Vehículo aéreo no tripulado

Un vehículo aéreo no tripulado ( UAV ), comúnmente conocido como dron , es una aeronave sin ningún piloto humano , tripulación o pasajeros a bordo. Los UAV se desarrollaron originalmente durante el siglo XX para misiones militares demasiado "aburridas, sucias o peligrosas" ^[1] para los humanos, y para el siglo XXI, se habían convertido en activos esenciales para la mayoría de los ejércitos. A medida que las tecnologías de control mejoraron y los costos cayeron, su uso se expandió a muchas aplicaciones no militares. ^[2] Estos incluyen fotografía aérea , cobertura de área, ^[3] agricultura de precisión , monitoreo de incendios forestales, ^[4] monitoreo de ríos, ^{[5] [6]} monitoreo ambiental , ^{[7] [8] [9] [10]} policía y vigilancia, inspecciones de infraestructura, contrabando, ^[11] entregas de productos , entretenimiento y carreras de drones .

Se utilizan muchos términos para referirse a los aviones que vuelan sin personas a bordo.

El término dron se ha utilizado desde los primeros días de la aviación , y algunos se han aplicado a aeronaves objetivo voladas a distancia que se utilizaban para practicar el disparo de los cañones de un acorazado, como el Fairey Queen de la década de 1920 y el de Havilland Queen Bee de la década de 1930. Ejemplos posteriores incluyeron el Airspeed Queen Wasp y el Miles Queen Martinet , antes de ser reemplazados definitivamente por el GAF Jindivik . ^[12] El término sigue siendo de uso común. Además del software, los drones autónomos también emplean una serie de tecnologías avanzadas que les permiten llevar a cabo sus misiones sin intervención humana, como la computación en la nube, la visión por computadora, la inteligencia artificial, el aprendizaje automático, el aprendizaje profundo y los sensores térmicos. ^[13] Para usos recreativos, un dron de fotografía aérea es una aeronave que tiene video en primera persona, capacidades autónomas o ambas. ^[14]

Un vehículo aéreo no tripulado ( UAV ) se define como un "vehículo aéreo propulsado que no lleva un operador humano, utiliza fuerzas aerodinámicas para proporcionar elevación al vehículo, puede volar de forma autónoma o ser pilotado de forma remota, puede ser prescindible o recuperable y puede llevar una carga útil letal o no letal". ^[15] UAV es un término que se aplica comúnmente a casos de uso militar. ^[16] Los misiles con ojivas generalmente no se consideran UAV porque el vehículo en sí es una munición, pero ciertos tipos de misiles basados ​​en hélice a menudo son llamados " drones kamikaze " por el público y los medios de comunicación. Además, la relación de los UAV con los modelos de aviones controlados a distancia no está clara, ^{[ cita requerida ]} Los UAV pueden o no incluir modelos de aviones controlados a distancia. Algunas jurisdicciones basan su definición en el tamaño o el peso; sin embargo, la FAA de EE. UU. define cualquier aeronave voladora no tripulada como un UAV independientemente del tamaño. ^{[ cita requerida ]} Un término similar es vehículo aéreo pilotado a distancia ( RPAV ).

Los UAV o RPAV también pueden considerarse un componente de un sistema de aeronave no tripulada ( UAS ), que también incluye un controlador terrestre y un sistema de comunicaciones con la aeronave. ^[4] El término UAS fue adoptado por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos (DoD) y la Administración Federal de Aviación de los Estados Unidos (FAA) en 2005 de acuerdo con su Hoja de ruta de sistemas de aeronaves no tripuladas 2005-2030. ^[17] La ​​Organización de Aviación Civil Internacional (OACI) y la Autoridad de Aviación Civil Británica adoptaron este término, también utilizado en la hoja de ruta de investigación de gestión del tránsito aéreo (ATM) del Cielo Único Europeo (SES) de la Unión Europea (SESAR Joint Undertaking) para 2020. ^[18] Este término enfatiza la importancia de otros elementos además de la aeronave. Incluye elementos como estaciones de control terrestre, enlaces de datos y otros equipos de apoyo. Términos similares son sistema de vehículo de aeronave no tripulada ( UAVS ) y sistema de aeronave pilotada a distancia ( RPAS ). ^[19] Se utilizan muchos términos similares. En virtud de las nuevas reglamentaciones que entraron en vigor el 1 de junio de 2019, el Gobierno canadiense ha adoptado el término RPAS para designar "un conjunto de elementos configurables que consisten en una aeronave pilotada a distancia, su estación de control, los enlaces de mando y control y cualquier otro elemento del sistema necesario durante la operación de vuelo". ^[20]

Los UAV pueden clasificarse como cualquier otra aeronave , según la configuración de diseño, como el peso o el tipo de motor, la altitud máxima de vuelo, el grado de autonomía operativa, el papel operativo, etc. Según el Departamento de Defensa de los Estados Unidos , los UAV se clasifican en cinco categorías a continuación: ^{[21] [22]}

Otras clasificaciones de vehículos aéreos no tripulados incluyen: ^[21]

Generalmente hay cinco categorías cuando se clasifican los UAV por alcance y resistencia: ^[21]

Generalmente existen cuatro categorías cuando se clasifican los UAV por tamaño, con al menos una de las dimensiones (longitud o envergadura) cumpliendo los siguientes límites respectivos: ^[21]

Según su peso, los drones se pueden clasificar en cinco categorías:

. ^[23]

Los drones también pueden clasificarse en función del grado de autonomía en sus operaciones de vuelo. La OACI clasifica a las aeronaves no tripuladas como aeronaves pilotadas a distancia o completamente autónomas. ^[24] Algunos UAV ofrecen grados intermedios de autonomía. Por ejemplo, un vehículo puede ser pilotado a distancia en la mayoría de los contextos, pero tener una operación de regreso a la base autónoma. Algunos tipos de aeronaves pueden volar opcionalmente tripuladas o como UAV, lo que puede incluir aeronaves tripuladas transformadas en UAV tripulados u opcionalmente pilotados (OPV). El vuelo de los UAV puede operar bajo control remoto por un operador humano, como aeronaves pilotadas a distancia ( RPA ), o con varios grados de autonomía , como la asistencia del piloto automático , hasta aeronaves completamente autónomas que no tienen provisión para la intervención humana. ^{[25] [26]}

En función de la altitud, se han utilizado las siguientes clasificaciones de UAV en eventos del sector como el foro de sistemas no tripulados ParcAberporth :

• Altitud de 2000 pies (600 m) portátil, alcance de aproximadamente 2 km
• Cerca de 5000 pies (1500 m) de altitud, alcance de hasta 10 km
• Tipo OTAN, 10.000 pies (3.000 m) de altitud, hasta 50 km de alcance
• Altitud táctica de 18.000 pies (5.500 m), alcance de unos 160 km
• MALE (altitud media, larga resistencia) hasta 30.000 pies (9.000 m) y alcance de más de 200 km
• HALE (gran altitud, larga resistencia) a más de 30.000 pies (9.100 m) y alcance indefinido
• Alta velocidad hipersónica, supersónica (Mach 1–5) o hipersónica (Mach 5+), 50 000 pies (15 200 m) o altitud suborbital, alcance de más de 200 km
• Órbita terrestre baja orbital (Mach 25+)
• Transferencia Tierra-Luna de la CEI
• Sistema de guía de portadores asistido por computadora (CACGS) para vehículos aéreos no tripulados

Un ejemplo de clasificación basada en criterios compuestos es la clasificación de los sistemas aéreos no tripulados (UAS) del ejército estadounidense basada en el peso, la altitud máxima y la velocidad del componente del UAV.

