Todos os UAVs considerados neste artigo estão incluídos no grupo 1. Este grupo com peso máximo de decolagem de 0 a 9 kg inclui um grande número de sistemas de diferentes tipos, incluindo tipos de aeronaves e helicópteros, e todos eles, como regra, são lançados manualmente. Muito poucos desses drones podem ser classificados como "nano". Eles são sistemas muito leves, principalmente com um rotor principal, no entanto, como todos os outros mencionados neste artigo. Qualquer soldado sonha em ter à mão um sistema voador que possa olhar "dobrando a esquina" e voltar a realizar as seguintes tarefas, pois seu peso e a quantidade de material e manutenção técnica são mínimos, ou seja, um aumento significativo em sua carga total é excluído.
As forças especiais são geralmente as primeiras a receber novos sistemas de alta tecnologia, que mais tarde entram em serviço com unidades convencionais. No entanto, poucos sistemas estão disponíveis para os militares no mercado de defesa (é claro, todos esses drones de "lazer" vendidos em centenas em lojas de brinquedos não são cobertos aqui), apenas uma parte deles é usada pela primeira vez por forças especiais e menos ainda são aqueles que instantaneamente se tornam best-sellers. Alguns outros drones, ligeiramente maiores, que não se encaixam mais na categoria "nano", têm características peculiares, o que os torna uma excelente escolha para forças de operações especiais (SSO) e além.
Antes de começarmos a descrever os sistemas existentes, vamos dar uma olhada em como pode ser o futuro, embora hoje muitas coisas possam ser atribuídas ao reino da ficção científica, e não à realidade. Em 2011, a AeroVironment desenvolveu o Nano Hummingbird, um VTOL semelhante a um pássaro voador com um peso máximo de decolagem de 19 gramas, cuja envergadura de 160 mm permite que ele permaneça no ar. Claro, este é o desenvolvimento mais complexo em todos os aspectos, da mecânica e aviônica ao canal de transmissão de dados. O Laboratório de Charles Stark Draper seguiu um caminho diferente, acreditando que não há nanodron semelhante a um inseto mais eficiente e manobrável do que um drone que imita uma libélula. Em janeiro de 2017, ela anunciou que seu programa DragonflEye, que está sendo executado em parceria com o Howard Hughes Medical Institute, fez algum progresso no gerenciamento de libélulas graças a uma pequena mochila que combina navegação, biologia sintética e tecnologias neurossensoriais e envia sinais de controle neurossensorial para a libélula. Hoje, as tecnologias de sistemas aviários ou de insetos não estão prontas para um grande sucesso comercial, mas certamente chegará a hora em que eles encontrarão seu usuário agradecido. Enquanto isso, os nanodrones atuais usam principalmente tecnologias de helicópteros, que oferecem a possibilidade de decolagem e pouso vertical.
Em janeiro de 2017, o Departamento de Defesa dos Estados Unidos emitiu um pedido de informações denominado Soldier Borne Sensor Unmanned Aircraft Systems (sensor usado pelo soldado, sistemas aéreos não tripulados), cujo objetivo era coletar informações para um futuro programa planejado. Desta vez, o objetivo era implantar esses sistemas no exército regular para fornecer vigilância no nível de esquadrões e pelotões individuais. Não havia muitos sistemas disponíveis no mercado que atendessem aos requisitos americanos, anunciados em janeiro de 2018 em reunião no chamado Dia da Indústria. Entre eles: pairar em baixa altitude por pelo menos 15 minutos, três voos com bateria totalmente carregada em condições de vento fraco, o peso máximo do aparelho é de 250 gramas, o peso máximo de todo o complexo é de 1,36 kg. Os requisitos também prevêem a probabilidade de detectar 90% de um objeto do tamanho de uma pessoa de 50 metros à noite, mais um tempo máximo de treinamento de 16 horas. O sistema deve armazenar fotos e imagens de vídeo e transmitir imagens ao soldado em tempo real para uso imediato. Além disso, os critérios de seleção incluem assinaturas visuais e acústicas, alcance da linha de visão e outros parâmetros ainda não nomeados. Sete empresas e organizações compareceram ao briefing, mas os principais concorrentes rapidamente diminuíram para três participantes - AeroVironment, InstantEye Robotics e FLIR Systems.
