Alle UAV's die in dit artikel worden behandeld, zijn opgenomen in groep 1. Deze groep met een maximaal startgewicht van 0 tot 9 kg omvat een groot aantal systemen van verschillende typen, waaronder vliegtuig- en helikoptertypen, en in de regel allemaal, worden met de hand gelanceerd. Zeer weinig van deze drones kunnen worden gecategoriseerd als "nano". Het zijn zeer lichtgewicht systemen, meestal met een hoofdrotor, zoals iedereen die in dit artikel wordt genoemd. Elke soldaat droomt ervan een vliegsysteem bij de hand te hebben dat "om de hoek" kan kijken en terugkeren om de volgende taken uit te voeren, omdat het gewicht en de hoeveelheid materiaal en technisch onderhoud minimaal zijn, dat wil zeggen een aanzienlijke toename van de totale belasting wordt uitgesloten.
Special forces zijn meestal de eersten die nieuwe hightech-systemen ontvangen, die later in gebruik worden genomen met conventionele eenheden. Er zijn echter maar weinig systemen beschikbaar voor het leger op de defensiemarkt (al deze "vrijetijds"-drones die in honderden in speelgoedwinkels worden verkocht, worden hier niet behandeld), slechts een deel ervan wordt voor het eerst gebruikt door speciale troepen en nog minder worden die meteen bestsellers worden. Sommige andere, iets grotere drones, die niet langer in de categorie "nano" passen, hebben nogal eigenaardige kenmerken, waardoor ze een uitstekende keuze zijn voor Special Operations Forces (SSO) en daarbuiten.
Voordat we beginnen met het beschrijven van bestaande systemen, laten we eens kijken naar wat de toekomst kan zijn, hoewel tegenwoordig veel dingen kunnen worden toegeschreven aan het rijk van science fiction in plaats van aan de realiteit. In 2011 ontwikkelde AeroVironment de Nano Hummingbird, een vliegende vogelachtige VTOL met een maximaal startgewicht van 19 gram, waarvan de spanwijdte 160 mm in de lucht kan blijven. Dit is natuurlijk de meest complexe ontwikkeling in alle opzichten, van mechanica en avionica tot het datatransmissiekanaal. Het laboratorium van Charles Stark Draper sloeg een andere weg in, in de overtuiging dat er geen efficiëntere en wendbare insectachtige nanodron is dan een drone die een libel nabootst. In januari 2017 kondigde het aan dat zijn DragonflEye-programma, dat wordt uitgevoerd in samenwerking met Howard Hughes Medical Institute, enige vooruitgang heeft geboekt in het beheer van libellen dankzij een kleine rugzak die navigatie, synthetische biologie en neurosensorische technologieën combineert en neurosensorische controlesignalen naar de libel. Tegenwoordig zijn de technologieën van vogel- of insectensystemen nog niet klaar voor groot commercieel succes, maar het uur zal zeker komen dat ze hun dankbare gebruiker zullen vinden. Inmiddels maken de huidige nanodrones vooral gebruik van helikoptertechnologieën, die de mogelijkheid bieden tot verticaal opstijgen en landen.
In januari 2017 heeft het Amerikaanse ministerie van Defensie een verzoek om informatie ingediend met de naam Soldier Borne Sensor Unmanned Aircraft Systems (door soldaten gedragen sensor, onbemande luchtsystemen), met als doel informatie te verzamelen voor een toekomstig gepland programma. Dit keer was het doel om deze systemen in te zetten in het reguliere leger om toezicht te houden op het niveau van individuele squadrons en pelotons. Er waren niet veel systemen op de markt die aan de Amerikaanse eisen voldeden, die in januari 2018 werden aangekondigd tijdens een bijeenkomst op de zogenaamde Industry Day. Onder hen: minimaal 15 minuten op lage hoogte zweven, drie vluchten met een volledig opgeladen batterij bij lichte wind, het maximale gewicht van het apparaat is 250 gram, het maximale gewicht van het hele complex is 1,36 kg. De eisen voorzien ook in de kans om 's nachts 90% van een object ter grootte van een persoon vanaf 50 meter te detecteren, plus een maximale trainingstijd van 16 uur. Het systeem moet foto- en videobeelden opslaan en beelden in realtime naar de soldaat verzenden voor onmiddellijk gebruik. Daarnaast omvatten selectiecriteria visuele en akoestische handtekeningen, zichtlijnbereik en andere nog niet nader genoemde parameters. Zeven bedrijven en organisaties kwamen opdagen voor de briefing, maar de belangrijkste concurrenten slonken al snel tot drie deelnemers: AeroVironment, InstantEye Robotics en FLIR Systems.