Los vehículos aéreos no tripulados se pueden clasificar en función de su fuente de energía, lo que afecta significativamente a la duración del vuelo, el alcance y el impacto ambiental. Las categorías principales incluyen:

• Alimentados por batería (eléctricos): estos vehículos aéreos no tripulados utilizan baterías recargables, lo que ofrece un funcionamiento silencioso y un menor mantenimiento, pero con tiempos de vuelo potencialmente limitados. Los niveles reducidos de ruido los hacen adecuados para entornos urbanos y operaciones sensibles. ^[27]
• Propulsados ​​por combustible (combustión interna): estos vehículos aéreos no tripulados utilizan combustibles tradicionales como la gasolina o el diésel y suelen tener tiempos de vuelo más prolongados, pero pueden ser más ruidosos y requerir más mantenimiento. Por lo general, se utilizan para aplicaciones que requieren una mayor autonomía o una gran capacidad de carga útil. ^[28]
• Híbrido: los UAV híbridos combinan fuentes de energía eléctrica y de combustible y buscan equilibrar los beneficios de ambos sistemas para mejorar el rendimiento y la eficiencia. Esta configuración podría permitir versatilidad en los perfiles de misión y adaptabilidad a diferentes requisitos operativos. ^[29]
• Energía solar: equipados con paneles solares, estos vehículos aéreos no tripulados pueden alcanzar tiempos de vuelo más prolongados aprovechando la energía solar, especialmente a grandes altitudes. Los vehículos aéreos no tripulados alimentados con energía solar pueden ser especialmente adecuados para misiones de larga duración y aplicaciones de monitoreo ambiental. ^[30]
• Energía nuclear: si bien se ha estudiado la posibilidad de utilizar energía nuclear en aeronaves de mayor tamaño, su aplicación en vehículos aéreos no tripulados sigue siendo en gran medida teórica debido a cuestiones de seguridad y desafíos regulatorios. La investigación en esta área está en curso, pero enfrenta obstáculos importantes antes de su implementación práctica. ^[31]
• Pilas de combustible de hidrógeno: Las pilas de combustible de hidrógeno son una tecnología emergente que ofrece la posibilidad de tiempos de vuelo más prolongados con cero emisiones, aunque la tecnología aún se está desarrollando para un uso generalizado de vehículos aéreos no tripulados. La alta densidad energética del hidrógeno lo convierte en una opción prometedora para los futuros sistemas de propulsión de vehículos aéreos no tripulados. ^[32]

El primer uso registrado de un vehículo aéreo no tripulado para la guerra ocurrió en julio de 1849, ^[34] con un portaglobos (el precursor del portaaviones ) ^[35] en el primer uso ofensivo del poder aéreo en la aviación naval . ^{[36] [37] [38]} Las fuerzas austriacas que sitiaban Venecia intentaron lanzar unos 200 globos incendiarios a la ciudad sitiada. Los globos fueron lanzados principalmente desde tierra; sin embargo, algunos también fueron lanzados desde el barco austriaco SMS  Vulcano . Al menos una bomba cayó en la ciudad; sin embargo, debido al cambio de viento después del lanzamiento, la mayoría de los globos no alcanzaron su objetivo, y algunos se desplazaron hacia las líneas austriacas y el barco de lanzamiento Vulcano . ^{[39] [40] [41]}

El ingeniero español Leonardo Torres Quevedo introdujo en la Academia de Ciencias de París en 1903 un sistema de control basado en radio llamado Telekino ^[42] , como una forma de probar dirigibles sin arriesgar la vida humana. ^{[43] [44] [45]}

El desarrollo significativo de los drones comenzó en la década de 1900 y originalmente se centró en proporcionar objetivos de práctica para el entrenamiento del personal militar . El primer intento de un UAV motorizado fue el "Aerial Target" de AM Low en 1916. ^[46] Low confirmó que el monoplano de Geoffrey de Havilland fue el que voló bajo control el 21 de marzo de 1917 utilizando su sistema de radio. ^[47] Después de esta exitosa demostración en la primavera de 1917, Low fue transferido para desarrollar lanzadores de motor rápidos controlados por aeronaves DCB con la Royal Navy en 1918 destinados a atacar instalaciones portuarias y de envío y también ayudó al comandante de escuadrón Brock en los preparativos para el Zeebrugge Raid . Siguieron otros desarrollos no tripulados británicos , lo que llevó a la flota de más de 400 objetivos aéreos De Havilland 82 Queen Bee que entraron en servicio en 1935.

Nikola Tesla describió una flota de vehículos aéreos de combate no tripulados en 1915. ^[48] Estos desarrollos también inspiraron la construcción del Kettering Bug por Charles Kettering de Dayton, Ohio y el Hewitt-Sperry Automatic Airplane , inicialmente concebido como un avión no tripulado que llevaría una carga explosiva a un objetivo predeterminado. El desarrollo continuó durante la Primera Guerra Mundial, cuando la Dayton-Wright Airplane Company inventó un torpedo aéreo sin piloto que explotaría en un momento predeterminado. ^[49]

La estrella de cine y entusiasta de los aeromodelos Reginald Denny desarrolló el primer vehículo pilotado a distancia a escala en 1935. ^[46]

A finales de la década de 1930, los investigadores soviéticos experimentaron con el control remoto de los bombarderos Tupolev TB-1 . ^[50]

En 1940, Denny fundó la Radioplane Company y durante la Segunda Guerra Mundial surgieron más modelos  , utilizados tanto para entrenar a los artilleros antiaéreos como para volar misiones de ataque. La Alemania nazi produjo y utilizó varios aviones no tripulados durante la guerra, como el Argus As 292 y la bomba voladora V-1 con motor a reacción . La Italia fascista desarrolló una versión especializada del Savoia-Marchetti SM.79, que volaba por control remoto, aunque el armisticio con Italia se promulgó antes de cualquier despliegue operativo. ^[51]

Después de la Segunda Guerra Mundial, el desarrollo continuó en vehículos como el JB-4 estadounidense (que usaba guía de comando de radio/televisión), el Jindivik australiano de GAF y el Teledyne Ryan Firebee I de 1951, mientras que compañías como Beechcraft ofrecieron su Modelo 1001 para la Marina de los EE. UU . en 1955. ^[46] Sin embargo, eran poco más que aviones teledirigidos hasta la Guerra de Vietnam . En 1959, la Fuerza Aérea de los EE. UU. , preocupada por la pérdida de pilotos en territorio hostil, comenzó a planificar el uso de aviones no tripulados. ^[52] La planificación se intensificó después de que la Unión Soviética derribara un U-2 en 1960. En cuestión de días, comenzó un programa de UAV altamente clasificado bajo el nombre en clave de "Red Wagon". ^[53] El enfrentamiento de agosto de 1964 en el Golfo de Tonkín entre unidades navales de los EE. UU. y la Armada de Vietnam del Norte inició a los UAVs altamente clasificados de los Estados Unidos ( Ryan Modelo 147 , Ryan AQM-91 Firefly , Lockheed D-21 ) en sus primeras misiones de combate de la Guerra de Vietnam . ^[54] Cuando el gobierno chino ^[55] mostró fotografías de UAVs estadounidenses derribados a través de Wide World Photos , ^[56] la respuesta oficial de los EE. UU. fue "sin comentarios".