No final de novembro de 2016, a FLIR Systems adquiriu a empresa norueguesa Prox Dynamics AS por $ 134 milhões em dinheiro. Esta empresa é uma das pioneiras no campo dos nano-UAVs, foi fundada no final de 2007 com o objetivo de desenvolver os menores UAVs do mundo para usuários profissionais. A primeira versão, chamada Black Hornet, surgiu em 2012 e, após o surgimento de uma nova versão, recebeu a designação Black Hornet 1. “A aeronave era baseada em uma tecnologia totalmente nova, mas seu alcance de vôo era limitado a 600 metros, no entanto, bem como a duração do voo é de 15 minutos”, disse um porta-voz da FLIR Systems. O primeiro cliente foi o Exército Britânico, que, em resposta a necessidades urgentes, implantou seus primeiros drones PD-100 Black Hornet em 2012 no Afeganistão. Isso se tornou um modismo importante no histórico do nano-UAV norueguês; mais tarde, em 2015, foi desenvolvida e apresentada uma segunda variante do Black Hornet 2. "Ele era baseado na mesma plataforma, mas havia muitas melhorias em termos de sensores, alcance e estabilidade do vento." No aparelho foi instalado um motor com menor consumo de energia, o que, em combinação com uma bateria de maior capacidade, permitiu aumentar a autonomia de voo e ao mesmo tempo aumentar a autonomia do canal de transmissão de dados. Além disso, foi desenvolvida uma variante do Black Hornet 2T, na qual foi instalado um termovisor da FLIR, sendo esta a primeira colaboração entre as duas empresas. O sistema Black Hornet 2 foi adquirido por vários clientes devido às suas vantagens óbvias.
Considerando o lançamento de um programa potencialmente prioritário nos Estados Unidos, e o fato de que os militares dos EUA estão comprando pelo menos uma ordem de magnitude a mais de drones do que outros países, a FLIR decidiu que valia a pena investir mais no campo de nanossistemas e, portanto,, adquirindo Prox Dynamics. Após essa fusão, o financiamento para projetos promissores aumentou drasticamente, resultando no novo Black Hornet 3. Projetado pelo pai do Black Hornet original, Peter Muren, o dispositivo manteve o esquema do helicóptero, mas o design do rotor foi radicalmente revisado. A plataforma agora é totalmente modular, com uma bateria removível e várias cargas alvo, permitindo a rápida reconfiguração do drone. A estação base de nova geração recebeu uma série de melhorias, tanto de hardware quanto de software. O peso do Black Hornet 3 com hélice de 123 mm dobrou em relação aos seus antecessores e chegou a 33 gramas, ele pode ficar no ar por 25 minutos e voar a uma distância máxima de 2 km. O drone desenvolve uma velocidade de até 6 m / se pode voar com ventos de até 15 nós (rajadas de até 20 nós), bem como sob chuva leve. Em termos de sensores, o drone está equipado com um termovisor FLIR Lepton e uma câmera de vídeo de alta definição capaz de tirar fotos. Um termovisor com uma matriz 160x120 e um passo de 12 mícrons opera na faixa de 8-14 mícrons e tem um campo de visão de 57 ° x42 °, suas dimensões são 10, 5x12, 7x7, 14 mm e seu peso é apenas 0,9 gramas. Duas câmeras diurnas estão disponíveis, dependendo da configuração, proporcionando respectivamente uma resolução de vídeo de 680x480 e uma resolução de foto de 1600x1200, sendo possível sobrepor imagens de câmeras diurnas e noturnas.
A principal inovação do Black Hornet 3 é que ele pode voar mesmo sem um sinal de GPS. “No entanto, continuamos a desenvolver esse recurso, pois ainda tem potencial para muitas melhorias”, disse um porta-voz da empresa. Estão disponíveis quatro modos de voo: hover e observação automático e manual, voo ao longo de uma rota pré-determinada e pontos selecionados pelo operador, retorno automático e perda de comunicação. “Estamos constantemente atualizando nosso software para reduzir a carga cognitiva do operador. Esse sistema, conhecido como Black Hornet 3 PRS (Personal Reconnaissance System), é integrado ao software ATAK (Android Tactical Assault Kit) do Exército dos EUA. O sistema Black Hornet 3 completo, com peso inferior a 1,4 kg, inclui duas aeronaves, um controlador manual e uma tela de vídeo. O drone Black Hornet 3 foi adquirido por 35 países, sendo os maiores compradores os Estados Unidos, Austrália e França. Em novembro de 2018, a França anunciou uma compra de até US $ 89 milhões e, alguns dias depois, os Estados Unidos assinaram seu primeiro contrato de US $ 39 milhões. O Reino Unido assinou um contrato de US $ 1,8 milhão em abril de 2019 como parte da Iniciativa Fast Track. No verão de 2019, o Exército dos EUA recebeu seus primeiros sistemas Black Hornet 3 PRS para a 82ª Divisão Aerotransportada, que foi implantada no Afeganistão. Esses nanodrones são usados para coleta de informações e reconhecimento em nível de esquadrão e pelotão.
