Vehículo aéreo no tripulado

Un vehículo aéreo no tripulado ( UAV ), o sistema de aeronave no tripulada ( UAS ), comúnmente conocido como dron aéreo o simplemente dron , es una aeronave sin piloto humano , tripulación ni pasajeros a bordo, que en cambio es autónoma o controlada remotamente. ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]} Los UAV se desarrollaron originalmente durante el siglo XX para misiones militares demasiado "aburridas, sucias o peligrosas" ^{[ 3 ]} 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 disminuyeron, su uso se extendió a muchas aplicaciones no militares. ^{[ 4 ]} Estas incluyen fotografía aérea , cobertura de área, ^{[ 5 ]} agricultura de precisión , monitoreo de incendios forestales, ^{[ 6 ]} monitoreo de ríos, ^{[ 7 ]}^{[ 8 ]} monitoreo ambiental , ^{[ 9 ]}^{[ 10 ]}^{[ 11 ]}^{[ 12 ]} observación meteorológica , vigilancia policial y vigilancia, inspecciones de infraestructura, contrabando, ^{[ 13 ]} entregas de productos , entretenimiento y carreras de drones .

Terminología

Se utilizan muchos términos para referirse a las aeronaves que vuelan sin personas a bordo.

Un vehículo aéreo no tripulado ( UAV ) se define como un "vehículo aéreo motorizado que no lleva operador humano, utiliza fuerzas aerodinámicas para proporcionar sustentación, puede volar de forma autónoma o ser pilotado remotamente, puede ser desechable o recuperable y puede transportar una carga útil letal o no letal".^{[ 14 ]} UAV es un término que se aplica comúnmente en casos de uso militar.^{[ 15 ]} Un misil con una ojiva generalmente no se considera un UAV porque el vehículo en sí es una munición, pero ciertos tipos de misiles basados en hélices a menudo son llamados " drones kamikaze " por el público y los medios. Además, la relación de los UAV con las aeronaves modelo controladas remotamente no está clara en algunas jurisdicciones. La FAA de EE. UU. ahora define cualquier aeronave no tripulada como un UAV independientemente de su masa.^{[ 16 ]} Términos similares son aeronave pilotada remotamente ( RPA ) y vehículo aéreo pilotado remotamente ( RPAV ).

Los UAV y RPAV también pueden considerarse componentes de los sistemas de aeronaves no tripuladas ( UAS ), que también incluyen controladores terrestres y sistemas de comunicación con la aeronave. ^{[ 6 ]} El Departamento de Defensa de los Estados Unidos (DoD) y la Administración Federal de Aviación de los Estados Unidos (FAA) adoptaron el término UAS en 2005 según 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 Tráfico Aéreo (ATM) del Cielo Único Europeo (SES) de la Unión Europea (Empresa Conjunta SESAR) para 2020. ^[¹⁸^] Este término enfatiza la importancia de elementos distintos de la aeronave. Incluye elementos como estaciones de control terrestre, enlaces de datos y otros equipos de apoyo. Términos similares son sistema de vehículos aéreos no tripulados ( UAV ) y sistema de aeronaves pilotadas remotamente ( RPAS ). ^[¹⁹^] Se utilizan muchos términos similares. Según las nuevas regulaciones que entraron en vigor el 1 de junio de 2019, el gobierno canadiense adoptó el término RPAS para referirse a "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^]

En el uso común, el término dron se aplica a menudo tanto a vehículos aéreos no tripulados (VANT) militares como civiles, mientras que los documentos técnicos y reglamentarios pueden preferir términos como UAV , UAS , RPAS o aeronave no tripulada . El término dron se ha utilizado desde los inicios de la aviación , a veces aplicándose a aeronaves objetivo pilotadas a distancia utilizadas para prácticas de tiro con los cañones de un acorazado, como el hidroavión biplano Fairey Queen de la década de 1920 y el biplano 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 . ^[²¹^] El término sigue siendo de uso común. El término no tripulado se utiliza a veces en lugar de no tripulado cuando se hace referencia a los VANT. ^[²²^]^[²³^]^[²⁴^]

