Vehículos aéreos no tripulados de despegue y aterrizaje vertical (VTOL)

Una empresa israelí (Blaze) acaba de presentar Spider, un UAV (vehículo aéreo no tripulado) VTOL (despegue y aterrizaje vertical) ligero y alimentado por baterías que puede desmontarse y transportarse en una mochila. Spider puede montarse y estar listo para su uso en diez minutos.

En comparación con los anteriores UAV VTOL, más grandes y con motor de gasolina, destaca que la principal ventaja de los UAV VTOL frente a los UAV de helicóptero es su mayor velocidad, resistencia y estabilidad en condiciones de viento. Los UAV VTOL también son más fáciles de aterrizar con seguridad y sin daños. Los UAV VTOL han sido prácticos en los últimos años gracias a los avances en el software de control de vuelo y al tiempo de vuelo suficiente para hacer frente a cualquier problema imprevisto. Se espera que Spider sea popular entre los clientes no militares que necesitan un sistema de búsqueda y vigilancia que sea ligero, funcione con baterías y sea fácil de usar con una formación mínima.

Los anteriores UAV VTOL funcionaban pero eran más pesados, más caros y no tan fáciles de usar. Por ejemplo, en 2019 la Armada de Estados Unidos probó el nuevo VBAT VTOL UAV. Parece un pequeño UAV de ala fija con un motor de empuje (montado en la parte trasera) impulsado por una hélice de gasolina/aceite (como un cortacésped). La hélice del VBAT está alojada en un capó circular abierto (que proporciona la superficie desde la que despegar y aterrizar verticalmente) combinado con controles de vuelo informatizados similares a los que hicieron posible los scooters Segway de dos ruedas con autoequilibrio en 2001. En otras palabras, el VBAT despega y aterriza automáticamente en un lugar especificado por el operador. Tras el despegue, VBAT se inclina y vuela como cualquier otra aeronave de ala fija. De este modo, el VBAT, de 37,3 kg (82 libras), puede transportar una carga útil de 3,6 kg (ocho libras) y hacerlo todo durante más tiempo y más lejos que los pequeños UAVs cuadricópteros actuales.

El VBAT suele llevar una cámara de vídeo diurna/nocturna que puede transmitir vídeo hasta 72 kilómetros o almacenarlo cuando vuela en misiones de hasta 630 kilómetros de distancia. La autonomía (80 kilómetros por hora con una hora de reserva) es de ocho horas. El VBAT es pequeño, sólo mide 2,4 m de largo y tiene 2,74 M de envergadura, y se descompone en contenedores resistentes a la intemperie para su transporte. Un equipo de dos personas puede montarlo, cargar los parámetros de vuelo (para una misión automatizada) y tenerlo listo para despegar en 20 minutos. Se pueden intercambiar diferentes módulos de carga útil por otros que realicen cartografía o análisis del terreno. El generador de a bordo proporciona hasta 500 vatios para los sensores de la carga útil. La altitud máxima es de 4.700 metros y el VBAT puede soportar vientos de hasta 48 kilómetros por hora. Sólo necesita un área libre de 3×3 metros (10 pies cuadrados) para despegar y aterrizar. Con un rendimiento así, el ejército y la marina se interesaron cuando el VBAT se mostró por primera vez en 2018.

Para 2021, el VBAT se actualizó al VBAT 128, un modelo más pesado de 56,6 kg (124 libras) con una carga útil de 11,3 kg (24 libras) y mejoras en el alcance, la resistencia y las opciones de carga útil. El equipo de operadores de dos hombres para el VBAT puede ser entrenado en dos semanas y cada VBAT, dependiendo de cuántos módulos de carga útil se proporcionen, costará unos cientos de miles de dólares. Estados Unidos (Armada y Ejército) ha comprado algunos, principalmente para seguir explorando el uso de esta tecnología en barcos o para operaciones en tierra. En tiempos de guerra, los sistemas de este tipo pueden ponerse en servicio rápidamente, y los problemas se detectan y solucionan sobre la marcha. En tiempos de paz, los presupuestos son más reducidos y el tiempo disponible para las pruebas y el desarrollo más largo.