Durante la Guerra de Desgaste (1967-1970) en Oriente Medio, la inteligencia israelí probó los primeros UAV tácticos equipados con cámaras de reconocimiento , que enviaron imágenes con éxito desde el otro lado del Canal de Suez. Esta fue la primera vez que se desarrollaron y probaron en combate UAV tácticos que podían despegar y aterrizar en cualquier pista corta (a diferencia de los UAV más pesados ​​basados ​​en jets). ^[57]

En la Guerra de Yom Kippur de 1973 , Israel utilizó vehículos aéreos no tripulados como señuelos para incitar a las fuerzas enemigas a desperdiciar costosos misiles antiaéreos. ^[58] Después de la Guerra de Yom Kippur de 1973, algunas personas clave del equipo que desarrolló este primer UAV se unieron a una pequeña empresa emergente que tenía como objetivo desarrollar UAV en un producto comercial, finalmente comprado por Tadiran y que condujo al desarrollo del primer UAV israelí. ^{[59] [ páginas necesarias ]}

En 1973, el ejército estadounidense confirmó oficialmente que había estado utilizando vehículos aéreos no tripulados en el sudeste asiático (Vietnam). ^[60] Más de 5.000 aviadores estadounidenses habían muerto y más de 1.000 más estaban desaparecidos o capturados . El 100th Strategic Reconnaissance Wing de la USAF voló alrededor de 3.435 misiones de vehículos aéreos no tripulados durante la guerra ^[61] a un costo de alrededor de 554 vehículos aéreos no tripulados perdidos por todas las causas. En palabras del general de la USAF George S. Brown , comandante del Comando de Sistemas de la Fuerza Aérea , en 1972, "La única razón por la que necesitamos (UAV) es que no queremos gastar innecesariamente al hombre en la cabina". ^[62] Más tarde ese año, el general John C. Meyer , comandante en jefe del Comando Aéreo Estratégico , declaró: "dejamos que el dron haga el vuelo de alto riesgo... la tasa de pérdida es alta, pero estamos dispuestos a arriesgar más de ellos... ¡salvan vidas!" ^[62]

Durante la Guerra del Yom Kippur de 1973, las baterías de misiles tierra-aire suministradas por los soviéticos en Egipto y Siria causaron graves daños a los aviones de combate israelíes . Como resultado, Israel desarrolló el IAI Scout como el primer UAV con vigilancia en tiempo real. ^{[63] [64] [65]} Las imágenes y señuelos de radar proporcionados por estos UAV ayudaron a Israel a neutralizar completamente las defensas aéreas sirias al comienzo de la Guerra del Líbano de 1982 , lo que resultó en que ningún piloto fuera derribado. ^[66] En Israel en 1987, los UAV se utilizaron por primera vez como prueba de concepto de superagilidad, vuelo controlado posterior a pérdida en simulaciones de vuelo de combate que involucraban control de vuelo vectorial de empuje tridimensional basado en tecnología furtiva sin cola y dirección a reacción. ^[67]

Con la maduración y miniaturización de las tecnologías aplicables en los años 1980 y 1990, el interés en los UAV creció dentro de los escalones superiores del ejército estadounidense. Estados Unidos financió el Centro de Contraterrorismo (CTC) dentro de la CIA, que buscaba combatir el terrorismo con la ayuda de tecnología modernizada de drones. ^[68] En la década de 1990, el Departamento de Defensa de EE. UU. otorgó un contrato a AAI Corporation junto con la empresa israelí Malat. La Marina de EE. UU. compró el UAV AAI Pioneer que AAI y Malat desarrollaron conjuntamente. Muchos de estos UAV vieron servicio en la Guerra del Golfo de 1991. Los UAV demostraron la posibilidad de máquinas de combate más baratas y capaces, desplegables sin riesgo para las tripulaciones. Las generaciones iniciales involucraban principalmente aviones de vigilancia , pero algunos llevaban armamento , como el General Atomics MQ-1 Predator , que lanzaba misiles aire-tierra AGM-114 Hellfire .

CAPECON , un proyecto de la Unión Europea para desarrollar vehículos aéreos no tripulados, ^[69] se desarrolló entre el 1 de mayo de 2002 y el 31 de diciembre de 2005. ^[70]

En 2012 ^[actualizar], la Fuerza Aérea de los Estados Unidos (USAF) empleaba 7.494 vehículos aéreos no tripulados, casi uno de cada tres aviones de la USAF. ^{[71] [72]} La Agencia Central de Inteligencia también operaba vehículos aéreos no tripulados . ^[73] En 2013, al menos 50 países utilizaban vehículos aéreos no tripulados. China, Irán, Israel, Pakistán, Turquía y otros diseñaron y construyeron sus propias variedades. El uso de drones ha seguido aumentando. ^[74] Debido a su amplia proliferación, no existe una lista completa de sistemas de vehículos aéreos no tripulados. ^{[72] [75]}

El desarrollo de tecnologías inteligentes y la mejora de los sistemas de energía eléctrica han propiciado un aumento paralelo del uso de drones para actividades de aviación general y de consumo. A partir de 2021, los drones cuadricópteros ejemplifican la popularidad generalizada de los aviones y juguetes radiocontrolados para aficionados , sin embargo, el uso de vehículos aéreos no tripulados en la aviación comercial y general está limitado por la falta de autonomía ^{[ aclaración necesaria ]} y por los nuevos entornos regulatorios que exigen contacto visual directo con el piloto. ^{[ cita requerida ]}

En 2020, un dron Kargu 2 persiguió y atacó a un objetivo humano en Libia , según un informe del Panel de Expertos del Consejo de Seguridad de la ONU sobre Libia, publicado en marzo de 2021. Esta puede haber sido la primera vez que un robot asesino autónomo armado con armamento letal atacó a seres humanos. ^{[76] [77]}

La tecnología superior de los drones, específicamente el Bayraktar TB2 turco , jugó un papel en los éxitos de Azerbaiyán en la guerra de Nagorno-Karabaj de 2020 contra Armenia. ^[78]

Los vehículos aéreos no tripulados también se utilizan en misiones de la NASA . El helicóptero Ingenuity es un vehículo aéreo no tripulado autónomo que operó en Marte desde 2021 hasta 2024. Actualmente se está desarrollando la nave espacial Dragonfly , que tiene como objetivo llegar a la luna Titán de Saturno y examinarla . Su objetivo principal es recorrer la superficie, ampliando la cantidad de área a investigar vista anteriormente por los módulos de aterrizaje . Como vehículo aéreo no tripulado, Dragonfly permite el examen de tipos de suelo potencialmente diversos. El dron está programado para lanzarse en 2027 y se estima que tardará siete años más en llegar al sistema saturnino.