Los drones autónomos también emplean diversas tecnologías avanzadas para llevar a cabo sus misiones sin intervención humana, como computación en la nube, visión artificial, inteligencia artificial, aprendizaje automático, aprendizaje profundo y sensores térmicos. ^{[ 25 ]} Para usos recreativos, un dron de fotografía aérea cuenta con vídeo en primera persona, capacidades autónomas o ambas. ^{[ 26 ]}

Tipos de clasificación

Los UAV se pueden clasificar 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, la función operativa, etc. Según el Departamento de Defensa de los Estados Unidos , los UAV se clasifican en las cinco categorías siguientes: ^{[ 27 ]}^{[ 28 ]}

Otras clasificaciones de UAV incluyen: ^{[ 27 ]}

Alcance y resistencia

Por lo general, existen cinco categorías cuando los UAV se clasifican por alcance y autonomía: ^{[ 27 ]}

Tamaño

Por lo general, existen cuatro categorías cuando los UAV se clasifican por tamaño, y al menos una de las dimensiones (longitud o envergadura) cumple con los siguientes límites respectivos: ^{[ 27 ]}

Peso

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

La OTAN utiliza una clasificación similar que se muestra a continuación: ^{[ 1 ]}

Clasificación de vehículos aéreos no tripulados de la OTAN

Grado de autonomía

Los drones también se pueden clasificar según el grado de autonomía en sus operaciones de vuelo. La OACI clasifica las aeronaves no tripuladas como aeronaves pilotadas remotamente o totalmente autónomas. ^{[ 30 ]} Algunos UAV ofrecen grados intermedios de autonomía. Por ejemplo, un vehículo puede ser pilotado remotamente en la mayoría de los contextos, pero tener una operación autónoma de retorno a la base. Algunos tipos de aeronaves pueden volar opcionalmente tripuladas o como UAV, lo que puede incluir aeronaves tripuladas transformadas en UAV tripuladas o de pilotaje opcional (OPV). El vuelo de los UAV puede operar bajo control remoto por un operador humano, como aeronaves pilotadas remotamente ( RPA ), o con varios grados de autonomía , como asistencia de piloto automático , hasta aeronaves totalmente autónomas que no tienen provisión para intervención humana. ^{[ 31 ]}^{[ 32 ]}

Altitud

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

Telescopio portátil , altitud de 600 m (2000 pies ) , alcance de aproximadamente 2 km.
Altitud cercana a 1500 m (5000 pies ) , alcance de hasta 10 km
Tipo OTAN , altitud de 10 000 pies (3000 m) , alcance de hasta 50 km.
Altitud táctica de 5500 m (18 000 pies ) , alcance de aproximadamente 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 duración) por encima de 30 000 pies (9100 m) y alcance indefinido
Hipersónico de alta velocidad, supersónico (Mach 1–5) o hipersónico (Mach 5+) a 50.000 pies (15.200 m) de altitud o suborbital, alcance de más de 200 km
Órbita terrestre baja (Mach 25+)
Transferencia lunar Tierra-Luna de la CEI
Sistema de guiado de portadores asistido por computadora (CACGS) para vehículos aéreos no tripulados (UAV)

Criterios compuestos

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

Tipo de ascensor

FFLO

El vuelo de sustentación hacia adelante está clasificado únicamente por la OACI con el designador de tipo de aeronave FFLO. UAV se refiere a drones con forma de avión.

VFHC

Capacidad de vuelo vertical/estacionamiento estacionario clasificada por la OACI con el designador de tipo de aeronave VFHC - UAV se refiere a drones que utilizan palas giratorias para sustentación y movimiento.