Eind november 2016 verwierf FLIR Systems het Noorse bedrijf Prox Dynamics AS voor $ 134 miljoen in contanten. Dit bedrijf is een van de pioniers op het gebied van nano-UAV's, het werd eind 2007 opgericht met als doel de kleinste UAV's ter wereld te ontwikkelen voor professionele gebruikers. De eerste versie, de Black Hornet genaamd, verscheen in 2012 en nadat er een nieuwe versie verscheen, kreeg deze de aanduiding Black Hornet 1. “Het vliegtuig was gebaseerd op een geheel nieuwe technologie, maar het vliegbereik was beperkt tot 600 meter, maar, evenals de vluchtduur is 15 minuten”, aldus een woordvoerder van FLIR Systems. De eerste klant was het Britse leger, dat in reactie op dringende behoeften in 2012 zijn eerste PD-100 Black Hornet-drones in Afghanistan zette. Dit werd een belangrijke rage in het trackrecord van de Noorse nano-UAV; later in 2015 werd een tweede variant van de Black Hornet 2 ontwikkeld en gepresenteerd: "Het was gebaseerd op hetzelfde platform, maar er waren veel verbeteringen op het gebied van sensoren, bereik en windstabiliteit." Op het apparaat werd een motor met een lager stroomverbruik geïnstalleerd, die in combinatie met een batterij met verhoogde capaciteit het mogelijk maakte om het vliegbereik te vergroten en tegelijkertijd het bereik van het datatransmissiekanaal te vergroten. Daarnaast is er een variant van de Black Hornet 2T ontwikkeld, waarop een warmtebeeldcamera van FLIR is geïnstalleerd, dit was de eerste samenwerking tussen beide bedrijven. Het Black Hornet 2-systeem is door een aantal klanten gekocht vanwege de duidelijke voordelen.
Gezien de lancering van een potentieel prioritair programma in de Verenigde Staten en het feit dat het Amerikaanse leger minstens een orde van grootte meer drones koopt dan andere landen, besloot FLIR dat het de moeite waard was om meer te investeren op het gebied van nanosystemen en daarom, de overname van Prox Dynamics. Na deze fusie nam de financiering voor veelbelovende projecten sterk toe, resulterend in de nieuwe Black Hornet 3. Ontworpen door de vader van de originele Black Hornet, Peter Muren, behield het apparaat het helikopterschema, maar het rotorontwerp werd radicaal herzien. Het platform is nu volledig modulair, met een verwijderbare batterij en verschillende doelladingen die een snelle herconfiguratie van de drone mogelijk maken. Het basisstation van de nieuwe generatie heeft een aantal verbeteringen ondergaan, zowel hardware als software. Het gewicht van de Black Hornet 3 met een propeller van 123 mm is verdubbeld ten opzichte van zijn voorgangers en bedroeg 33 gram, hij kan 25 minuten in de lucht blijven en vliegen tot een maximale afstand van 2 km. De drone ontwikkelt een snelheid tot 6 m / s en kan vliegen met windsnelheden tot 15 knopen (windstoten tot 20 knopen), evenals bij lichte regen. Op het gebied van sensoren is de drone uitgerust met een FLIR Lepton-warmtebeeldcamera en een high-definition videocamera die foto's kan maken. Een warmtebeeldcamera met een matrix van 160x120 en een pitch van 12 micron werkt in het bereik van 8-14 micron en heeft een gezichtsveld van 57 ° x42 °, de afmetingen zijn 10, 5x12, 7x7, 14 mm en het gewicht is slechts 0,9 gram. Er zijn twee dagcamera's beschikbaar, afhankelijk van de configuratie, met respectievelijk een videoresolutie van 680x480 en een fotoresolutie van 1600x1200. Het is mogelijk om beelden van dag- en nachtcamera's over elkaar te leggen.
