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domingo, 26 de febrero de 2012

UAV: Un cuestionario básico

Sobre drones y UAV

  • 1-¿Qué son los drones? ¿Y qué diferencia hay con los UAV?
El término genérico moderno es Vehículo Aéreo No Tripulado (VANT en español) ó Unmanned Aerial Vehicles (UAV) y abarca a las dos denominaciones. Técnicamente, los drones y los VANT/UAV son lo mismo, aeronaves no tripuladas por ningún piloto. Pueden ser guiadas por control remoto o pueden ser programadas para realizar un plan de vuelo determinado. Del mismo modo, son "vehículos" por lo que pueden adoptar la forma de un avión pero también los hay en forma de globos/dirigibles, y helicópteros con uno o varios motores.

La diferencia entonces es sólo el nombre. Los drones aéreos históricamente han sido utilizados principalmente para el rol de blanco aéreo. Es decir, volar durante un rumbo predefinido para ser atacado por armas antiaéreas (cañones o misiles) para probar la efectividad de las mismas o por otros aviones para entrenar tripulaciones en situaciones simuladas. El término drone (zángano) proviene de su uso inicial como pequeños aviones a hélice (que zumbaban, como los zánganos) que era usados para prácticas de fuego antiaéreo.

La función principal actual es la portar sensores que captan información del terreno mientras el avión se desplaza sobre éste. Esa información es retenida o retransmitida en tiempo real a un estación de control, la cual tiene las tareas de analizar la información y controlar la nave.

Básicamente cualquier sistema UAV actual comprende:
- aeronave no tripulado (Unmanned Aircraft - UA)
- sistema de control, tal como una Estación de Control Terrestre (Ground Control Station - GCS)
- enlace de control, enlace de datos especializado
- otro equipo de apoyo relacionado.

UAV Nostromo Yarará , su antena transmisora/receptora y su equipo de control
  • 2-¿En qué lugar y cómo comienza la historia de estos vehículos?
Ejemplos de aviones guiados a control remoto se pueden retrotraer a la Primera Guerra Mundial, incluyendo el prototipo del primer “misil” antibuque creado por los alemanes. En la Segunda Guerra Mundial se utilizaron en modelos más avanzados de vehículos aéreos teleguiados, muchos de los cuales eran aviones normales con un sistema de vuelo predefinido (piloto automático) o eran guiado por cable. Luego fueron utilizados en la guerra de Corea y más profusamente en la guerra de Vietnam.
La posibilidad de guiado por radio control (sin necesidad de cables) abrió una nueva perspectiva en cuanto al alcance que estos vehículos aéreos podían llegar a alcanzar y por lo tanto la variedad de misiones que podían cumplir. Actualmente el guiado es realizado por radiocontrol y sistemas satelitales (para los UAV de mayor alcance como el Global Hawk). 

  • 3-¿En esta último tiempo hubo un cambio en cuanto a la utilización de estos aviones. ¿Cuándo, dónde y por qué fue?
Siguen siendo controlados remotamente por pero en los últimos 30 años se ha avanzado en la complejidad de tareas que pueden realizar. Modernamente incluyen equipos de reconocimiento (cámaras diurnas o infrarrojas, sensores electrónicos, etc.) que permiten al aparato realizar vuelos predefinidos o ser volado remotamente por un piloto. Asimismo se incluyen mucho control computacional del vuelo, no sólo para la determinación de senderos de vuelo sino también para que la máquina opere autónomamente. Por ejemplo, pueden tomar acciones evasivas en caso de ser atacado o perturbado electrónica y están programados para despegues y aterrizajes autónomos sin intervención humana.

  • 4-¿Cuáles son los principales países que desarrollan drones?
Los dos principales países en estos momentos son Estados Unidos e Israel. Israel es quien ha exportado más aparatos mientras que Estados Unidos ha desarrollado los UAV más grandes y tecnológicamente más complejos. Siguiendo en la escala, pero muy alejados de estos dos, existen productores menores (por ahora) como Francia, Reino Unido, China, Rusia, Alemania y Suecia. Dado que básicamente armar un UAV es un avión a control de venta comercial muchos países sin industria de aviación están desarrollando sus propios productos.