Fuentes de energía

Los vehículos aéreos no tripulados (UAV) se pueden clasificar según su fuente de energía, lo que influye significativamente en la duración de su vuelo, su alcance y su impacto ambiental. Las principales categorías incluyen:

Alimentados por batería (eléctricos): Estos UAV 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 delicadas. ^{[ 33 ]}
Propulsados por combustible (combustión interna): Al utilizar combustibles tradicionales como gasolina o diésel, estos UAV suelen tener tiempos de vuelo más prolongados, pero pueden ser más ruidosos y requerir mayor mantenimiento. Se utilizan normalmente para aplicaciones que requieren mayor autonomía o gran capacidad de carga útil. ^{[ 34 ]}
Híbridos: Al combinar fuentes de energía eléctrica y de combustible, los UAV híbridos 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. ^{[ 35 ]}
Pila de combustible de hidrógeno: las pilas de combustible de hidrógeno ofrecen el potencial de tiempos de vuelo más prolongados que las baterías, pero con un funcionamiento más discreto (sin firma térmica) que los motores de combustión. ^{[ 36 ]} La alta densidad energética del hidrógeno lo convierte en una opción prometedora para futuros sistemas de propulsión de UAV. ^{[ 37 ]}
Alimentados por energía solar: Equipados con paneles solares, estos UAV pueden lograr tiempos de vuelo prolongados aprovechando la energía solar, especialmente a gran altitud. Los UAV alimentados por energía solar pueden ser particularmente adecuados para misiones de larga duración y aplicaciones de monitoreo ambiental. ^{[ 38 ]}
Propulsión nuclear: Si bien se ha explorado la energía nuclear para aeronaves de mayor tamaño, su aplicación en vehículos aéreos no tripulados (UAV) sigue siendo en gran medida teórica debido a preocupaciones de seguridad y desafíos regulatorios. La investigación en esta área continúa, pero enfrenta obstáculos importantes antes de su implementación práctica. ^{[ 39 ]}

Historia

Un Ryan Firebee , uno de una serie de drones objetivo/vehículos aéreos no tripulados que realizaron su primer vuelo en 1951. Museo de la Fuerza Aérea Israelí , base aérea de Hatzerim, Israel, 2006.

El Tadiran Mastiff israelí , que realizó su primer vuelo en 1975, es considerado por muchos como el primer UAV moderno para el campo de batalla, debido a su sistema de enlace de datos, su autonomía de vuelo y su transmisión de video en vivo. ^{[ 40 ]}

siglo XIX

Primeros drones

El primer uso registrado de un vehículo aéreo no tripulado para la guerra ocurrió en julio de 1849, ^{[ 41 ]} con un portaglobos (el precursor del portaaviones ) ^{[ 42 ]} en el primer uso ofensivo del poder aéreo en la aviación naval . ^{[ 43 ]}^{[ 44 ]}^{[ 45 ]} Las fuerzas austriacas que sitiaban Venecia intentaron lanzar unos 200 globos incendiarios sobre la ciudad sitiada. Los globos se lanzaron principalmente desde tierra; sin embargo, algunos también se lanzaron 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 regresaron sobre las líneas austriacas y el barco lanzador Vulcano . ^{[ 46 ]}^{[ 47 ]}^{[ 48 ]}

El ingeniero español Leonardo Torres Quevedo introdujo un sistema de control por radio llamado Telekino ^{[ 49 ]} en la Academia de Ciencias de París en 1903, como una forma de probar dirigibles sin poner en riesgo vidas humanas. ^{[ 50 ]}^{[ 51 ]}^{[ 52 ]}

década de 1900

El desarrollo significativo de los drones comenzó en la década de 1900 y se centró originalmente en proporcionar blancos de práctica para el entrenamiento del personal militar . El primer intento de un UAV motorizado fue el "Objetivo Aéreo" de AM Low en 1916. ^{[ 53 ]} 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. ^{[ 54 ]} Tras esta exitosa demostración en la primavera de 1917, Low fue transferido para desarrollar lanchas rápidas motorizadas controladas por aeronaves (DCB) con la Royal Navy en 1918, destinadas a atacar buques e instalaciones portuarias, y también ayudó al comandante de ala Brock en los preparativos para la incursión de Zeebrugge . Otros desarrollos británicos no tripulados siguieron, lo que llevó a la flota de más de 400 blancos 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. ^{[ 55 ]} Estos avances 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 transportaría 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 a una hora preestablecida. ^{[ 56 ]}

El actor de cine y entusiasta de los aviones a escala Reginald Denny desarrolló el primer vehículo teledirigido a escala en 1935. ^{[ 53 ]}

