Dron na kablu. Może latać godzinami

Zamiast kolejnego dużego akumulatora wystarczy cienki kabel prowadzący do stacji naziemnej. Francuska firma Elistair opracowała system, dzięki któremu niewielki dron rozpoznawczy może pozostawać w powietrzu przez wiele godzin, bez konieczności lądowania i wymiany baterii.

Rozwiązanie przygotowano dla ANAFI UKR, bezzałogowca zaprojektowanego przez Parrot z myślą o działaniach wojskowych, w tym na ukraińskim polu walki. Nowy moduł pozwala przekształcić go w niewielki, unoszący się nad ziemią punkt obserwacyjny, przydatny do ochrony granic, baz wojskowych i infrastruktury krytycznej.

Niewielkie drony rozpoznawcze są szalenie przydatne, ale mają jedną podstawową słabość. Nawet jeśli są wyposażone w doskonałe kamery, systemy nawigacji i łączności, to ich czas działania ogranicza przede wszystkim energia zgromadzona w akumulatorze. Operator musi regularnie sprowadzać maszynę na ziemię, wymieniać baterię albo wysyłać kolejnego bezzałogowca.

W przypadku ANAFI UKR standardowy czas lotu wynosi maksymalnie 38 min. To wystarcza do przeprowadzenia krótkiej misji rozpoznawczej, ale znacznie komplikuje ciągłą obserwację jednego miejsca. Przy ochronie bazy wojskowej czy posterunku granicznego nawet kilkuminutowa przerwa w działaniu kamery może mieć znaczenie.

Francuski Elistair postanowił rozwiązać ten problem bez przeprowadzania przebudowy całego drona. Firma opracowała specjalny moduł montowany na ANAFI UKR, który umożliwia dostarczanie energii elektrycznej z naziemnej stacji przez cienki przewód.

Dzięki temu maszyna nie musi polegać wyłącznie na energii zgromadzonej w akumulatorze. Może pozostawać w powietrzu przez wiele godzin, utrzymując się nad wyznaczonym obszarem i przekazując operatorowi obraz z kamer.

Nowe urządzenie współpracuje z istniejącymi stacjami Elistair Safe-T 2 i Ligh-T 4. Producent zapewnia, że system można przygotować do lotu w czasie krótszym niż 2 min. Nie wymaga to budowy specjalnej instalacji ani zakupu całkowicie nowego bezzałogowca.

Sercem rozwiązania jest specjalny moduł zasilający ważący według producenta 325 g. Urządzenie montuje się na dronie i łączy z przewodem prowadzącym do naziemnej stacji. To właśnie ona zapewnia energię potrzebną do nieprzerwanego działania silników i elektroniki.

Stacja odpowiada również za zarządzanie przewodem podczas lotu. Dzięki odpowiedniemu mechanizmowi może dostosowywać jego długość do aktualnego położenia maszyny. Nie eliminuje to ograniczeń wynikających z fizycznego połączenia, ale ułatwia utrzymywanie drona na wybranej wysokości.

Moduł wyposażono w niewielki akumulator awaryjny, który ma umożliwić kontrolowane lądowanie w przypadku utraty zasilania ze stacji naziemnej. Dron nie powinien więc automatycznie spaść na ziemię po odłączeniu prądu.

W zależności od konfiguracji wykorzystuje się różne przewody. Elistair podaje m.in. długości 55 i 70 m dla rozwiązań związanych z ANAFI UKR, podczas gdy większe stacje firmy obsługują również dłuższe przewody. Nie należy jednak utożsamiać maksymalnych możliwości stacji z parametrami konkretnego drona.

ANAFI UKR może w standardowej konfiguracji operować w znacznej odległości od operatora, natomiast po podłączeniu do zasilania naziemnego jego swobodę poruszania ogranicza długość przewodu. W zamian otrzymujemy możliwość długotrwałej obserwacji jednego obszaru, bez nieustannego wysyłania kolejnych maszyn. To rozwiązanie zaprojektowane przede wszystkim do utrzymywania obserwacji w określonym miejscu, a nie do wykonywania dalekich lotów rozpoznawczych.

Na pierwszy rzut oka konstrukcja może przypominać drony światłowodowe wykorzystywane podczas wojny na Ukrainie. W obu przypadkach bezzałogowiec jest połączony z podłożem cienkim przewodem, ale przeznaczenie tego połączenia jest zupełnie inne.

Jak pisaliśmy już przy okazji szkolenia żołnierzy 1. Warszawskiej Brygady Pancernej z obsługi dronów FPV sterowanych przez światłowód, przewód pozwala przekazywać obraz i komendy bez korzystania z tradycyjnego łącza radiowego. Utrudnia to przeciwnikowi zakłócanie sterowania za pomocą środków walki radioelektronicznej.

W przypadku nowego rozwiązania Elistair podstawową funkcją przewodu jest natomiast dostarczanie energii. ANAFI UKR zachowuje własną architekturę łączności i systemy bezpieczeństwa opracowane przez Parrot.

Sam dron zaprojektowano z myślą o działaniu w trudnym środowisku elektromagnetycznym. Korzysta m.in. z szyfrowanej komunikacji, zabezpieczeń przed zakłócaniem i nawigacji optycznej, która może umożliwiać określanie pozycji bez sygnału GPS.

Na przykładzie amerykańskiego drona Lumberjack widać, że producenci coraz częściej opracowują sposoby nawigacji niezależne od sygnału satelitarnego. W tamtym przypadku wykorzystano pomiary pola magnetycznego Ziemi, natomiast Parrot stawia między innymi na analizę obrazu z kamer.

Nie oznacza to oczywiście całkowitej odporności na wszystkie rodzaje zakłóceń. Systemy te mają jednak zwiększać szanse wykonania misji w warunkach, w których klasyczny dron polegający wyłącznie na GPS i standardowym połączeniu radiowym mógłby napotkać poważne problemy.

Najważniejszym zastosowaniem nowego zestawu ma być przede wszystkim ochrona infrastruktury i obserwacja wyznaczonych obszarów. Operatorzy mogą umieścić stację w pobliżu posterunku lub chronionego obiektu, a następnie wysłać drona na odpowiednią wysokość.

Umieszczona na nim kamera pozwala obserwować teren z góry, co pomaga ograniczyć problemy wynikające z przeszkód terenowych. Z takiej perspektywy łatwiej kontrolować okolice ogrodzeń, drogi dojazdowe czy rozległe przestrzenie wokół obiektów przemysłowych.

ANAFI UKR wyposażono w system obserwacji dziennej i termowizyjnej, dzięki czemu może prowadzić rozpoznanie również przy ograniczonym oświetleniu. Producent deklaruje także możliwość wykrywania i śledzenia wybranych obiektów za pomocą pokładowych algorytmów sztucznej inteligencji.

Przeczytaj także:

Rozwiązanie wprost doskonale wpisuje się w coraz popularniejszą koncepcję umieszczania sensorów nad ziemią bez konieczności budowania stałej infrastruktury. Niedawno pisaliśmy już o izraelskim radarze POINT@AIR podwieszanym pod aerostatem, który ma prowadzić długotrwałą obserwację przestrzeni powietrznej.

Tam za utrzymywanie urządzenia w powietrzu odpowiada siła wyporu gazu, natomiast ANAFI UKR cały czas korzysta z napędu elektrycznego. Oba rozwiązania pozwalają umieścić aparaturę obserwacyjną wysoko nad ziemią i utrzymywać ją tam znacznie dłużej, niż typowy dron na baterii.