La miniaturización también está apoyando el desarrollo de pequeños vehículos aéreos no tripulados que pueden utilizarse como sistemas individuales o en una flota, ofreciendo la posibilidad de inspeccionar grandes áreas en un tiempo relativamente pequeño. ^[79]

Según datos de GlobalData , se prevé que el mercado mundial de sistemas aéreos no tripulados (UAS) militares, que constituye una parte importante de la industria de los UAV, experimente una tasa de crecimiento anual compuesta del 4,8 % durante la próxima década. Esto representa una casi duplicación del tamaño del mercado, de 12 500 millones de dólares en 2024 a unos 20 000 millones de dólares en 2034. ^[80]

Las aeronaves tripuladas y no tripuladas del mismo tipo suelen tener componentes físicos reconocibles y similares. Las principales excepciones son la cabina y el sistema de control ambiental o los sistemas de soporte vital . Algunos UAV llevan cargas útiles (como una cámara) que pesan considerablemente menos que un humano adulto y, como resultado, pueden ser considerablemente más pequeños. Aunque llevan cargas útiles pesadas, los UAV militares armados son más ligeros que sus homólogos tripulados con armamentos comparables.

Los vehículos aéreos no tripulados civiles pequeños no tienen sistemas críticos para su vida útil , por lo que pueden construirse con materiales y formas más livianos pero menos resistentes, y pueden utilizar sistemas de control electrónico menos probados. Para los vehículos aéreos no tripulados pequeños, el diseño de cuadricóptero se ha vuelto popular, aunque este diseño rara vez se usa para aeronaves tripuladas. La miniaturización significa que se pueden usar tecnologías de propulsión menos potentes que no son factibles para aeronaves tripuladas, como pequeños motores eléctricos y baterías.

Los sistemas de control de los vehículos aéreos no tripulados suelen ser diferentes de los de las aeronaves tripuladas. Para el control remoto humano, una cámara y un enlace de vídeo casi siempre sustituyen a las ventanas de la cabina; los comandos digitales transmitidos por radio sustituyen a los controles físicos de la cabina. El software de piloto automático se utiliza tanto en aeronaves tripuladas como no tripuladas, con distintos conjuntos de funciones. ^{[81] [82] [83]}

Los UAV pueden diseñarse en configuraciones diferentes a las de las aeronaves tripuladas, tanto porque no necesitan una cabina y sus ventanas como porque no es necesario optimizar el diseño para la comodidad humana, aunque algunos UAV están adaptados de modelos pilotados o están diseñados para modos de pilotaje opcional. La seguridad aérea también es un requisito menos crítico para las aeronaves no tripuladas, lo que permite al diseñador una mayor libertad para experimentar. En cambio, los UAV suelen diseñarse en torno a sus cargas útiles a bordo y su equipo terrestre. Estos factores han dado lugar a una gran variedad de configuraciones de fuselaje y motor en los UAV.

Para el vuelo convencional, las alas volantes y los fuselajes de ala combinada ofrecen un peso ligero combinado con una baja resistencia y sigilo , y son configuraciones populares para muchos casos de uso. Los tipos más grandes que transportan una carga útil variable tienen más probabilidades de presentar un fuselaje distintivo con una cola para estabilidad, control y equilibrio, aunque las configuraciones de alas en uso varían ampliamente.

Para usos que requieren vuelo vertical o flotar, el cuadricóptero sin cola requiere un sistema de control relativamente simple y es común en los UAV más pequeños. Los diseños multirrotor con 6 o más rotores son más comunes en los UAV más grandes, donde se prioriza la redundancia. ^{[84] [85]}

Los motores de combustión interna y de reacción tradicionales siguen utilizándose para los drones que requieren un gran alcance. Sin embargo, para misiones de menor alcance, la energía eléctrica ha sustituido casi por completo el uso de la electricidad. El récord de distancia para un UAV (construido con madera de balsa y revestimiento de mylar) a través del Océano Atlántico Norte lo ostenta un modelo de avión o UAV a gasolina. Manard Hill "en 2003, cuando una de sus creaciones voló 1.882 millas a través del Océano Atlántico con menos de un galón de combustible" ostenta este récord. ^[86]

Además del motor de pistón tradicional, algunos drones utilizan el motor rotativo Wankel . Este tipo ofrece una alta potencia de salida con un peso menor, un funcionamiento más silencioso y sin vibraciones. También se ha afirmado que mejora la fiabilidad y tiene un mayor alcance. ^{[ cita requerida ]}

Los drones pequeños utilizan principalmente baterías de polímero de litio (Li-Po), mientras que algunos vehículos más grandes han adoptado la pila de combustible de hidrógeno . La densidad energética de las baterías de Li-Po modernas es mucho menor que la de la gasolina o el hidrógeno. Sin embargo, los motores eléctricos son más baratos, ligeros y silenciosos. Se están desarrollando instalaciones complejas de múltiples motores y múltiples hélices con el objetivo de mejorar la eficiencia aerodinámica y de propulsión. Para tales instalaciones de energía complejas, se pueden utilizar circuitos de eliminación de batería (BEC) para centralizar la distribución de energía y minimizar el calentamiento, bajo el control de una unidad de microcontrolador (MCU).

Los ornitópteros de alas batientes , que imitan aves o insectos, se han utilizado como microUAV . Su inherente sigilo los recomienda para misiones de espionaje.

Los microUAV de menos de 1 g inspirados en las moscas, aunque empleando un cable de alimentación, han podido "aterrizar" en superficies verticales. ^[87] Otros proyectos imitan el vuelo de escarabajos y otros insectos. ^[88]

La capacidad informática de los UAV siguió los avances de la tecnología informática, comenzando con controles analógicos y evolucionando hacia microcontroladores, luego sistemas en chip (SOC) y computadoras de placa única (SBC).

El hardware de los sistemas modernos para el control de vehículos aéreos no tripulados se suele denominar controlador de vuelo (FC), placa controladora de vuelo (FCB) o piloto automático. El hardware de control de los sistemas de vehículos aéreos no tripulados más comunes suele incorporar un microprocesador primario, un procesador secundario o a prueba de fallos y sensores como acelerómetros, giroscopios, magnetómetros y barómetros en un único módulo.

En 2024, la EASA acordó la primera base de certificación para un controlador de vuelo de UAV de conformidad con la norma ETSO-C198 para el piloto automático de Embention. La certificación de los sistemas de control de vuelo de UAV tiene como objetivo facilitar la integración de UAV en el espacio aéreo y la operación de drones en áreas críticas. ^[89]

Los sensores de posición y movimiento proporcionan información sobre el estado de la aeronave. Los sensores exteroceptivos se ocupan de información externa como las mediciones de distancia, mientras que los expropioceptivos correlacionan los estados internos y externos. ^[90]

Los sensores no cooperativos pueden detectar objetivos de forma autónoma, por lo que se utilizan para garantizar la separación y evitar colisiones. ^[91]

Los grados de libertad (DOF) se refieren tanto a la cantidad como a la calidad de los sensores a bordo: 6 DOF implican giroscopios y acelerómetros de 3 ejes (una unidad de medición inercial típica  , IMU), 9 DOF se refieren a una IMU más una brújula, 10 DOF agregan un barómetro y 11 DOF generalmente agregan un receptor GPS. ^[92]

Además de los sensores de navegación, el UAV (o UAS) puede estar equipado también con dispositivos de monitorización como: cámaras RGB , multiespectrales , hiperespectrales o LiDAR , que pueden permitir proporcionar mediciones u observaciones específicas. ^[93]

Los actuadores UAV incluyen controladores de velocidad electrónicos digitales (que controlan las RPM de los motores) vinculados a motores y hélices , servomotores ( principalmente para aviones y helicópteros), armas, actuadores de carga útil, LED y altavoces.