A finales de la década de 1930, investigadores soviéticos experimentaron con el control remoto de bombarderos Tupolev TB-1 . ^{[ 57 ]}

Segunda Guerra Mundial

En 1940, Reginald Denny fundó la Radioplane Company y surgieron más modelos durante la Segunda Guerra Mundial , utilizados tanto para entrenar artilleros antiaéreos como para realizar misiones de ataque. La Alemania nazi produjo y utilizó varios vehículos aéreos no tripulados (UAV) durante la guerra, como el Argus As 292 y la bomba volante V-1 con motor a reacción . La Italia fascista desarrolló una versión especializada del Savoia-Marchetti SM.79 , pilotada por control remoto, aunque el armisticio con Italia se firmó antes de cualquier despliegue operativo. ^[⁵⁸^]

período de posguerra

Después de la Segunda Guerra Mundial, el desarrollo continuó en vehículos como el JB-4 estadounidense (que utilizaba guía por comando de televisión/radio), el GAF Jindivik australiano y el Teledyne Ryan Firebee I de 1951, mientras que compañías como Beechcraft ofrecieron su Modelo 1001 para la Armada de los EE. UU. en 1955. ^{[ 53 ]} Sin embargo, no eran más que aviones controlados a distancia hasta la Guerra de Vietnam . En 1959, la Fuerza Aérea de los EE. UU. , preocupada por la pérdida de pilotos sobre territorio hostil, comenzó a planificar el uso de aeronaves no tripuladas. ^{[ 59 ]} La planificación se intensificó después de que la Unión Soviética derribara un U-2 en 1960. En cuestión de días, se inició un programa de UAV altamente clasificado bajo el nombre en clave de "Red Wagon". ^{[ 60 ]} 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 UAV estadounidenses altamente clasificados ( Ryan Modelo 147 , Ryan AQM-91 Firefly , Lockheed D-21 ) en sus primeras misiones de combate de la Guerra de Vietnam . ^{[ 61 ]} Cuando el gobierno chino ^{[ 62 ]} mostró fotografías de UAV estadounidenses derribados a través de Wide World Photos , ^{[ 63 ]} la respuesta oficial de 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 lograron transmitir fotografías desde el otro lado del Canal de Suez. Esta fue la primera vez que se desarrollaron y probaron en combate UAV tácticos capaces de despegar y aterrizar en pistas cortas (a diferencia de los UAV más pesados basados en aviones a reacción). ^{[ 64 ]}

En la Guerra de Yom Kippur de 1973 , Israel utilizó vehículos aéreos no tripulados (VANT) como señuelos para incitar a las fuerzas enemigas a desperdiciar costosos misiles antiaéreos. ^{[ 65 ]} Después de la Guerra de Yom Kippur de 1973, algunas personas clave del equipo que desarrolló este primer VANT se unieron a una pequeña empresa emergente que tenía como objetivo convertir los VANT en un producto comercial, la cual finalmente fue adquirida por Tadiran y condujo al desarrollo del primer VANT israelí. ^{[ 66 ]}

En 1973, el ejército estadounidense confirmó oficialmente que había estado utilizando UAVs en el sudeste asiático (Vietnam). ^{[ 67 ]} Más de 5000 aviadores estadounidenses murieron y más de 1000 desaparecieron o fueron capturados . El 100.º Ala de Reconocimiento Estratégico de la USAF realizó aproximadamente 3435 misiones con UAVs durante la guerra ^{[ 68 ]} a un costo de aproximadamente 554 UAVs perdidos por diversas causas. En palabras del general George S. Brown , comandante del Comando de Sistemas de la Fuerza Aérea , en 1972: «La única razón por la que necesitamos (UAVs) es que no queremos gastar innecesariamente al hombre en la cabina». ^{[ 69 ]} Más tarde ese mismo año, el general John C. Meyer , comandante en jefe del Comando Aéreo Estratégico , declaró: «Dejamos que el dron realice los vuelos de alto riesgo ... la tasa de pérdidas es alta, pero estamos dispuestos a arriesgar más ... ¡salvan vidas!». ^{[ 69 ]}