Durante o desenvolvimento do drone PRS, a FLIR percebeu que muitos veículos precisavam de um sistema de reconhecimento de curto alcance que pudesse ser usado sob a blindagem. Isso levou ao desenvolvimento do sistema VRS (Vehicle Reconnaissance System), que se baseia na mesma plataforma e apresenta um módulo de lançamento com quatro cassetes de aquecimento e carregamento removíveis. O kit VRS pesa aproximadamente 23 kg, mede 470x420x260 mm e pode ser equipado opcionalmente com proteção balística. Pode ser facilmente integrado ao sistema de gerenciamento de batalha por meio de uma interface padrão; A Kongsberg já o integrou ao sistema Integrated Combat Solution (ICS). A FLIR demonstrou este sistema não apenas como uma ferramenta de reconhecimento, mas também como uma ferramenta de mira com GPS integrado. O VRS está atualmente disponível apenas em pré-produção, mas a FLIR está pronta para iniciar a produção, já que o produto foi mostrado pela primeira vez em outubro de 2018 e teve alta demanda.
Além da FLIR, mais dois candidatos lutaram pelo contrato do Sensor Borne do Soldado, AeroVironment e InstantEye Robotics (uma divisão da Physical Sciences Inc). A AeroVironment desenvolveu um quadrocóptero Snipe de 140 gramas com duração de vôo de 15 minutos e autonomia de vôo de mais de um quilômetro, equipado com câmeras optoeletrônicas e infravermelho. Com velocidade máxima de 9,8 m / s, o aparelho é bastante silencioso e inaudível mesmo a 30 metros de altura do solo, é controlado por um aplicativo intuitivo carregado em um controlador de toque com Windows 7. Preparando o drone para o vôo, montado a partir de cinco peças móveis, leva menos de um minuto. Depois de selecionar um de seus concorrentes pelo Exército dos EUA, a AeroVironment aparentemente abandonou o programa Snipe.
O quadricóptero Mk-3 GEN5-D1 / D2 da InstantEye Robotics pesa menos de 250 gramas (peso máximo permitido). O complexo de 6,35 kg inclui dois aparelhos, um Ground Control Station-D, um display protegido, seis baterias, um carregador, um conjunto de parafusos, uma antena sobressalente, uma caixa de transporte e um contêiner para trabalho em campo. O dispositivo pode atingir uma velocidade máxima de 8,94 m / se suportar a mesma velocidade do vento, o alcance do canal de transmissão de dados é de 1,5 metros. A bateria principal fornece um tempo de vôo de 12-15 minutos, no entanto, uma bateria adicional garante 20-27 minutos de operação. No final de 2018, a InstantEye entregou 32 desses complexos ao Corpo de Fuzileiros Navais dos EUA para avaliação operacional como parte do pequeno programa de drones táticos.
O drone NanoHawk, mostrado pela primeira vez como um protótipo no Eurosatory 2018, foi desenvolvido pela empresa francesa Aeraccess com base nas necessidades específicas das forças especiais francesas, que precisavam de um UAV para uso dentro de edifícios e outras estruturas fechadas. Em uma competição conduzida pelo Laboratório de Controle de Armas, o NanoHawk venceu cinco outros candidatos no primeiro turno.
Neste projeto, a Aeraccess aproveitou sua experiência com o drone SparrowHawk maior, desenvolvido em conjunto com as forças especiais da polícia francesa e também capaz de operar na ausência de um sinal de GPS. No entanto, as forças especiais francesas queriam um sistema significativamente menor e, como resultado, apareceu o drone NanoHawk, no qual o esquema de quadrocóptero foi preservado e apareceu uma proteção leve à hélice, que não pode ser dispensada em voos internos. Em comparação com o protótipo, o corpo da versão de produção está equipado com sensores de prevenção de obstáculos de 360 °. Além disso, duas cargas de alvo optoeletrônico / infravermelho são instaladas na frente e atrás, o que permite ao operador ver a imagem de ambas as direções e, assim, controlar melhor a situação; sensores opcionais também permitem o mapeamento volumétrico digital de edifícios. A caixa, juntamente com a estrutura de proteção dos parafusos, foi totalmente redesenhada, agora o usuário pode reparar rapidamente o dispositivo em campo. A versão atual pesa 350 gramas sem bateria, com o peso máximo de decolagem aumentando para 600 gramas com uma bateria mais potente que fornece 10 minutos de vôo. As dimensões permanecem as mesmas, 180x180 mm nos parafusos, porém, se o cliente solicitar uma nova gaiola de proteção, as dimensões aumentarão para 240x240x90 mm.
Um dos principais elementos do complexo é um controlador manual, que permite ao operador segurar uma arma na outra mão, enquanto o monitor é montado em um colete à prova de balas, embora seja possível instalá-lo nas costas do escudo ou coloque no pulso. Os modos de voo inteligentes reduzem significativamente a carga de trabalho do operador e um link de dados criptografado multiplexado por divisão de frequência ortogonal permite o controle de voo simultâneo e a transmissão de vídeo usando um único sistema criptográfico com duas frequências diferentes.