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El software que se ejecuta en un UAV se denomina piloto automático o pila de vuelo. El propósito de la pila de vuelo es volar la misión de forma autónoma o con la intervención de un piloto remoto. Un piloto automático logra esto obteniendo datos de sensores, controlando los motores para avanzar a lo largo de una ruta y facilitando las comunicaciones con el control de tierra y la planificación de la misión. ^[94]

Los UAV son sistemas en tiempo real que requieren datos de sensores que cambian con alta frecuencia. Como resultado, los UAV dependen de computadoras de placa única para sus necesidades computacionales. Ejemplos de tales computadoras de placa única incluyen Raspberry Pis , Beagleboards , etc. protegidas con NavIO, PXFMini, etc. o diseñadas desde cero como NuttX , preemptive- RT Linux , Xenomai , Orocos-Robot Operating System o DDS-ROS 2.0.

Debido a la naturaleza de código abierto del software de los UAV, se pueden personalizar para que se adapten a aplicaciones específicas. Por ejemplo, los investigadores de la Universidad Técnica de Košice han reemplazado el algoritmo de control predeterminado del piloto automático PX4. ^[95] Esta flexibilidad y el esfuerzo colaborativo han dado lugar a una gran cantidad de pilas de código abierto diferentes, algunas de las cuales son bifurcaciones de otras, como CleanFlight, que es una bifurcación de BaseFlight y de la que se bifurcan otras tres pilas.

Los vehículos aéreos no tripulados emplean arquitecturas de control de circuito abierto, circuito cerrado o híbridas.

• Bucle abierto  : este tipo proporciona una señal de control positiva (más rápido, más lento, izquierda, derecha, arriba, abajo) sin incorporar retroalimentación de los datos del sensor.
• Circuito cerrado  : este tipo incorpora retroalimentación de sensores para ajustar el comportamiento (reducir la velocidad para reflejar el viento de cola, moverse a una altitud de 300 pies). El controlador PID es común. A veces, se emplea la retroalimentación anticipada , lo que transfiere la necesidad de cerrar aún más el circuito. ^[96]

Los UAV utilizan una radio para el control y el intercambio de vídeo y otros datos . Los primeros UAV solo tenían un enlace ascendente de banda estrecha . Los enlaces descendentes llegaron más tarde. Estos enlaces de radio de banda estrecha bidireccionales transmitían datos de comando y control (C&C) y telemetría sobre el estado de los sistemas de la aeronave al operador remoto.

En la mayoría de las aplicaciones modernas de vehículos aéreos no tripulados, se requiere la transmisión de vídeo. Por ello, en lugar de tener enlaces separados para C&C, telemetría y tráfico de vídeo, se utiliza un enlace de banda ancha para transportar todo tipo de datos. Estos enlaces de banda ancha pueden aprovechar las técnicas de calidad de servicio y transportar tráfico TCP/IP que se puede enrutar a través de Internet.

La señal de radio del lado del operador puede emitirse desde:

• Control terrestre: un ser humano que opera un transmisor /receptor de radio, un teléfono inteligente, una tableta, una computadora o el significado original de una estación de control terrestre militar (GCS) .
• Sistemas de redes remotas, como enlaces de datos dúplex por satélite para algunas potencias militares . El vídeo digital descendente a través de redes móviles también ha entrado en los mercados de consumo, mientras que el control directo de UAV en el enlace ascendente a través de la malla celular y LTE se ha demostrado y está en fase de prueba. ^[97]
• Otra aeronave que sirve como estación de relevo o de control móvil: el avión militar tripulado y no tripulado (MUM-T). ^[98]

Los estándares de redes modernas han considerado explícitamente a los drones y, por lo tanto, incluyen optimizaciones. El estándar 5G ha exigido una latencia del plano de usuario reducida a 1 ms mientras se utilizan comunicaciones ultra confiables y de baja latencia. ^[99]

Coordinación entre UAV con tecnología de comunicación de identificación remota . Los mensajes de identificación remota (que contienen las coordenadas del UAV) se transmiten y pueden usarse para una navegación sin colisiones. ^[100]

El nivel de autonomía de los UAV varía ampliamente. Los fabricantes de UAV suelen incorporar operaciones autónomas específicas, como: ^[101]

• Autonivelación: estabilización de la actitud en los ejes de cabeceo y balanceo.
• Mantenimiento de altitud: la aeronave mantiene su altitud utilizando presión barométrica y/o datos GPS.
• Mantenimiento de posición/vuelo estacionario: mantenga un cabeceo y balanceo nivelados, un rumbo de guiñada estable y altitud mientras mantiene la posición mediante GNSS o sensores inerciales.
• Modo sin cabeza: control de inclinación relativo a la posición del piloto en lugar de relativo a los ejes del vehículo.
• Sin preocupaciones: control automático de balanceo y guiñada mientras se mueve horizontalmente
• Despegue y aterrizaje (utilizando una variedad de sensores y sistemas aéreos o terrestres; véase también " aterrizaje automático ")
• Failsafe: aterrizaje automático o regreso al punto de origen en caso de pérdida de la señal de control
• Regreso a casa: volar de regreso al punto de despegue (a menudo ganando altitud primero para evitar posibles obstrucciones intermedias, como árboles o edificios).
• Sígueme: mantén la posición relativa con respecto a un piloto en movimiento u otro objeto mediante GNSS, reconocimiento de imágenes o radiobaliza de localización.
• Navegación por puntos de referencia GPS: uso de GNSS para navegar a una ubicación intermedia en una ruta de viaje.
• Órbita alrededor de un objeto: similar a Sígueme pero gira continuamente alrededor de un objetivo.
• Acrobacias aéreas preprogramadas (como volteretas y bucles)
• Entrega preprogramada (drones de reparto)

Un enfoque para cuantificar las capacidades autónomas se basa en la terminología OODA , como lo sugiere un informe del Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea de los EE. UU. de 2002 , y se utiliza en la tabla de la derecha. ^[102]

La autonomía total está disponible para tareas específicas, como el reabastecimiento de combustible en el aire ^[103] o la conmutación de baterías en tierra.

Otras funciones disponibles o en desarrollo incluyen: vuelo colectivo, prevención de colisiones en tiempo real , seguimiento de paredes, centrado de corredores, localización y mapeo simultáneos y enjambre , radio cognitiva y aprendizaje automático . En este contexto, la visión artificial puede desempeñar un papel importante para garantizar automáticamente la seguridad del vuelo.

Los UAV se pueden programar para realizar maniobras agresivas o aterrizar o posarse en superficies inclinadas, ^[104] y luego ascender hacia mejores puntos de comunicación. ^[105] Algunos UAV pueden controlar el vuelo con diferentes modelos de vuelo, ^{[106] [107]} como los diseños VTOL.

Los vehículos aéreos no tripulados también pueden implementar la posición sobre una superficie vertical plana. ^[108]

La resistencia de los UAV no está limitada por las capacidades fisiológicas de un piloto humano.

Debido a su pequeño tamaño, bajo peso, baja vibración y alta relación potencia-peso, los motores rotativos Wankel se utilizan en muchos UAV de gran tamaño. Los rotores de sus motores no pueden agarrotarse; el motor no es susceptible a enfriamiento brusco durante el descenso y no requiere una mezcla de combustible enriquecida para enfriarse a alta potencia. Estos atributos reducen el consumo de combustible, lo que aumenta la autonomía o la carga útil.

