 정확도로 자동 모드에서 발사합니다. STINGER는 1,5초 이내에 샷 간에 원래 위치로 복구할 수 있습니다. 100mm 경량 폴리머탄 5,56발을 탑재할 수 있으며, 이 시스템은 첨단 사격 통제 시스템을 사용하여 자동 모드에서 목표물을 추적할 수도 있습니다.
플로리다에 본사를 둔 듀크 로보틱스(Duke Robotics)도 항공기에 통합된 완전 로봇식 무기 시스템을 개발했다. TIKAD 드론은 고유한 안정화 및 반동 솔루션을 사용합니다. оружия. TIKAD에는 6자유도의 경량 자이로 안정화 전자기 짐벌이 장착되어 있어 자체 중량의 50배에 달하는 목표 하중을 수용하고 안정화할 수 있습니다. TIKAD의 무게는 9kg이며 M4 카빈, SR25 반자동 저격소총 또는 40mm 유탄 발사기를 포함할 수 있는 XNUMXkg의 페이로드를 탑재할 수 있습니다. 테러 집단에 대한 사용과 배치된 지상군에 대한 해당 위험 감소를 위한 무인 무기 시스템으로 설계되었지만 IED 또는 지뢰를 무력화하는 데 사용할 수 있습니다. 그건 그렇고, TIKAD 무인 항공기는 이스라엘 군대에서 구입했습니다.
무인 항공 콤플렉스(BAK)는 넓은 지역이나 접근할 수 없는 지역에서 폭발하지 않은 무기를 탐지하는 데 매우 적합합니다. NBP의 검사 및 감지는 다양한 자력계, 예를 들어 4,5개 구성 요소, 고정밀 및 저잡음 벡터 기기인 디지털 플럭스게이트 자력계를 사용하여 수행됩니다. 비행 중 UAV는 고해상도로 정확한 결과를 얻기 위해 레이저 센서를 사용하여 약 XNUMX~XNUMX미터 높이에서 유지됩니다. 속도, 고도 및 위치와 같은 모든 비행 데이터가 기록되고 조사 분석을 향상시키기 위해 재생할 수 있습니다. 해당 지역을 조사할 때 필요한 정확도와 해상도를 보장하기 위해 낮은 고도에서 비행해야 하는 경우 멀티 로터 드론이 사용됩니다. 자력계가 있는 드론의 질량은 XNUMXkg 미만일 수 있습니다.
무반동 40-mm RDS 처리 장치가 SR1 UAV에 설치됨
최근에는 점점 더 자주 UAV에 합성 개구 레이더(RSA)(영어, 합성 개구 레이더 - SAR)가 장착되어 있어 폭발물과 같은 의심스러운 물체를 좋은 정확도로 감지할 수 있습니다. 대부분의 경우 이들은 대인 지뢰, NBP 및 새로운 시간 위협인 IED입니다. 그러나 이 애플리케이션의 복잡성으로 인해 SAR에 대한 새로운 기술과 새로운 시스템 개념이 필요합니다. 독일 항공 우주 센터의 최근 연구에 따르면 영어 용어로 P3M-SAR로 알려진 다중 다중 정적(하나의 송신 및 다중 수신 안테나 포함), 다중 각도 및 다중 채널 SAR 시스템이 충분한 공간 분해능, 수동 간섭의 안정적인 억제를 제공할 수 있으며 수 미터 거리에서 최대 20cm 깊이의 묻힌 물체를 감지할 수 있음이 명확하게 나타났습니다.
테스트 중에 TIRAMI-SAR이라는 이름의 드론 장착형 P3M-SAR 시스템은 PFM-1/PRB-M35와 같은 작은 플라스틱 광산 또는 압력 목재를 포함하여 다양한 환경 조건 및 물체를 시뮬레이션하는 여러 시나리오에서 뛰어난 탐지 기능을 보여주었습니다. IED 용 스트랩. 또한 역 SAR 기술을 사용한 과거 실험에서는 높은 공간 해상도와 전체 방위각 방향 탐지를 통해 공간 유효 산란 영역으로 인해 SAR 이미지에서 지뢰와 같은 인공 물체를 식별할 수 있음을 보여주었습니다.