  • 5-¿Qué modelos fabrican y de qué empresa?
En términos de cantidad de usuarios el principal fabricante de UAVs es la IAI (Israel Aerospace Industries), que produce toda una familia de UAVs (que son descendientes de los exitosos pequeños modelos de la invasión de 1982) que van desde Micro UAV (aeronaves del tamaño de una caja de zapatos), hasta aviones con 35 metros de envergadura. Los modelos más conocidos son la familia Hermes, Heron, Scout, Bird Eye, Mosquito, Searcher y otro más. IAI es con mucho la empresa más exitosa por la variedad y calidad de aparatos, como su amplia disposición para exportar sus productos. Los vehículos israelíes son principalmente de reconocimiento y vigilancia y son los más utilizados en Latinoamérica (usados por Ecuador, Brasil, Chile y Colombia).

En términos de uso militar Estados Unidos ha sido quién más uso ha dado a estos aparatos, convirtiéndolos en UCAV (Unmanned Combat Aerial Vehicles), es decir UAV con capacidad de portar armas. El General Atomics Predator es sin dudas el UCAV más utilizado hasta el presente, habiendo participado en todos los conflictos americanos desde su introducción en servicio en 1995. El otro UCAV que ahora lleva la carga de la guerra global contra el terrorismo es el General Atomics MQ-9 Reaper, el cual  posee una gran capacidad de destrucción. El otro modelo ampliamente usado en este país es el Northrop Global Hawk, el cual es un UAV que pesa 10 toneladas y tiene una envergadura de 35 metros, similar a un Boeing 737 de los que usa Aerolíneas Argentinas.

UCAV MQ-9 Reaper americano lanzando un misil Hellfire
  • 6-¿Cuánto puede llegar a costar cada avión?
Desde pocos miles a decenas de millones de dólares. Los Micro UAVs más modernos caben en la palma de mano, valiendo algunos miles de dólares. Un UAV grande cuesta lo que un avión de caza pequeño, 10 a 20 millones de dólares, dependiendo mucho de los sensores que porte y capacidad de alcance y permanencia en vuelo. De todos, los UAV más avanzados son considerados material sensible y no se exportan fácilmente.

UAV Euro Hawk, de 10 toneladas, de la Fuerza Aérea Alemana

  • 7-¿Qué duración tienen? ¿Cuánto se pueden usar antes de descartar?
Al ser una aeronave sufren del desgaste de cualquier aeronave por su utilización. No hay datos oficiales porque muchos son de diseño relativamente nuevo, pero es más fácil de compararlos con aeronaves tripuladas de las mismas características descontando que por su principal tarea (vigilancia y observación) deben realizar trayectoria de vuelos rectas que no exigen ni desgastan mucho a su fuselaje. Un UAV moderno debe poder volar miles de horas, tal vez entre 3 y 4 mil horas como mínimo.

  • 8- ¿Qué capacidad de matar tienen? ¿A cuántas personas por avión? ¿O destruir qué extensión de terreno?
Dado que su principal función es el reconocimiento se privilegia la portación de sensores, con algunos modelos (los denominados UCAV) pudiendo portar armas guiadas. Las mismas se llevan colgadas en las soportes de las alas destinadas a tal efecto. Como poseen sensores de muy alta precisión para realizar su tarea principal, por lo que se ha optado por dotarlos de pocas pero muy precisas armas. Básicamente son misiles y bombas guiados por láser que originalmente se diseñaron para destruir blancos puntuales (tanques o estructuras protegidas). Los sensores del avión apuntan a un blanco y lo “iluminan” con un punto de rayo láser que operan en una frecuencia determinada. El misil/bomba tiene en la cabeza un detector sensible a esa frecuencia de láser por lo que cuando se dispara, el misil “abre los ojos” y está programado para buscar esa frecuencia de láser y guiarse hacia el final de la misma para impactarla.Las bombas son muy potentes con una capacidad de destrucción muy grande y focalizada. Los misiles, por su parte, fueron diseñados originalmente para destruir tanques. Ellos son usualmente utilizados para asesinatos puntuales. Así lo hacen los Predator/Reaper americanos sobre la frontera afgano-pakistaní, en la zona de Waziristán, de predominio talibán, donde exploran y vigilan movimientos de la guerrilla y cuando determinan que se han detectado alguna célula o personaje importante, los eliminan mediante este misil.