De belangrijkste innovatie in de Black Hornet 3 is dat hij zelfs zonder GPS-signaal kan vliegen. "We blijven deze functie echter ontwikkelen, omdat er nog veel verbeteringen mogelijk zijn", aldus een woordvoerder van het bedrijf. Er zijn vier vliegmodi beschikbaar: automatisch en handmatig zweven en observeren, vliegen langs een vooraf bepaalde route en door de operator geselecteerde punten, automatisch terugkeren en verlies van communicatie. “We updaten onze software voortdurend om de cognitieve belasting van de operator te verminderen. Dit systeem, bekend als de Black Hornet 3 PRS (Personal Reconnaissance System), is geïntegreerd met de ATAK-software (Android Tactical Assault Kit) van het Amerikaanse leger. Het complete Black Hornet 3-systeem met een gewicht van minder dan 1,4 kg omvat twee vliegtuigen, een handcontroller en een videoscherm. De Black Hornet 3-drone is gekocht door 35 landen, met als grootste kopers de Verenigde Staten, Australië en Frankrijk. In november 2018 kondigde Frankrijk een aankoop aan van in totaal $ 89 miljoen, en een paar dagen later tekende de VS zijn eerste contract voor $ 39 miljoen. Het VK tekende in april 2019 een contract van $ 1,8 miljoen als onderdeel van het Fast Track Initiative. In de zomer van 2019 ontving het Amerikaanse leger zijn eerste Black Hornet 3 PRS-systemen voor de 82nd Airborne Division, die werd ingezet in Afghanistan. Deze nanodrones worden gebruikt voor informatieverzameling en verkenning op squad- en pelotonsniveau.
Tijdens de ontwikkeling van de PRS-drone realiseerde FLIR zich dat veel voertuigen een verkenningssysteem voor de korte afstand nodig hadden dat onder bepantsering kon worden gebruikt. Dit leidde tot de ontwikkeling van het VRS-systeem (Vehicle Reconnaissance System), dat op hetzelfde platform is gebaseerd en is voorzien van een lanceermodule met vier verwijderbare verwarmings- en oplaadcassettes. De VRS-kit weegt ongeveer 23 kg, meet 470x420x260 mm en kan optioneel worden uitgerust met ballistische bescherming. Het kan eenvoudig worden geïntegreerd in het gevechtsbeheersysteem via een standaardinterface; Kongsberg heeft het al geïntegreerd in hun Integrated Combat Solution (ICS) -systeem. FLIR heeft dit systeem niet alleen als verkenningsinstrument gedemonstreerd, maar ook als richtinstrument met geïntegreerde GPS. De VRS is momenteel alleen beschikbaar in pre-productie, maar FLIR is klaar om de productie te starten, aangezien het product voor het eerst werd getoond in oktober 2018 en er veel vraag naar was.
Naast FLIR streden nog twee kanshebbers voor het Soldier Borne Sensor-contract, AeroVironment en InstantEye Robotics (een divisie van Physical Sciences Inc). AeroVironment heeft een Snipe quadrocopter van 140 gram ontwikkeld met een vliegduur van 15 minuten en een vliegbereik van meer dan een kilometer, uitgerust met opto-elektronische en infraroodcamera's. Met een maximale snelheid van 9,8 m / s is het apparaat vrij stil en onhoorbaar, zelfs op een hoogte van 30 meter boven de grond, het wordt bestuurd door een intuïtieve applicatie geladen op een aanraakcontroller met Windows 7. De drone voorbereiden op de vlucht, samengesteld uit vijf bewegende delen, duurt minder dan een minuut. Na het selecteren van een van zijn concurrenten door het Amerikaanse leger, verliet AeroVironment blijkbaar het Snipe-programma.
