drones

vehículo aéreo no tripulado

3dr solo de drones 3D Robotics
3dr solo

Un drone es un vehículo aéreo no tripulado, es una aeronave sin tripulación que puede mantener de forma autónoma un nivel de vuelo sostenido y controlado.

Esta propulsado por un motor de explosión, eléctrico o también de reacción.

General Atomics

En 2014 General Atomics presentó el drone llamado Predator XP, este drone puede ser vendido a países donde la normativa norteamericana no permite vender sistemas con determinado armamento, países de Oriente Medio, de África del Norte, Sudamérica y Asia.

MQ-1C Grey Eagle financiado por el Ejército de los Estados Unidos
General Atomics MQ-1C Grey Eagle

Este drone tiene vuelo de 25.000 pies (más de 7.600 metros), es capaz de permanecer en el aire 35 horas seguidas y alcanzar velocidades próximas a los 260 kilómetros por hora.

historia

El nacimiento del drone se remonta a más de un siglo atrás, en aquella época, Nikola Tesla (mítico inventor de origen serbio), conocido por sus inventos y cooperaciones en diversos campos, del que destacaba en el electromagnético, corriente alterna, fluorescencia, radio, entre muchos otros.

Tesla, además de inventar la electricidad (aunque fue Edison, quien paso a la historia como el padre de la misma), predijo tecnologías que décadas después se hicieron realidad.

Los precursores de estos cambios, permitieron décadas después, expandir sus campos de investigación a nuestra sociedad y a nuestros hogares.

Tesla predijo tecnologías reales
experimento dron por Tesla

Algunas de ellas, las podemos aplicar a la tecnología que se aplica a la telefonía, aplicaciones wifi, al gran avance de los aviones comerciales, los drones.

En 1898 Tesla registró la patente de una especie de barco volador. Se creía que podía ser un arma muy mortífera que acabaría con las guerras.

Ya en nuestras décadas, Chris Anderson, junto con Jordi Muñoz, hacen suya la idea y hoy día, son fabricantes de elementos para drones más importantes del mercado.

Se desarrollaron gran multitud de ellos, aunque no con los propósitos que en su principio se crearon.

Predator, usado por CIA en Afganistan
Predator, primer dron de la CIA

el dron, un arma mortífera

Uno de los primerizos drones más famosos del mundo, fue el drone Phantom 3.

Este drone, tenía una estupenda calidad precio, con un peso de 1280kg, tenía una velocidad de ascenso de 5m/s e incluía una cámara estabilizadora que era capaz de hacer fotos de 12 megapíxeles y grabar videos con calidad de 2,7.

Sabemos que los vuelos comerciales viajan a una altitud crucero media de entre 30.000m y 40.000m, pero, ¿y los drones?.

Los drones, (generalmente recreativos) tiene una velocidad media de 60 km/h. y suelen tener una autonomía promedia de casi media hora. Como media, se estima que puede llegar hasta 1.500 metros y suelen incorporar un botón para su regreso de forma automática.

normativa española

Actualmente (2020/ 21), para volar drones de más de 250gr en España, se exige mantener una serie de condiciones, que nos permita pilotarlos de forma segura en zonas no urbanas:

– La distancia máxima al drone no excederá de 100 metros.

– Tiene que haber una altura de 120 metros sobre el edificio más alto en un radio de 600 metros.

En cualquier caso, las normativas en cada país suele establecer una relación peso/ altura de vuelo diferente, recomendamos encarecidamente, tenerlas en cuenta.

Los drones vehículos con GPS incorporado
vehículos con GPS incorporado

comunicación

Los protocolos para drones y el R/C pueden ser muy diversos.

Los Transmisores (TX) o emisoras por una parte será el encargado de enviar nuestros movimiento, permite a los pilotos controlar el drone de forma inalámbrica y por otro banda tenemos los receptores de radio (RX) que serán los encargados de recibir la señal que transmite nuestra emisora, para comunicarse con la controladora de vuelo (FC), nuestro drone.

En los sistema de comunicaciones, muchas empresas enfocadas al ámbito de las telecomunicaciones y seguridad, desarrollan los drones con sistemas antipirateo de señal. (en España una de las más conocidas, fue la gallega Egatel).

métodos de vuelo

Hemos visto que mediante emisora y visionándolo directamente es una clásica y buena opción para pilotar un dron, ¡pero no es la única!

En la actualidad, el control remoto (tipo joystick) se puede realizar también mediante aplicaciones concedidas para smartphones o tablets.