La refrigeración adecuada de los drones es esencial para su durabilidad a largo plazo. El sobrecalentamiento y la consiguiente falla del motor son las causas más comunes de falla de los drones. ^[109]

Las pilas de combustible de hidrógeno , que utilizan energía del hidrógeno, podrían extender la autonomía de los vehículos aéreos no tripulados pequeños hasta varias horas. ^{[110] [111]}

Hasta ahora, la resistencia de los microvehículos aéreos se consigue mejor con vehículos aéreos no tripulados de alas batientes, seguidos por aviones y multirotores, que ocupan el último lugar, debido a su menor número de Reynolds . ^[90]

Los vehículos aéreos no tripulados (UAV) solares eléctricos, un concepto promovido originalmente por AstroFlight Sunrise en 1974, han logrado tiempos de vuelo de varias semanas.

Los satélites atmosféricos alimentados con energía solar ("atmosats") diseñados para operar a altitudes superiores a los 20 km (12 millas o 60.000 pies) durante un período de hasta cinco años podrían realizar tareas de manera más económica y con mayor versatilidad que los satélites de órbita baja terrestre . Entre las posibles aplicaciones se incluyen los drones meteorológicos para el monitoreo del clima , la recuperación ante desastres , la obtención de imágenes de la Tierra y las comunicaciones.

Los vehículos aéreos no tripulados eléctricos propulsados ​​por transmisión de energía de microondas o por rayos láser son otras posibles soluciones de resistencia. ^[112]

Otra aplicación para un UAV de alta resistencia sería "mirar fijamente" un campo de batalla durante un largo intervalo (ARGUS-IS, Gorgon Stare, Integrated Sensor Is Structure) para registrar eventos que luego podrían reproducirse al revés para rastrear las actividades del campo de batalla.

La delicadeza del avión no tripulado militar británico PHASA-35 (en una fase avanzada de desarrollo) es tal que atravesar las primeras doce millas turbulentas de la atmósfera es una tarea peligrosa. Sin embargo, ha permanecido en posición a 65.000 pies durante 24 horas. El Zephyr de Airbus en 2023 ha alcanzado los 70.000 pies y ha volado durante 64 días; se prevé que llegue a los 200 días. Esto es lo suficientemente cerca del espacio cercano como para que se los considere "pseudosatélites" en lo que respecta a sus capacidades operativas. ^[122]

Las mejoras de confiabilidad apuntan a todos los aspectos de los sistemas UAV, utilizando ingeniería de resiliencia y técnicas de tolerancia a fallas .

La confiabilidad individual cubre la robustez de los controladores de vuelo, para garantizar la seguridad sin redundancia excesiva para minimizar el costo y el peso. ^[123] Además, la evaluación dinámica de la envolvente de vuelo permite vehículos aéreos no tripulados resistentes a los daños, utilizando análisis no lineal con bucles diseñados ad hoc o redes neuronales. ^[124] La responsabilidad del software de los vehículos aéreos no tripulados se está inclinando hacia el diseño y las certificaciones del software de aviónica tripulada . ^[125]

La resiliencia del enjambre implica mantener las capacidades operativas y reconfigurar las tareas ante fallas de la unidad. ^[126]

En los últimos años, los drones autónomos han comenzado a transformar varias áreas de aplicación, ya que pueden volar más allá de la línea de visión (BVLOS) ^[127] al tiempo que maximizan la producción, reducen los costos y los riesgos, garantizan la seguridad del sitio, la protección y el cumplimiento normativo, ^[128] y protegen a la fuerza laboral humana en tiempos de pandemia. ^[129] También se pueden utilizar para misiones relacionadas con el consumidor, como la entrega de paquetes, como lo demuestra Amazon Prime Air , y entregas críticas de suministros de salud.

Existen numerosas aplicaciones civiles, comerciales, militares y aeroespaciales para los UAV. ^[2] Entre ellas se incluyen:

General

Recreación , socorro en casos de desastre , arqueología , conservación de la biodiversidad y el hábitat , ^[130] aplicación de la ley , delincuencia y terrorismo .

Comercial

Vigilancia aérea , realización cinematográfica , ^[131] periodismo , investigación científica , topografía , transporte de carga , minería , manufactura , silvicultura , agricultura solar , energía térmica , puertos y agricultura .

En 2020, diecisiete países han armado vehículos aéreos no tripulados y más de 100 países utilizan vehículos aéreos no tripulados con fines militares. ^[132] Los primeros cinco países que producen diseños nacionales de vehículos aéreos no tripulados son Estados Unidos, China, Israel, Irán y Turquía. ^{[133] [134] [135] [136]} Los principales fabricantes de vehículos aéreos no tripulados militares son General Atomics , Lockheed Martin , Northrop Grumman , Boeing , Baykar , ^{[137] [134]} TAI , IAIO , CASC y CAIG . ^[136] China ha establecido y ampliado su presencia en el mercado de vehículos aéreos no tripulados militares ^[136] desde 2010. A principios de la década de 2020, Turquía también estableció y amplió su presencia en el mercado de vehículos aéreos no tripulados militares. ^{[133] [136] [134] [137]}

A principios de la década de 2010, las empresas israelíes se centran principalmente en pequeños sistemas UAV de vigilancia, y por el número de drones, Israel exportó el 60,7% (2014) de los UAV en el mercado, mientras que Estados Unidos exportó el 23,9% (2014). ^[138] Entre 2010 y 2014, hubo 439 drones intercambiados en comparación con 322 en los cinco años anteriores a eso, entre ellos solo una pequeña fracción del comercio total: solo 11 (2,5%) de los 439 son drones armados. ^[138] Solo Estados Unidos operó más de 9.000 UAV militares en 2014; entre ellos, más de 7000 son UAV en miniatura RQ-11 Raven . ^[139] Desde 2010, las empresas chinas de drones han comenzado a exportar grandes cantidades de drones al mercado militar global. De los 18 países que se sabe que recibieron drones militares entre 2010 y 2019, los 12 principales compraron sus drones a China. ^{[136] [140]} El cambio se aceleró en la década de 2020 debido al avance de China en tecnologías y fabricación de drones, agravado por la demanda del mercado debido a la invasión rusa de Ucrania y el conflicto entre Israel y Gaza . ^{[141] [142] [143] [144]}

Para misiones de inteligencia y reconocimiento, el sigilo inherente de los micro UAV (ornitópteros con alas batientes ) que imitan pájaros o insectos ofrece potencial para vigilancia encubierta y los convierte en objetivos difíciles de derribar.

Los vehículos aéreos no tripulados de vigilancia y reconocimiento se utilizan para reconocimiento , ataque , desminado y prácticas de tiro .

Tras la invasión rusa de Ucrania en 2022 , se produjo un aumento espectacular en el desarrollo de vehículos aéreos no tripulados y Ucrania creó la plataforma Brave1 para promover el desarrollo rápido de sistemas innovadores.