De Mk-3 GEN5-D1 / D2 quadcopter van InstantEye Robotics weegt minder dan 250 gram (maximaal toegestaan gewicht). Het complex met een gewicht van 6,35 kg omvat twee apparaten, een Ground Control Station-D, een beschermd display, zes batterijen, een oplader, een set schroeven, een reserveantenne, een transportdoos en een container om in het veld te werken. Het apparaat kan een maximale snelheid van 8, 94 m / s bereiken en bestand zijn tegen dezelfde windsnelheid, het bereik van het datatransmissiekanaal is 1,5 meter. De hoofdbatterij biedt een vliegtijd van 12-15 minuten, een extra batterij garandeert echter 20-27 minuten gebruik. Eind 2018 leverde InstantEye 32 van deze complexen aan het US Marine Corps voor operationele evaluatie als onderdeel van het kleine tactische drone-programma.
De NanoHawk-drone, voor het eerst getoond als prototype op Eurosatory 2018, is ontwikkeld door het Franse bedrijf Aeraccess op basis van de specifieke behoeften van de Franse speciale troepen, die een UAV nodig hadden voor gebruik in gebouwen en andere gesloten constructies. In een wedstrijd van het Weapons Control Lab versloeg NanoHawk vijf andere kandidaten in de eerste ronde.
In dit project maakte Aeraccess gebruik van zijn ervaring met de grotere SparrowHawk-drone, ontwikkeld in samenwerking met speciale Franse politiediensten en ook in staat om te werken bij afwezigheid van een GPS-signaal. De Franse special forces wilden echter een aanzienlijk kleiner systeem hebben en als gevolg daarvan verscheen de NanoHawk-drone, waarin het quadrocopter-schema werd behouden en lichte propellerbescherming verscheen, wat niet kan worden weggelaten bij het vliegen binnenshuis. Vergeleken met het prototype is de carrosserie van de productieversie uitgerust met 360°-sensoren voor het vermijden van obstakels. Bovendien zijn er voor en achter twee opto-elektronische / infrarood doelladingen geïnstalleerd, waardoor de operator het beeld vanuit beide richtingen kan zien en zo de situatie beter kan beheersen; optionele sensoren maken ook digitale volumetrische mapping van gebouwen mogelijk. De behuizing, samen met de beschermende structuur van de schroeven, is volledig opnieuw ontworpen, nu kan de gebruiker het apparaat snel in het veld repareren. De huidige versie weegt 350 gram zonder batterij, waarbij het maximale startgewicht oploopt tot 600 gram met een krachtigere batterij die 10 minuten vliegtijd biedt. De afmetingen blijven hetzelfde, 180x180 mm in schroeven, maar als de klant een nieuwe beschermende kooi nodig heeft, zullen de afmetingen toenemen tot 240x240x90 mm.
Een van de belangrijkste elementen van het complex is een handmatige controller, waarmee de operator een wapen in de andere hand kan houden, terwijl de monitor op een kogelvrij vest is gemonteerd, hoewel het mogelijk is om deze op de achterkant van het schild of leg het om de pols. Intelligente vliegmodi verminderen de werklast van de operator aanzienlijk, en een orthogonale, gemultiplexte gecodeerde datalink met frequentieverdeling maakt gelijktijdige vluchtcontrole en videotransmissie mogelijk door gebruik te maken van een enkel cryptografisch systeem met twee verschillende frequenties.
Sinds de eerste demonstratie heeft de NanoHawk-drone uitgebreide tests ondergaan. Bij een typische taak stijgt het op vanaf de buitenkant van het gebouw, vliegt erin door een open raam en beweegt dan 3-4 verdiepingen naar beneden of naar boven, afhankelijk van de dikte van de muren. Het apparaat kreeg ook toestemming om op schepen te werken, wat aantoont dat het boven en onder de operator kan vliegen zonder radio- en videosignalen te verliezen, wat een volledig nieuwe markt opent. 's Nachts kan hij worden aangesloten op een nachtzichtsysteem, zodat alleen de operator hem kan zien. De NanoHawk is ook getest met hondenbemanningen, waarbij de honden werden getraind om de drone te dragen door hem met een korte riem in de bek te houden. De hond begint het gebouw te controleren en, wanneer hij de aanwezigheid van een persoon in de kamer voelt, laat hij de drone naar buiten vallen, waarna hij op commando vertrekt. De hond kan ook worden uitgerust met een repeater om het bereik van de drone te vergroten, waarvan de ontwikkelaar beweert dat het buiten honderden meters is.