Dos bombas guiadas por láser bajo el ala de un UCAV Reaper americano
El Reaper es, con mucho, el UCAV más poderoso del mundo
  • 9- ¿Cuál es el principal cambio tecnológico de la última década en este tipo de aviones?
Los principales cambios han venido asociados a la tecnología de control de la aeronave, la inclusión de equipos y sensores cada vez más complejos, capaces y pequeños debido al empleo incluso de nanotecnología.

Tal vez los principales cambios se han debido al cambio de escala de las aeronaves. Hoy se ensayan NanoUAVs que simulan ser colibríes, imitando su forma y tamaño para realizar vigilancia en ambientes de guerra urbana.

NanoUAV Aeronvironment Hummingbird, pesa 19 gramos e incluye una cámara 
Otro cambio fundamental fue la posibilidad de realizar enlaces satelitales con los UAV les permitió no estar supeditados al alcance de la antena del equipo de control. Con ello, estos aviones no tripulados pueden ser gobernados a distancias de cientos y miles de kilómetros, permitiendo, efectivamente, un accionar global de los mismos. Eso es un adelanto muy importante, porque antes solo operaban dentro del alcance de la antena.... un par de cientos de km con suerte.

La clasificación le siguen los Micro UAVs pueden ser lanzados por el brazo humano para despegar y volar hasta 600 metros de altura con 2 km de autonomía. hasta aquellos que vuelan a 10.000 metros de techo y alcance casi indeterminado, porque pueden reaprovisionarse de combustible en el aire.

  • 10-¿En qué medida se utilizan este tipo de aviones para usos no militares? ¿En qué lugares? ¿Cuáles son las ventajas?
Se utilizan para tareas de exploración, vigilancia policial o de fronteras, ayuda en la búsqueda y rescate, ensayos de nuevas tecnologías aerodinámicas o de propulsión. Se usan para vigilancia de fronteras (tarea similar a la de Gendarmería), lo usan algunos barcos operando en el Mar del Norte para detectar anticipadamente icebergs, se lo utiliza para apoyo a las tareas de búsqueda y rescate.

  • 11-¿En qué guerra se utilizaron por primera vez?
El primer uso efectivo para cumplir necesidades del campo de batalla fue realizado por la Fuerza Aérea de Estados Unidos durante la guerra de Vietnam para tareas de reconocimiento y vigilancia dentro de Vietnam del Norte.  Los utilizaron montados con sensores (cámaras diurnas y nocturnas, infrarrojas, equipo de reconocimiento electrónico, entre otros) y su información fue utilizada para realizar operaciones militares concretas. Fueron muy utilizados para vigilar la senda de reaprovisionamiento de la guerrilla del Viet Cong en la denominada ruta Ho Chi Min.
El segundo uso importante de los UAVs en combate fue en la invasión de 1982 de Israel a El Líbano. Allí estos avioncitos fueron utilizados por Israel para “pinchar” (activar) los radares de la defensa antiaérea siria (que ocupaba el estratégico valle de Bekka) para ser detectados, interferidos y localizados para luego ser atacados por la aviación israelí. Nuevamente, los UAV jugaron un rol concreto en términos del resultado militar posterior.

  • 12-Si se pudiera relacionar modelos de aviones con guerras específicas. ¿Qué modelos de drones tuvieron una participación importante y en qué guerras?
El Ryan Firebee fue ampliamente usado en Vietnam. Era un UAV lanzado desde un avión de transporte Hercules y luego recuperado en un punto prefijado por un helicóptero a través de un descenso en paracaídas. 