Desde sua primeira demonstração, o drone NanoHawk passou por testes extensivos. Em uma tarefa típica, ele sai do lado de fora do prédio, voa para dentro dele através de uma janela aberta e então se move 3-4 andares para baixo ou para cima, dependendo da espessura das paredes. O dispositivo também recebeu permissão para trabalhar em navios, demonstrando sua capacidade de voar acima e abaixo da operadora sem perder os sinais de rádio e vídeo, o que abre um mercado totalmente novo. À noite, ele pode ser conectado a um sistema de visão noturna para que apenas o operador possa vê-lo. O NanoHawk também foi testado com equipes de cães, durante as quais os cães foram treinados para carregar o drone segurando-o na boca com uma guia curta. O cão começa a verificar o prédio e, ao sentir a presença de uma pessoa na sala, larga o drone do lado de fora, após o que ele sai sob comando. O cão também pode ser equipado com um repetidor para aumentar o alcance do drone, que o desenvolvedor afirma ser de várias centenas de metros ao ar livre.
Cada sistema NanoHawk consiste em um canal de dados, controlador, monitor e dois dispositivos. As primeiras unidades a encomendar o NanoHawk foram as forças de operações especiais locais. As forças especiais francesas assinaram contratos com a empresa Aeraccess, segundo os quais recebeu versões especializadas do sistema. Do lado da exportação, a Aeraccess recebeu encomendas para um número desconhecido de veículos de agências militares e policiais de Cingapura, Emirados Árabes Unidos, Reino Unido e Canadá.
O exército francês comprou os microdrones NX70 desenvolvidos pela Novadem em um pedido urgente. Este quadricóptero com peso máximo de decolagem de 1 kg no estado desdobrado tem dimensões de 130x510x510 mm (quando dobrado - 130x270x190 mm). É equipado com uma câmera diurna Ultra-HD de distância focal dupla, fornecendo FOVs de 50 ° e 5 ° e FOV de 34 °; dependendo da vontade do cliente, a matriz do conversor de vídeo pode ter dimensões de 320x240 ou 640x480. O tempo de preparação para o vôo leva menos de um minuto, o tempo no ar é de 45 minutos e a autonomia de vôo é de um quilômetro; a variante de alcance estendido tem um alcance de até 5 km. O dispositivo pode voar a velocidades de vento de até 65 km / he a uma altitude de 3.000 metros acima do nível do mar. O NX70 também pode voar em uma configuração amarrada, permitindo que fique no ar por longos períodos. O exército francês recebeu os primeiros 27 sistemas (cada um com dois dispositivos) em junho de 2019. Os primeiros drones NX70 foram implantados no estado africano de Mali, onde o contingente francês está lutando contra os rebeldes.
Em 2017, a Diodon Drone Technology lançou seu quadricóptero SP20. Definitivamente não está na categoria de nano-UAV devido ao seu design incomum, ele é adequado para uso por forças especiais. Este quadricóptero é destinado à operação em unidades aerotransportadas, pois possui um invólucro endurecido e à prova d'água de acordo com o padrão IP46 com toda a eletrônica e quatro "pernas" infláveis, nas extremidades das quais estão instaladas hélices com motores, o que permite que a aeronave permanecer flutuando, usando a superfície da água para decolagem e pouso. Ele também pode funcionar em terra, enquanto os elementos infláveis absorvem bem a energia do impacto. O drone Sp20 pesando 1,6 kg tem uma carga útil nominal de 200 gramas, tem uma velocidade máxima de 60 km / he uma velocidade vertical de 3 m / s. Dois sensores são oferecidos para ele: uma câmera CCD com uma matriz 976x582 e com lentes de 3 mm, 8 mm ou 12 mm, capaz de operar em iluminação de 0,0002 lux, e um termovisor não resfriado com uma lente de 14,2 mm e uma matriz de 640x480.
O drone SP20 pode voar a velocidades de vento de até 25 nós, a altitude máxima de operação é de 2500 metros e as temperaturas de operação vão de -5 ° C a + 45 ° C. Com “patas” desinfladas e lâminas dobradas, as dimensões do aparelho são 220x280x100 mm, em funcionamento - 550x450x190. O tempo de configuração é de menos de um minuto, graças em grande parte ao pequeno compressor incluído usado para inflar os pés. As baterias são carregadas por 23 minutos de vôo. O SP20 está equipado com um canal de comunicação analógico com alcance de até 2 km. O drone SP20 da Diodon vem com uma estação de controle de solo resistente IP56 de 1,2 kg. Este UAV anfíbio único está sendo testado em várias divisões e a Diodon Drone Technologies está aguardando o primeiro pedido dele, principalmente do exército francês.