사진: 데이비드 올리버
5,56-mm 기관총 Ultramax U100 Mk.8로 무장한 ST Engineering의 UAV Stinger
현재 UAV는 거의 임의의 궤적을 가지고 있기 때문에 P3M-SAR 유형 SAR에서 해당 이미지를 생성할 수 있으며 동시에 간섭을 효과적으로 억제하기 위해 3D 이미지를 추가로 생성할 수 있습니다. 이러한 시너지 효과로 고급 매장 물체 감지 및 식별 기능을 갖춘 시스템이 탄생할 수 있습니다. 두 가지 주요 작동 모드가 있습니다. 감지 모드는 UAV에 설치된 다중 정적 및 다중 채널 안테나 어레이를 사용하여 연구 영역을 따라 직접 비행 경로를 기반으로 합니다. 더 높은 공간 해상도로 영역을 연구하고 단층(계층) 스캔을 수행하기 위해 주어진 영역에 대해 원형 또는 나선형 궤적을 수행하는 식별 모드.
UAV는 접근이 어려운 지역에서 독립적으로 작동할 수 있으며 대부분의 시나리오에서 위험 지역 상공을 거의 무기한으로 직접 비행할 수 있습니다. 보다 발전된 시스템의 경우 여러 대의 드론을 사용하여 추가로 매우 높은 바이스태틱 또는 멀티스태틱 입사각을 생성하여 폭발물 탐지 기능을 더욱 확장할 수 있습니다.
미국 회사인 Giobal UAV Technologies는 최근 NBP를 탐지하기 위해 해당 지역을 조사하기 위해 미국의 두 고객으로부터 계약을 받았습니다. 조사 중 하나는 이전에 진주만에서 NBP를 검색했던 Global UAV의 한 부서인 Pioneer Aerial Surveys에서 수행했습니다. NBP 검색 프로젝트는 회사가 지구 물리학 및 측지 측량에 사용하는 것과 동일한 드론 기반 UAV-MAG 측량 기술을 사용합니다. UAV-MAG 기술은 Gem Systems의 초경량 GSMP-35U 자력계를 사용합니다. UAV를 사용하는 Pioneer Aerial은 저고도를 포함하여 초고해상도로 자율 항공 측량을 수행할 수 있어 NBP 감지가 가능합니다.
사진: 듀크 로보틱스
Duke Robotics의 멀티 로터 UAV TIKAD는 자이로 안정화 서스펜션에 기관단총으로 무장합니다.
미 육군 공병대와 같은 조직에서는 NBP 검색 솔루션에 혁신적인 지형 측량 기술이 포함된 애플리케이션을 요구합니다. Global UAV Technologies에 따르면 “우리가 개발하고 있는 UAV-MAG 이미징 기술은 유연성과 신뢰성을 입증합니다. Pioneer Aerial은 드론 지구물리학적 측량 분야의 세계적 리더 중 하나로 빠르게 명성을 얻었습니다. NBP 탐지 및 항공 사진 기술은 매우 빠르게 발전하고 있으며 이 분야에서 점점 더 혁신적인 솔루션이 등장하고 있으며 이는 우리 서비스 및 제품에 대한 관심을 높이는 데 기여하고 있습니다.”
아프가니스탄은 IED와 NBP의 이중 위협에 가장 큰 영향을 받는 국가인 것으로 보입니다. 이 나라의 두 형제가 Mine Kafon(Mine Kafon, MKD)이라는 글로벌 프로젝트의 일환으로 개발된 합법적 지뢰 제거 장치를 개발했습니다. 네덜란드에 본사를 둔 MKD는 지뢰 제거를 더 빠르고, 안전하고, 저렴하고, 쉽게 만들 수 있는 획기적인 기술을 사용하여 광범위한 분쟁 후 영향을 받는 지역을 위한 광범위한 폭발물 제거 솔루션을 개발하고 있습니다.
사진: Pioneer Aerial Surveys Ltd
Pioneer Aerial UAV에는 NBP 감지에 사용되는 초경량 GSMP-35U 자력계가 장착되어 있습니다.