El IAI Scout  fue la estrella de Israel en su Invasión a El Líbano en 1982. Éste es un UAV pequeño, similar en tamaño al Lipán M3 argentino, fue utilizado junto con drones actuando como blancos aéreos para “pinchar” los radares sirios y hacer tareas de inteligencia.

El Predator, Reaper y Northrop Global Hawk estarán siempre asociados la guerra global contra el terror desde 2001. Los dos primeros son UCAV, capaces de vigilancia y ataques de precisión en distancias sin ser notados por sus atacados.

UAV Lipan M3 del Ejército Argentino

  • 13-¿En qué puesto se ubica la Argentina en materia tecnológica con respecto a otros países?
Argentina ha sido pionera a nivel latinoamericano con los proyectos liderados por el Ejército Argentino tales como el UAV Lipán M3. Son UAV pequeños para uso táctico en el campo de batalla asignados al Destacamento de Inteligencia de Combate 601 de Campo de Mayo, es decir recolectando información de los movimientos del enemigo y observando el campo de batalla en tiempo real. Su envergadura es de poco más de 3.5 metros, por lo que puede ser transportado por un vehículo ligero. La última versión XM4 puede operar de noche y aterrizar y despegar autónomamente.


La Armada desarrolla, por su parte, el UAV Guardián de dimensiones asemejables al Lipán, para ser operados desde buques de guerra ampliando de ese modo su capacidad de observación en el mar. Posee una cámara de TV en tiempo real, que no es más que una cámara de amplio zoom montana en un soporte esférico que le permite ver a 360º.  Se espera despegue mediante la ayuda de un cohete (JATO) y sería recuperado mediante una red en el caso de ser utilizado desde barco.
  Paradójicamente, la más retrasada de las ramas de las fuerzas armadas en este tema es la Fuerza Aérea Argentina. La misma desarrolla un proyecto denominado IUAV-B, el cual parece una versión a escala reducida del Predator americano, equipada con un FLIR desarrollado por la empresa nacional Redimec. Es de destacar que durante el año pasado la Gendarmería Nacional hizo averiguaciones sobre la posibilidad de adquirir un UAV de alta gama israelí, específicamente de la familia Hermes. Nada se ha concretado, pero de hacerse efectivo sería el UAV más eficaz en el país.
Modelo a escala del proyecto IUAV-B de la Fuerza Aérea Argentina
Asimismo, la empresa privada Nostromo Defensa S.A. produce una serie de UAVs (Cabure, Yarará y Corbra) que son construidos con normas internacionales de calidad. El primero es un UAV táctico, que sirve para apoyar la tarea de batallones o regimientos, es bastante pequeño como para ser lanzado por una persona como si fuese un avión comercial a control remoto. Está en servicio con la Infantería de Marina argentina. Los dos finales son UAV pequeños, al estilo del Lipán del ejército argentino.
Finalmente, un MicroUAV Halcón Peregrino K3 está siendo desarrollado por Patagonia Instrumental por el ingeniero Juan José Cinalli.

UAV Nostromo Yarará realizando su primer vuelo
Tactical UAV Nostromo Cabure en servicio con la Infantería de Marina argentina
UAV Nostromo CORBRA
UAV Halcón Peregrino K3, de Patagonia Instrumental