Durante la Guerra de Yom Kippur de 1973, las baterías de misiles tierra-aire suministradas por la Unión Soviética 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. ^{[ 70 ]}^{[ 71 ]}^{[ 72 ]} Las imágenes y los señuelos de radar proporcionados por estos UAV ayudaron a Israel a neutralizar por completo las defensas aéreas sirias al comienzo de la Guerra del Líbano de 1982 , lo que resultó en ningún piloto derribado. ^{[ 73 ]} En Israel, en 1987, los UAV se utilizaron por primera vez como prueba de concepto de superagilidad, vuelo controlado posterior a la pérdida en simulaciones de vuelo de combate que involucraban control de vuelo de vectorización de empuje tridimensional sin cola, basado en tecnología furtiva y dirección de chorro. ^{[ 74 ]}

Vehículos aéreos no tripulados (UAV) posteriores a la Guerra Fría

Con la maduración y miniaturización de las tecnologías aplicables en las décadas de 1980 y 1990, el interés en los UAV creció en los altos mandos del ejército estadounidense. Estados Unidos financió el Centro Antiterrorista (CTC) dentro de la CIA, que buscaba combatir el terrorismo con la ayuda de tecnología de drones modernizada. ^{[ 75 ]} 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 Armada de EE. UU. compró el UAV AAI Pioneer que AAI y Malat desarrollaron conjuntamente. Muchos de estos UAV entraron en 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 aéreas. Las generaciones iniciales involucraron principalmente aeronaves de vigilancia , pero algunas portaban armamento , como el General Atomics MQ-1 Predator , que lanzaba misiles aire-tierra AGM-114 Hellfire .

década de 2000

CAPECON , un proyecto de la Unión Europea para desarrollar vehículos aéreos no tripulados (UAV), ^[⁷⁶^] se desarrolló desde el 1 de mayo de 2002 hasta el 31 de diciembre de 2005. ^[⁷⁷^]

A partir de 2012La Fuerza Aérea de los Estados Unidos (USAF) empleaba 7494 UAV , casi uno de cada tres aviones de la USAF. ^[⁷⁸^]^[⁷⁹^] La Agencia Central de Inteligencia también operaba UAV . ^[⁸⁰^] Para 2013, al menos 50 países utilizaban UAV. China, Irán, Israel, Pakistán, Turquía y otros diseñaron y construyeron sus propias variantes. El uso de drones ha seguido aumentando. ^[⁸¹^] Debido a su amplia proliferación, no existe una lista exhaustiva de sistemas UAV. ^[⁷⁹^]^[⁸²^]

En 2006, la Administración Federal de Aviación de los Estados Unidos (FAA) permitió el uso de vehículos aéreos no tripulados dentro del espacio aéreo civil con regulaciones específicas, estableciendo las bases legales para el uso de drones por parte de consumidores dentro de los Estados Unidos. ^{[ 83 ]}

En 2013, DJI lanzó el primer modelo del dron Phantom , el modelo de dron completamente ensamblado de DJI. Con un precio de 629 dólares, el Phantom era un dron de gama básica que ofrecía una experiencia de usuario mucho más intuitiva que otros drones del mercado en ese momento. El DJI Phantom fue considerado uno de los productos de drones de consumo más influyentes jamás fabricados. Gracias a su asequibilidad, accesibilidad y software fácil de usar, rápidamente conquistó el mercado de drones de consumo, tanto para aficionados como para profesionales, e introdujo el formato moderno de dron para fotografía aérea al público en general. ^{[ 84 ]}^{[ 85 ]} Para 2017, DJI por sí solo tenía más del 75 % de la cuota de mercado mundial de drones de consumo. ^{[ 86 ]}

En 2020, un dron Kargu 2 persiguió y atacó a un objetivo humano en Libia , según un informe del Panel de Expertos sobre Libia del Consejo de Seguridad de la ONU , publicado en marzo de 2021. Esta podría haber sido la primera vez que un sistema de armas autónomo capaz de atacar con letalidad atacó a seres humanos. ^{[ 87 ]}