이전 전쟁 지역에는 수백만 개의 지뢰와 기타 폭발물이 산재해 있으며 매일 이 "숨겨진 살인자"가 수십 명의 민간인을 불구로 만들고 죽입니다. 또한 이러한 광산은 분쟁 후 국가의 경제 및 사회 발전에 큰 장애물이 됩니다. NBP에서 이러한 영역을 검사하고 정리하는 것은 지형 유형 및 기타 여러 요인과 관련된 문제로 인해 여전히 비용이 많이 들고 어렵습니다.
MKD 회사는 NBP와 싸우기 위해 GDP가 있는 여러 멀티 로터 UAV를 설계했습니다. 항공 측량 및 매핑을 위한 작고 저렴한 마이크로 UAV Vento는 비정부 조직을 포함하여 이를 가장 필요로 하는 단체에서 사용할 수 있습니다. 이 UAV의 단순한 기능적 설계는 유지 보수 및 수리를 단순화하고 3D 프린터로 인쇄된 몸체는 생산을 단순화하여 비용에 영향을 미칩니다. 강력한 줌으로 고해상도 카메라 영상을 확인하여 위험한 지역을 식별합니다. 다음으로 사용자는 디지털 지도에서 구덩이나 크레이터, 의심스러운 지반 교란을 식별한 후 오프라인 매핑 모드를 사용하여 관심 영역의 3D 지도를 생성합니다.
Massoud Hassani가 디자인 및 제작
Mine Kafon's Destiny(MFD) 멀티 로터 장거리 UAV는 아프가니스탄과 같은 위험한 지역을 매핑하도록 설계되었습니다.
그런 다음 이 지도를 사용하여 지역을 추가로 조사하고 컴퓨터 이미징 알고리즘을 사용하여 위험 지역을 식별할 수 있습니다. 장거리 정찰용 MKD Destiny 마이크로 UAV에는 10축 자이로 안정화 전자기 서스펜션에 장착된 x5 배율의 고해상도 카메라가 장착되어 있습니다. RTK(Real-time Kinematic Satellite Navigation System) 기술을 이용해 정확한 위치를 유지하면서 최대 XNUMXkm까지 비행할 수 있다. 작고 견고한 Destiny UAV는 내구성이 뛰어난 탄소 섬유로 제작되어 무게를 줄이고 비행 시간을 최대 XNUMX시간까지 늘립니다. Destiny 드론에는 XNUMX개의 전기 모터가 장착되어 있기 때문에 XNUMX~XNUMX개의 모터가 고장나도 계속 비행할 수 있습니다.
Manta UAV는 NBP 옆에 폭발물을 배치한 다음 원격으로 폭발시킬 수 있습니다.
무인 항공기 매핑으로 생성된 3D 지도를 기반으로 하는 무거운 자율 MKD Manta UAV는 주어진 영역 위를 비행하며 체계적으로 모든 미터를 "찾습니다". 금속 탐지기, 지하 사운딩 레이더, 화학 분석을 위한 샘플 수집기 등 다양한 탐지 센서를 탑재할 수 있습니다. 정확한 위치에 대한 정보를 얻기 위해 센서의 데이터는 데이터 융합 알고리즘을 사용하여 처리됩니다. 주변 지형과 식별 데이터에 따라 폭발물은 드론에 탑재된 원격 제어 폭발 장치를 사용하여 폭파하거나 공병으로 해체합니다. XNUMX개의 강력한 전기 모터와 동축 프로펠러를 통해 Manta 드론은 로봇 총 중량이 최대 30kg인 지뢰 제거 및 센서. 6개의 60S 배터리(스마트폰에 장착)는 최대 6,6분의 비행 시간을 제공합니다. 다양한 작업을 수행하기 위해 프로그래밍 방식으로 몇 초 만에 "리플래쉬"할 수 있는 유연한 Manta 플랫폼은 무게가 XNUMXkg인 Destiny를 포함한 모든 MKD 지뢰 제거 드론과 호환됩니다. Manta UAV는 Mine Kafon GCS 지상 제어 스테이션과 호환되며 이 소프트웨어는 이 회사의 전체 UAV 라인에 공통적인 기능 외에도 각 자율 시스템에 대한 특정 인터페이스를 제공합니다.
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