  • 14-Qué desventajas tiene la utilización de este tipo de aviones para misiones bélicas? ¿Cuáles son las fallas más comunes?
Bueno, precisamente la caída del modelo  Lockheed Martin RQ-170 Sentinel de la USAF en manos iraníes cuando espiaba a ese país muestra una de las debilidades. Como todo UAV, el aparato sigue siendo controlado remotamente vía ondas de radio o satelitales. El problema con esas ondas es que pueden ser interferidas, con lo cual uno puede perder el control de la aeronave. Aparentemente con el caso de este UAV capturado por Irán es que fue interferido mediante un transmisor ubicado en Irán. Al ser interferido el Sentinel, y otros UAVs, está programado para retornar autónomamente a su base de origen. Los iraníes conocían esta característica en su programación y alteraron mediante la interferencia la señal de GPS que utilizaba para guiarse a su base. El UAV “creyó” volver a su base cuando estaba aterrizando en un base aérea militar iraní. La interferencia de la señal  de control es una de las debilidades de estas aeronaves.
La desventaja principal de estas aeronaves en combate es que el hecho mismo del combate aéreo sigue siendo (por ahora) una tarea compleja que requiere en algún momento u otro la intervención humana para tomar la decisión de disparo final. El cerebro humano todavía hoy sintetiza mejor el flujo multidimensional instantáneo de una manera que todavía los algoritmos no pueden hacer.
  • 15-¿Hacia dónde crees que se dirige la tecnología? ¿Cómo se piensa serán las guerras de los próximos años?
En estos momentos se exploran conceptos de aviones de combate denominados de sexta generación. Éstos se piensan como aviones de combate de muy altas prestaciones, furtivos (invisibles al radar y reducidas sus emisiones infrarrojas) con todas las capacidades de combate de cualquier avión de caza moderno aunque algunos modelos son proyectados directamente como aviones no tripulados. Por otra parte, en estos momentos la función de reconocimiento de las modernas fuerzas aéreas está siendo remplazada directamente por UAVs de altas prestaciones capacitados para estas misiones. Por ejemplo, Alemania durante muchos años tuvo escuadrones de aviones de altas prestaciones (Phantom y Tornado) dedicados exclusivamente a realizar reconocimiento a través de dotarlos con cápsulas especiales dotadas con cámaras y sensores. Todos esos aviones están siendo complementados por UAVs IAI Heron producidos por Israel en espera de los más desarrollados UAVs Eurohawk producidos por USA. Es decir, un escuadrón pilotado será reemplazado por otro escuadrón de aviones no pilotados cumpliendo la misma función. Asimismo, la fuerza área de Estados Unidos ya ha puesto en servicio un helicóptero de transporte no tripulado para proveer a sus bases en los frentes actuales. Israel, por su parte, piensa introducir el año que viene una ambulancia aérea totalmente autónoma para rescatar tropas en el campo de batalla.

UAV Air Mule, una ambulancia aérea sin piloto del ejército israelí
Los aviones no tripulados permiten realizar la misma tarea que los tripulados pero con los “tripulantes” sentados a kilómetros de distancia en una pantalla de control en un mullido asiento. Todas las tareas tediosas que implican muchas horas/hombre (misiones de patrullaje y exploración) serán llevadas a cabo por aviones no tripulados en el futuro. Del mismo, misiones que requieran poner en alto riesgo a las tripulaciones (ataques a posiciones altamente defendidas por el enemigo) serán llevadas a cabo por UCAV. La aviación naval americana espera poner en servicio en sus portaaviones un UCAV furtivo para realizar misiones de ataque en profundidad sin sacrificar tripulantes.

UCAV X-47B de la US Navy, probado para operar desde portaaviones
Dentro del ámbito naval cubrirán roles similares extendiendo la visión del barco más allá del horizonte. Pero en el ámbito naval también se ampliará la utilización de vehículos submarinos no tripulados (UUV -Unmanned Underwater Vehicle) los que cumplirán roles de vigilancia y combate submarino y vehículos de superficie no tripulados (SUV - Surface Unmanned Vehicle) que realizarán las tareas que hoy desarrollan los guardacostas y buques de patrulla.