Hay competencia. En 2019 se vio a un destructor chino en el Mar de China Meridional que usaba un nuevo UAV VTOL desde su cubierta de helicópteros. El UAV VTOL fue fácilmente identificado como el SD40 de fabricación china, un UAV que se ofrece a la venta a usuarios comerciales para operar sobre tierra o mar. El SD40 es pequeño, sólo pesa 40 kg (88 libras) y aparentemente está pensado para su uso naval en buques pequeños (corbetas y patrulleras), ya que los destructores chinos llevan helicópteros tripulados y no tripulados de mayor tamaño debido a su mayor carga útil, su mayor tiempo de vuelo y su mejor estabilidad con vientos fuertes, como los que se dan frecuentemente en el mar. Pero el SD40 es un vehículo aéreo no tripulado híbrido de cuadricóptero y ala fija con hélice. El SD40 es un cuadricóptero de triple fuselaje alimentado por baterías (para el despegue y el aterrizaje) que cambia a una hélice trasera alimentada por gasolina en el fuselaje principal más grande y procede como un avión de ala fija una vez en el aire. Los dos fuselajes exteriores más pequeños contienen cada uno dos de los rotores del cuadricóptero y las baterías para el despegue, el aterrizaje o el vuelo estacionario. El ala fija de 3,7 metros proporciona mucha sustentación y estabilidad para un vuelo nivelado y una velocidad máxima de 180 kilómetros por hora. La velocidad de crucero es de 100-140 kilómetros por hora. La carga útil máxima es de 6 kg (13 libras), lo que permite utilizar una amplia gama de cámaras de vídeo diurnas y nocturnas o incluso un radar ligero (SAR o lidar). El SD40 tiene una resistencia de hasta seis horas (dependiendo de la cantidad de vuelo estacionario que se realice). La altitud máxima es de 5.000 metros (16.000 pies), aunque las altitudes normales de funcionamiento son de 1.000 a 3.000 metros. Existen varios diseños VTOL similares al SD40. El VBAT eleva el concepto a un nivel superior en cuanto a rendimiento, pero la armada china tiene un mayor presupuesto y un mayor sentido de la urgencia.

Estos diseños VTOL son cada vez más populares porque pueden operar desde barcos y patrulleras más pequeños y tienen mejor resistencia y estabilidad (con vientos fuertes) que los UAVs de helicóptero más pesados. La Armada estadounidense adquirió experiencia práctica en este sentido cuando utilizó (y sigue utilizando) el UAV helicóptero MQ-8B Fire Scout de 1,4 toneladas. El MQ-8B carecía de la estabilidad en caso de mal tiempo y otras condiciones que los helicópteros más grandes pueden manejar. La Marina compró 29 MQ-8B a partir de 2009 y acumuló más de 12.000 horas de vuelo con él en pocos años. El diseño básico era bueno, pero era demasiado pequeño.

En 2013 la Armada experimentó transfiriendo el hardware y el software de control del MQ-8B a un helicóptero más grande (un Bell 407 navalizado) para convertirlo en el MQ-8C de 2,7 toneladas. Esto proporcionó mayor estabilidad y resistencia y triplicó la carga útil de la versión 8B. La Armada compró 36 MQ-8C y quería adquirir un centenar para utilizarlos en buques más pequeños. Ese plan está en suspenso, principalmente por razones de presupuesto, pero también para ver el rendimiento de los UAV VTOL. El VBAT es mucho más barato que un UAV basado en un helicóptero y puede acabar sustituyendo a muchos UAV navales de helicóptero.

China tiene más opciones en cuanto a diferentes tipos de UAV porque tiene el mayor número de desarrolladores/fabricantes de UAV del mundo y domina el mercado de los cuadricópteros. Se ha visto a la Armada china probar una gran variedad de estos diseños comerciales, incluidos algunos similares al MQ-8B. China también cuenta con mayor número de pequeños buques de guerra y patrulleros que Estados Unidos y muchos de ellos pueden albergar un UAV VTOL más pequeño. Es probable que China disponga de un UAV VTOL similar al VBAT en poco tiempo. La tecnología utilizada en el VBAT no es exótica y los fabricantes chinos se apresuraron a copiar el diseño del Segway hace más de una década.

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