El mercado de drones civiles (comerciales y generales) está dominado por empresas chinas. El fabricante chino DJI por sí solo tenía el 74% de la participación en el mercado civil en 2018, y ninguna otra empresa representaba más del 5%. ^[145] Las empresas siguen teniendo más del 70% de la participación en el mercado mundial en 2023, a pesar de estar bajo un creciente escrutinio y sanciones de los Estados Unidos. ^[146] El Departamento del Interior de EE. UU. inmovilizó su flota de drones DJI en 2020, mientras que el Departamento de Justicia prohibió el uso de fondos federales para la compra de DJI y otros UAV de fabricación extranjera. ^{[147] [148]} A DJI le siguen la empresa estadounidense 3D Robotics , la empresa china Yuneec , Autel Robotics y la empresa francesa Parrot . ^{[149] [150]}

En mayo de 2021, se habían registrado 873.576 vehículos aéreos no tripulados en la FAA de EE. UU ., de los cuales el 42 % se clasificaron como comerciales y el 58 % como recreativos. ^[151] El NPD de 2018 indica que los consumidores compran cada vez más drones con funciones más avanzadas, con un crecimiento del 33 % en los segmentos de mercado de más de 500 dólares y de más de 1000 dólares. ^[152]

El mercado de los UAV civiles es relativamente nuevo en comparación con el militar. Están surgiendo empresas tanto en países desarrollados como en desarrollo al mismo tiempo. Muchas empresas emergentes en sus primeras etapas han recibido apoyo y financiación de inversores, como es el caso de los Estados Unidos, y de agencias gubernamentales, como es el caso de la India. ^[153] Algunas universidades ofrecen programas o títulos de investigación y formación. ^[154] Las entidades privadas también ofrecen programas de formación en línea y presenciales para el uso recreativo y comercial de UAV. ^[155]

Los drones de consumo son ampliamente utilizados por las organizaciones policiales y militares en todo el mundo debido a la naturaleza rentable de los productos de consumo. Desde 2018, el ejército israelí ha utilizado vehículos aéreos no tripulados DJI para misiones de reconocimiento ligero. ^{[156] [157] [142]} Los drones DJI han sido utilizados por la policía china en Xinjiang desde 2017 ^{[158] [159]} y los departamentos de policía estadounidenses en todo el país desde 2018. ^{[160] [161]} Tanto Ucrania como Rusia utilizaron ampliamente drones DJI comerciales durante la invasión rusa de Ucrania . ^[162] Estos drones DJI civiles fueron obtenidos por gobiernos, aficionados, donaciones internacionales a Ucrania y Rusia para apoyar a cada lado en el campo de batalla, y a menudo eran volados por aficionados a los drones reclutados por las fuerzas armadas. La prevalencia de los drones DJI fue atribuible a su dominio del mercado, asequibilidad, alto rendimiento y confiabilidad. ^[163]

Los drones también se utilizan en espectáculos nocturnos con fines artísticos y publicitarios, y sus principales ventajas son que son más seguros, más silenciosos y mejores para el medio ambiente que los fuegos artificiales. Pueden reemplazar o ser un complemento de los espectáculos de fuegos artificiales para reducir la carga financiera de los festivales. Además, pueden complementar los fuegos artificiales debido a la capacidad de los drones para transportarlos, creando nuevas formas de arte en el proceso. ^{[164] [165] [166]}

Los drones también se pueden utilizar para carreras, con o sin funcionalidad de realidad virtual.

Los drones son ideales para capturar tomas aéreas en fotografía y cinematografía, y se utilizan ampliamente para este propósito. ^[131] Los drones pequeños evitan la necesidad de una coordinación precisa entre el piloto y el camarógrafo, ya que la misma persona asume ambos roles. Los drones grandes con cámaras de cine profesionales generalmente tienen un piloto de dron y un operador de cámara que controla el ángulo y la lente de la cámara. Por ejemplo, el dron de cine AERIGON que se utiliza en la producción cinematográfica en grandes películas de gran éxito es operado por 2 personas. ^[167] Los drones brindan acceso a sitios peligrosos, remotos o inaccesibles.

Los UAS o UAV ofrecen la gran ventaja de generar una nueva generación de imágenes de muy alta o ultra alta resolución tanto en el espacio como en el tiempo para la monitorización medioambiental. Esto brinda la oportunidad de salvar la brecha existente entre los datos satelitales y la monitorización de campo. Esto ha estimulado un gran número de actividades para mejorar la descripción de los ecosistemas naturales y agrícolas. Las aplicaciones más comunes son:

• Levantamientos topográficos ^[168] para la producción de ortomosaicos, modelos digitales de superficie y modelos 3D;
• Monitoreo de ecosistemas naturales para monitoreo de biodiversidad, ^[169] mapeo de hábitat, ^[170] detección de especies exóticas invasoras ^[171] y estudio de degradación de ecosistemas debido a especies invasoras o perturbaciones;
• Agricultura de precisión ^[172] que explota todas las tecnologías disponibles, incluidos los vehículos aéreos no tripulados, para producir más con menos (por ejemplo, optimización de fertilizantes, pesticidas, riego);
• Monitoreo de ríos Se han desarrollado varios métodos para realizar el monitoreo del flujo utilizando métodos de velocimetría de imágenes que permiten describir adecuadamente los campos de velocidad de flujo 2D. ^[173]
• Integridad estructural de cualquier tipo de estructura, ya sea una presa, un ferrocarril u otros lugares peligrosos, inaccesibles o masivos para la vigilancia de edificios. ^[174]

Estas actividades se pueden completar con diferentes mediciones, como fotogrametría , termografía, imágenes multiespectrales, escaneo de campo 3D y mapas de índice de vegetación de diferencia normalizada .

Los UAV se han convertido en una herramienta ampliamente utilizada para estudiar georiesgos como deslizamientos de tierra . ^[175] Varios sensores, incluidos radar, ópticos y térmicos, se pueden montar en UAV para monitorear diferentes propiedades. Los UAV permiten la captura de imágenes de varias características de deslizamientos de tierra , como grietas transversales, radiales y longitudinales, crestas, escarpes y superficies de ruptura, incluso en áreas inaccesibles de la masa deslizante. ^{[176] [177]} Además, el procesamiento de las imágenes ópticas capturadas por UAV también permite la creación de nubes de puntos y modelos 3D, de los cuales se pueden derivar estas propiedades. ^[178] La comparación de nubes de puntos obtenidas en diferentes momentos permite la detección de cambios causados ​​por la deformación de deslizamientos de tierra. ^{[179] [180]}

A medida que la demanda mundial de producción de alimentos crece exponencialmente, los recursos se agotan, las tierras de cultivo se reducen y la mano de obra agrícola es cada vez más escasa, existe una necesidad urgente de soluciones agrícolas más convenientes e inteligentes que los métodos tradicionales, y se espera que la industria de los drones agrícolas y la robótica avance. ^[181] Los drones agrícolas se han utilizado para ayudar a construir una agricultura sostenible en todo el mundo, lo que ha dado lugar a una nueva generación de agricultura. ^[182] En este contexto, existe una proliferación de innovaciones tanto en herramientas como en metodologías que permiten una descripción precisa del estado de la vegetación y también pueden ayudar a distribuir con precisión nutrientes, pesticidas o semillas en un campo. ^[5]

También se está investigando el uso de vehículos aéreos no tripulados para ayudar a detectar y combatir incendios forestales, ya sea mediante la observación o el lanzamiento de dispositivos pirotécnicos para iniciar contraexplosiones . ^[183]

Los vehículos aéreos no tripulados también se utilizan ampliamente para estudiar la vida silvestre, como las aves marinas que anidan, las focas e incluso las madrigueras de los wombats. ^[184]

La policía puede utilizar drones para aplicaciones tales como búsqueda y rescate y monitoreo del tráfico . ^[185]

Los drones se utilizan cada vez más en la ayuda humanitaria y el socorro en casos de desastre, donde se utilizan para una amplia gama de aplicaciones, como la entrega de alimentos, medicamentos y artículos esenciales a zonas remotas o el mapeo de imágenes antes y después de los desastres ^[186].