Android, iOS, e incluso Linux pueden ser utilizados para pilotar un drone desde app desarrolladas para tal efecto (opción mediante WiFi)

La posibilidad de programar rutas de paso (utilizando waypoints) es otra de las múltiples posibilidades de configuración.

Para poder utilizar muchas de estas opciones, en muchos casos, se requiere que el drone incorpore GPS, además, nos permitirá poder recoger información del vuelo en cualquier zona y localizaremos perfectamente el drone en posición y altitud en cada momento.

FPV (First Person View) Se puede controlar y hacer un seguimiento del drone con visión remota o pilotaje en inmersión, (vuelo en primera persona).

tecnología GPS

Los primeros Vant se construyeron durante la Guerra Mundial y no se estrenaron hasta la segunda Guerra Mundial, antiguamente se utilizaban para entrenar a los operarios de los cañones antiaéreos.

Sólo utilizaban los drones como un ejercicio de puntería, aunque la idea era que lanzaran bombas sobre los enemigos.

Actualmente, los VANT militares realizan tanto misiones de reconocimiento como de ataque.

campo concentración Auschwitz (krakow)
Cracovia – Auschwitz (krakow)

En la guerra fría, sobre todo EEUU, trabajaban para que fueran objetivos militares. En la guerra de Vietnam, se volvió a retomar su utilidad para destruir los objetivos desde el aire.

VANT – dron de guerra

Los VANT (vehículo aéreo no tripulado), se han dejado ver en la guerra del Golfo y en la guerra de Bosnia.

A finales de 1916, el Reino Unido construye a cargo del capitán A.H Low el Aerial Target, un vehículo aéreo no tripulado controlado por radio desde tierra que pretendía servir como blanco aéreo de entrenamiento y como defensa contra los Zeppelins.

En el 1917, se desarrolla el conocido como Torpedo Aéreo Kettering por Charles F. Kettering de la General Motors, con los controles de Elmer Sperry y su hijo Lawrence Sperry.

existen dos variantes

ubicación remota. RPAS (del inglés Remotely Piloted Aircraft System),​ el drone vuela sin tripulación, su control se realiza remotamente.

vuelo pre-programados. considerados como vuelos autónomos, los planes de vuelo se realizan a través de automatización dinámica (se programan los puntos de paso, mediante coordenadas).

predator

Militarmente hablando, los Vehículos Aéreos de Combate No Tripulados (UCAV) se utilizaban como vehículo que albergaban misiles, y era considerado como armas no reutilizables

3,2 millones de dólares

El coste aproximado de estos primeros modelos era de unos 3,2 millones de dólares, servían principalmente, para reconocimiento, pero, tenían capacidad ofensiva con la posibilidad de incorporar dos misiles.

El MQ-1 predator, era un sistema de armas muy completo, tenía una plantilla de 55 personas, incluyendo 4 vehículos aéreos, sistema de control desde tierra y la conexión vía satélite.

El diseño y partes del montaje de un drone, fué evolucionando, mejorando así su capacidad de ataque y defensa, se ha llegado a instalar, hasta un motor de tipo turbohélice.

diseño armamentístico

Por otra banda, disponen de Antena del Radar (SAR), 2 sistemas de navegación inercial (GPS), antenas por satélite Ku-bar, grabadoras de video con sonido, APX-100 Sistema de identificación,  y transponedor, un modem procesador de comunicaciones por satélite, antena omnidireccional banda C, células delantera y trasera de combustible, refrigerador de motor, radiador y combustible, motor 914F, servo en la cola y batería.

También constan de módulo de control primario y secundario, un procesador del radar con apertura sintética y una bandeja de entrada para la aviónica.

Receptor/ transmisor arc-210, unidad de Sensor de vuelo, codificador de video y detector de hielo y controlador del deshielo, sensor electro óptico/infrarrojo/AN/AAS-52(V)1, un receptor/transmisor del Radar y una cámara de morro.

Usos y diferencias de drones

Los usos del drone son tanto civiles como comerciales, pero sus primeros usos fueron en aplicaciones militares, llamados Vehículos Aéreos de Combate No Tripulados, (UCAV) como vimos anteriormente.

dron DJI Agras MG 1P fumigando
DJI Agras MG 1P en uso agrícola

Los drones con fines agrarios, son capaces de monitorizar y evaluar las condiciones del los terrenos de forma muy precisa, son capaces de recoger información sobre el ritmo de crecimiento de los cultivos, temperatura, hidratación, control de enfermedades (plagas).