Marinos programan un UUV (Unmanned Underwater Vehicle)
Dentro del ámbito terrestre, los UAV empieza a ser y serán parte integral de cualquier fuerza terrestre moderna. Desde los Micro UAV, del tamaño de la palma de una mano, que ayudarán a buscar tropas ocultas en los escombros de una ambiente de combate urbano, hasta UAV tácticos que serán arrojados al aire por un soldado y que brindarán información a campo abierto para un pelotón de infantería que avanza hacia esa posición, pasando a UAV pequeños de 4 a 6 metros de envergadura, que despegarán de un campo no preparado y brindarán información táctica a un regimiento o una brigada terminando con UAV de alto desempeño del orden de las 10 toneladas que brindarán información táctica y estratégica para que el estado mayor y los políticos decidan cursos de acción para todo una división o cuerpo de un ejército. En ese sentido, actualmente las fuerzas de defensa de Israel son las únicas que tienen como parte integral de su orden de batalla a los UAV, divididos en 5 capas de acción para cada tipo de UAV. Es decir, Israel asigna el espacio aéreo por altura operativa según las prestaciones de cada tipo de UAV. Probablemente esa doctrina sea adoptada por gran parte de los ejércitos.
Del mismo modo que en el ámbito naval, en la guerra terrestre no sólo habrá aeronaves no tripuladas sino también hay vehículos terrestres no tripulados (UGV - Unmanned Ground Vehicles). Actualmente algunos países tienen en servicio pequeños vehículos (de tamaño similar a los autos eléctricos de los campos de golf) totalmente autónomos que realizan tareas de vigilancia o transporte de pertrechos y otros ensayan directamente pequeños tanques de 15 a 20 toneladas en la función de reconocimiento armado (UGV Black Knight).

UGV IAI Rex operado por el ejército israelí para carga

Como se observa,  los UAV representan un paso más hacia la automatización de la guerra. Realizan las tareas que han realizado los humanos desde hace un siglo pero sin exponer a ninguna persona. Esta automatización llegará paulatinamente a todas las áreas. No es descabellado que en el futuro todo lo que vemos tripulado hoy día pueda manejarse con algún proceso de gestión autónomo en la forma de un robot.
El futuro será como lo plantean la ciencia ficción actualmente… las máquinas ocuparán todos los roles que las personas no quieran seguir realizando por ser tediosas, arriesgadas o mal remuneradas.

Se los utiliza para tareas en las que en general es muy riesgoso enviar un piloto (por ejemplo, zonas radiactivas, zonas de emergencia natural, se los usa efectivamente para rastrear tornados en el centro de USA).

Esteban McLaren (2012)

3 comentarios:

  1. http://www.defensereview.com/category/a-c/aircraft-systems/

    salu2

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  2. Siento discrepar, pero ha hecho un usted una muy mala documentación para el articulo. Se ha olvidado de mencionar proyectos de cooperación a nivel europeo como "EADS Barracuda" Hispano-Germano. Incluso desarrollos meramente civiles de gran alcance como "Aerovisión Fulmar" íntegramente producido en España. Confío en que tome nota y proceda a corregir sus afirmaciones. Un saludo.

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  3. LO IMPOSIBLE, CEDE A CADA INSTANTE, HACIA LO POSIBLE.-
    LOS SUEÑOS SON NECESARIOS, UN POCO DE SUERTE TAMBIEN,
    LA CAPACIDAD TECNICA ESTA INTACTA EN EL PAIS.-
    LO QUE TIENE IMPORTANCIA PARA UN PAIS MEJOR,
    ES QUE SUS MENTES SEAN RECONOCIDAS E INCENTIVADAS.-
    SALUDOS A LOS CIENTIFICOS ARGENTINOS,
    SUMAR EN EL DIA A DIA, ES LO IMPORTANTE,
    PRONTO EL PAIS DISPONDRA DE LO QUE EL INGENIO ARGENTINO ES CAPAZ.-
    AL FINAL TE DARAS CUENTA, QUE TODO ES MAS SIMPLE,
    LO COMPLEJO SE HACE FACIL A TRAVEZ DEL CONOCIMIENTO,
    LA EXPERIENCIA TE DA EL VALOR FRENTE AL HORIZONTE DIFICIL.-
    A PRUEBA Y ERROR, OTROS LLEGARON, SEGUIR INTENTANDO,
    EL ESPIRITU DEL HOMBRE ARGENTINO, NO SABE DEL NO SE PUEDE,
    QUIZAS HOY NO, PERO EL MAÑANA, SIEMPRE ES SINONIMO DE POSIBLE.-
    GUSTAVO EDGAR GONZALEZ...
    1/2 ESCRITOR, CASI UN POETA.-
    Ingeniero en Sueños, Master en Utopías,
    Ilusiones y Quimeras,
    Doctorado en Las Cosas Simples de la Vida

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