Los UAV pueden amenazar la seguridad del espacio aéreo de numerosas maneras, incluidas colisiones involuntarias u otras interferencias con otras aeronaves, ataques deliberados o distrayendo a los pilotos o controladores de vuelo. El primer incidente de una colisión entre un dron y un avión ocurrió a mediados de octubre de 2017 en la ciudad de Quebec, Canadá. ^[187] El primer caso registrado de una colisión de un dron con un globo aerostático ocurrió el 10 de agosto de 2018 en Driggs, Idaho , Estados Unidos; aunque no hubo daños significativos en el globo ni lesiones a sus 3 ocupantes, el piloto del globo informó el incidente a la Junta Nacional de Seguridad del Transporte , afirmando que "espero que este incidente ayude a crear una conversación sobre el respeto por la naturaleza, el espacio aéreo y las normas y regulaciones". ^[188] Los vuelos no autorizados de UAV en o cerca de los principales aeropuertos han provocado cierres prolongados de vuelos comerciales. ^[189]

Los drones causaron importantes perturbaciones en el aeropuerto de Gatwick durante diciembre de 2018 , lo que requirió el despliegue del ejército británico. ^{[190] [191]}

En Estados Unidos, volar cerca de un incendio forestal se castiga con una multa máxima de 25.000 dólares. No obstante, en 2014 y 2015, el apoyo aéreo a los bomberos en California se vio obstaculizado en varias ocasiones, entre ellas en el incendio de Lake ^[192] y el de North ^{[193] [194]} . En respuesta, los legisladores de California presentaron un proyecto de ley que permitiría a los bomberos desactivar los vehículos aéreos no tripulados que invadieran el espacio aéreo restringido ^[195 ]. Posteriormente, la FAA exigió el registro de la mayoría de los vehículos aéreos no tripulados.

En 2017, se empezaron a utilizar drones para introducir contrabando en las cárceles. ^[196]

El interés por la ciberseguridad de los UAV ha aumentado considerablemente tras el incidente de secuestro de la transmisión de vídeo del UAV Predator en 2009, ^[197] en el que militantes islámicos utilizaron equipos baratos y disponibles comercialmente para transmitir señales de vídeo desde un UAV. Otro riesgo es la posibilidad de secuestrar o interferir un UAV en vuelo. Varios investigadores de seguridad han hecho públicas algunas vulnerabilidades en los UAV comerciales, en algunos casos incluso proporcionando el código fuente completo o herramientas para reproducir sus ataques. ^[198] En un taller sobre UAV y privacidad en octubre de 2016, investigadores de la Comisión Federal de Comercio demostraron que pudieron piratear tres cuadricópteros de consumo diferentes y señalaron que los fabricantes de UAV pueden hacer que sus UAV sean más seguros mediante las medidas de seguridad básicas de encriptación de la señal Wi-Fi y adición de protección con contraseña. ^[199]

Muchos UAV han sido equipados con cargas útiles peligrosas y/o han chocado contra objetivos. Las cargas útiles han incluido o podrían incluir explosivos, peligros químicos, radiológicos o biológicos. Los UAV con cargas útiles generalmente no letales podrían ser pirateados y utilizados con fines maliciosos. Los sistemas anti-UAV (C-UAS), desde la detección hasta la guerra electrónica y los UAV diseñados para destruir otros UAV, están en desarrollo y están siendo desplegados por los estados para contrarrestar esta amenaza.

Estos avances se han producido a pesar de las dificultades. Como afirmó J. Rogers en una entrevista de 2017 a A&T: "Actualmente hay un gran debate sobre cuál es la mejor manera de contrarrestar estos pequeños vehículos aéreos no tripulados, ya sean utilizados por aficionados que causan algunas molestias o de una manera más siniestra por un agente terrorista". ^[200]

El uso malintencionado de los UAV ha llevado al desarrollo de tecnologías de contraataque de sistemas aéreos no tripulados (C-UAS). El seguimiento y la detección automáticos de UAV desde cámaras comerciales se han vuelto precisos gracias al desarrollo de algoritmos de aprendizaje automático basados ​​en aprendizaje profundo. ^[201] También es posible identificar automáticamente los UAV a través de diferentes cámaras con diferentes puntos de vista y especificaciones de hardware con métodos de reidentificación. ^[202] Se han instalado sistemas comerciales como Aaronia AARTOS en los principales aeropuertos internacionales. ^{[203] [204]} Una vez que se detecta un UAV, se puede contrarrestar con fuerza cinética (misiles, proyectiles u otro UAV) o con fuerza no cinética (láser, microondas, interferencias de comunicaciones). ^[205] Los sistemas de misiles antiaéreos como el Iron Dome también se están mejorando con tecnologías C-UAS. También se propone utilizar un enjambre de UAV inteligentes para contrarrestar uno o más UAV hostiles. ^[206]

Los organismos reguladores de todo el mundo están desarrollando soluciones de gestión del tráfico de sistemas de aeronaves no tripuladas para integrar mejor los UAV en el espacio aéreo. ^[207]

El uso de vehículos aéreos no tripulados está siendo cada vez más regulado por las autoridades de aviación civil de cada país. Los regímenes regulatorios pueden diferir significativamente según el tamaño y el uso de los drones. La Organización de Aviación Civil Internacional (OACI) comenzó a explorar el uso de la tecnología de los drones ya en 2005, lo que dio lugar a un informe de 2011. ^[208] Francia fue uno de los primeros países en establecer un marco nacional basado en este informe y los organismos de aviación más grandes, como la FAA y la EASA, siguieron rápidamente su ejemplo. ^[209] En 2021, la FAA publicó una norma que exige que todos los UAV de uso comercial y todos los UAV, independientemente de su intención, que pesen 250 g o más, participen en Remote ID , que hace pública la ubicación de los drones, la ubicación de los controladores y otra información desde el despegue hasta el apagado; esta norma ha sido impugnada desde entonces en la demanda federal pendiente RaceDayQuads v. FAA . ^{[210] [211]}

La implementación de la Etiqueta de Identificación de Clase cumple una función crucial en la regulación y operación de los drones. ^[212] La etiqueta es un mecanismo de verificación diseñado para confirmar que los drones dentro de una clase específica cumplen con los rigurosos estándares establecidos por las administraciones para el diseño y la fabricación. ^[213] Estos estándares son necesarios para garantizar la seguridad y confiabilidad de los drones en diversas industrias y aplicaciones.

Al ofrecer esta garantía a los clientes, la etiqueta de identificación de clase contribuye a aumentar la confianza en la tecnología de los drones y fomenta una adopción más amplia en todas las industrias. Esto, a su vez, contribuye al crecimiento y desarrollo de la industria de los drones y apoya la integración de los drones en la sociedad.

La exportación de vehículos aéreos no tripulados o tecnología capaz de transportar una carga útil de 500 kg al menos 300 km está restringida en muchos países por el Régimen de Control de Tecnología de Misiles .

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Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre Vehículos aéreos no tripulados .

Wikiquote tiene citas relacionadas con Drones .

• Cómo los drones inteligentes están dando forma al futuro de la guerra Archivado el 2 de mayo de 2018 en Wayback Machine , Revista Rolling Stone