DJI Agras MG 1P es considerado uno de los mejores drones para uso intensivo en la agricultora, con la incorporación de unas potentes luces leds, es incluso capaz de fumigar los cultivos por la noche.

En definitiva, estos dispositivos pueden sobrevolar cientos de hectáreas de campos de cultivo y recopilar información gracias a sus sensores, de una forma rápida y cómoda.

Las aeronaves controladas remotamente (aeronaves R/C) no se consideran como VANT, ya que no son sistemas autónomos que puedan operar sin intervención humana durante su funcionamiento en la misión, es decir, pueden despegar, volar y aterrizar automáticamente.

El uso intensivo, y crecimiento tan acusado, han echo crecer muchas empresas del sector, como Syma o DJI.

panel control
sistema control

También los drones tienen un uso contra la lucha de incendios o seguridad civil, como la vigilancia de los oleoductos.

ventajas

– Posibilidad de uso en áreas de alto riesgo o de difícil acceso.
– No requiere la actuación de pilotos en la zona de combate.

desventajas

En tiempo de guerra, el enlace vía satélite puede ser hackeado y por lo tanto romperse las comunicaciones entre tierra y el drone,  como ocurrió en Irak y Afganistán, introdujeron un virus y quedó inutilizado.

Un retraso entre la emisión de instrucciones y su recepción, pueden ser muy críticas para la aeronave.

Los fenómenos físicos, sol, mal tiempo, tormentas de rayos, pueden producir cambios en la ionosfera e interferir.

La capacidad de vuelo de estos drones es limitada por el tipo de combustible, fuente de energía, tamaño, alcance y su sistema de navegación.

Éticas. Esta la posibilidad de que la inteligencia artificial del UAV pudiera determinar por sí misma los objetivos a atacar.

Una cierta insensibilidad sobre las consecuencias de la guerra, al mantenerse a distancia de los conflictos.

privacidad personal

privacidad

Hoy en día, cualquier persona puede adquirir un drone, por lo que la ética puede ponerse en duda.

Otra característica es que las personas pueden ser grabadas y fotografiadas de forma ilegal, ya sean espacios privados, públicos, violando la privacidad personal.

uso civil

Se estima que en uso militar, un avión no tripulado es más barato que un avión tripulado militar, pero, si valoramos el uso civil.

La revolución en el uso de drones en el uso civil, tiene grandes altibajos, el alto coste de adquisición y mantenimiento (30 veces superior a su equivalente tripulado) dificulta enormemente su uso civil, para empresas privadas y compañías, por ser un diseño relativamente nuevo en el desarrollo de la tecnología.

Ponemos un ejemplo de un helicóptero tripulado Eurocopter EC120 Colibri, con un coste de 1,4 millones de dólares, mientras que el sistema MQ-8B Fire Scout, el más grande de su tipo para uso experimental en portaaviones, tiene un coste aproximado de 50 millones, en conjunto, además, el mantenimiento de estos aparatos no es menor.

clasificación

se pueden clasificar en varios grupos, según uso.

Drone Blanco: estos drones sirven para simular aviones o ataques enemigos en los sistemas de defensa ya sea de tierra o aire.

Drones de reconocimiento: son capaces de enviar información militar, destacaban los MUAV (Micro Unmanned Aerial Vehicle) que son tipo avión-helicóptero.

Drones de combate (UCAV): se utilizan para llevar a cabo misiones peligrosas y para combatir.

Drones de logística: están diseñados para llevar carga.

Drones investigación y desarrollo: en ellos se prueban e investigan los sistemas en desarrollo.

Drones UAV comerciales y civiles: Son diseñados para propósitos civiles, para realizar filmaciones, tomar imágenes y purificar el aire (ZED CORP).

drones 3D Robotics

El autodidacta e innovador Jordi Muñoz Bardales, fue cofundador junto a Chris Anderson del fabricante aeroespacial drones 3D Robotics en Berkeley (California) en 2009 .

Fueron considerados empresarios pioneros en la fabricación de drones domésticos, llegando a ser la firma más grande de drones en Estados Unidos.

Años más tarde, una mala gestión de estrategia frente a sus principales competidores, embarca a la compañía a una deuda millonaria y el año 2017, 3D Robotics, deja la manufactura de drones, para dedicarse íntegramente al desarrollo del software.

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