Elk NanoHawk-systeem bestaat uit een datakanaal, controller, monitor en twee apparaten. De eerste eenheden die NanoHawk bestelden, waren de lokale speciale operatietroepen. De Franse special forces hebben contracten getekend met het bedrijf Aeraccess, volgens welke het gespecialiseerde versies van het systeem heeft ontvangen. Aan de exportzijde heeft Aeraccess orders ontvangen voor een onbekend aantal voertuigen van de militaire en wetshandhavingsinstanties van Singapore, de Verenigde Arabische Emiraten, het Verenigd Koninkrijk en Canada.
Het Franse leger kocht op dringend verzoek de door Novadem ontwikkelde NX70-microdrones aan. Deze quadcopter met een maximaal startgewicht van 1 kg in uitgevouwen toestand heeft afmetingen van 130x510x510 mm (opgevouwen - 130x270x190 mm). Het is uitgerust met een Ultra-HD-dagcamera met dubbele brandpuntsafstand die 50 ° en 5 ° FOV's en een 34 ° FOV biedt; afhankelijk van de wens van de klant kan de matrix van de videoconvertor afmetingen hebben van 320x240 of 640x480. De voorbereidingstijd voor de vlucht duurt minder dan een minuut, de tijd doorgebracht in de lucht is 45 minuten en het vliegbereik is één kilometer; de variant met groter bereik heeft een bereik tot 5 km. Het toestel kan vliegen met windsnelheden tot 65 km/u en op een hoogte van 3000 meter boven zeeniveau. De NX70 kan ook in een tethered-configuratie vliegen, waardoor hij langere tijd in de lucht kan blijven. Het Franse leger ontving in juni 2019 de eerste 27 systemen (elk met twee toestellen). De eerste NX70-drones werden ingezet in de Afrikaanse staat Mali, waar het Franse contingent de rebellen bestrijdt.
In 2017 introduceerde Diodon Drone Technology zijn SP20 quadcopter. Zeker niet in de nano-UAV-categorie vanwege het ongebruikelijke ontwerp, het is zeer geschikt voor gebruik door speciale troepen. Deze quadcopter is bedoeld voor gebruik in luchtlandingseenheden, aangezien deze een geharde en waterdichte conform de IP46-standaardbehuizing heeft met alle elektronica en vier opblaasbare "poten", aan de uiteinden waarvan propellers met motoren zijn geïnstalleerd, waardoor het vliegtuig kan blijf drijven en gebruik het wateroppervlak voor het opstijgen en landen. Het kan ook op het land werken, terwijl de opblaasbare elementen de impactenergie goed absorberen. De Sp20-drone met een gewicht van 1,6 kg heeft een nominaal laadvermogen van 200 gram, heeft een maximale snelheid van 60 km/u en een verticale snelheid van 3 m/s. Hiervoor worden twee sensoren aangeboden: een CCD-camera met een 976x582 matrix en met 3 mm, 8 mm of 12 mm lenzen, geschikt voor een verlichting van 0,0002 lux, en een ongekoelde warmtebeeldcamera met een 14,2 mm lens en een 640x480 matrix.
De SP20-drone kan vliegen met windsnelheden tot 25 knopen, de maximale werkhoogte is 2500 meter en de werktemperaturen zijn van -5 ° C tot + 45 ° C. Met leeggelopen "poten" en gevouwen bladen, de afmetingen van het apparaat zijn 220x280x100 mm, in werkende staat - 550x450x190. De insteltijd is minder dan een minuut, niet in de laatste plaats dankzij de meegeleverde kleine compressor die wordt gebruikt om de voeten op te blazen. De batterijen worden opgeladen voor 23 minuten vliegen. De SP20 is uitgerust met een analoog communicatiekanaal met een bereik tot 2 km. Diodon's SP20-drone wordt geleverd met een robuust IP56-grondstation van 1,2 kg. Deze unieke amfibische UAV wordt momenteel getest in verschillende divisies en Diodon Drone Technologies wacht op de eerste bestelling ervoor, voornamelijk van het Franse leger.