La tecnología de drones, incluidos sistemas como el Bayraktar TB2 turco , ha sido identificada como un factor que contribuyó al desempeño militar de Azerbaiyán en la guerra de Nagorno-Karabaj de 2020 contra Armenia. ^{[ 88 ]}

La NASA ha enviado drones a planetas distantes. El helicóptero Ingenuity es un UAV autónomo que operó en Marte desde 2021 hasta 2024. A partir de 2024La nave espacial Dragonfly se encuentra en desarrollo y tiene como objetivo alcanzar y examinar Titán , la luna de Saturno . Su objetivo principal es recorrer su superficie, ampliando así el área investigada previamente por las sondas de aterrizaje . Como UAV, Dragonfly permite examinar diversos tipos de suelo. El lanzamiento del dron está previsto para 2027 y se estima que tardará siete años más en llegar al sistema saturniano. ^[⁸⁹^]

La miniaturización también está impulsando el desarrollo de pequeños UAV, que pueden utilizarse como sistema individual o en flota, lo que permite realizar estudios topográficos eficientes de grandes áreas en un tiempo relativamente corto. ^{[ 90 ]}

Los ataques iraníes contra Israel en abril de 2024 tuvieron lugar el 13 de abril de 2024, cuando la Guardia Revolucionaria Iraní y otros grupos del Eje de la Resistencia lanzaron unos 300 drones contra Israel , a una distancia de unos 1500 kilómetros. ^{[ 91 ]}^{[ 92 ]}^{[ 93 ]}^{[ 94 ]}^{[ 95 ]}

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 vehículos aéreos no tripulados (UAV), experimente una tasa de crecimiento anual compuesta del 4,8 % durante la próxima década. Esto representa prácticamente el doble del tamaño del mercado, pasando de 12.500 millones de dólares en 2024 a unos 20.000 millones de dólares estimados para 2034. ^{[ 96 ]}

Guerra ruso-ucraniana

La invasión rusa de Ucrania en 2022 fue ampliamente descrita como la primera guerra a gran escala que implicó el uso masivo de vehículos aéreos no tripulados (VANT) comerciales y de consumo en entornos militares, en particular cuadricópteros y drones de visión en primera persona (FPV), modificados con sensores y explosivos para diversas misiones y usos tácticos. Los VANT de consumo y los pequeños VANT han influido significativamente en la guerra moderna, especialmente debido a su accesibilidad y costo, y han contribuido al desarrollo de nuevas estrategias ofensivas y defensivas. ^{[ 97 ]}^{[ 98 ]}

Tanto Ucrania como Rusia utilizaron extensamente pequeños drones de consumo durante la guerra, que sirvieron como herramientas tácticas de vigilancia, ataque y propaganda. ^{[ 99 ]} Los gobiernos, los aficionados y las donaciones internacionales a Ucrania y Rusia proporcionaron drones de consumo para apoyar a cada bando en el campo de batalla, y a menudo eran pilotados por aficionados a los drones reclutados por las fuerzas armadas. ^{[ 100 ]} La asequibilidad, las capacidades técnicas y la fiabilidad de los drones de consumo contribuyeron a su adopción generalizada. ^{[ 101 ]}^{[ 100 ]} También se preferían por su disponibilidad comercial. ^{[ 102 ]} Las empresas intentaron restringir el uso militar de productos de consumo, pero el efecto fue limitado, ^{[ 103 ]}^{[ 104 ]}^{[ 105 ]} ya que los donantes y compradores podían enviar los drones a través de la frontera mediante intermediarios y modificar su software para eludir las restricciones. ^{[ 106 ]}^{[ 107 ]} En Ucrania, los pequeños UAV comerciales y los drones FPV se habían convertido en una parte omnipresente y crucial de la guerra. ^{[ 108 ]}

Diseño

Las aeronaves tripuladas y no tripuladas del mismo tipo suelen tener componentes físicos reconociblemente similares. Las principales excepciones son la cabina , el sistema de control ambiental y los sistemas de soporte vital . Algunos UAV transportan cargas útiles (como una cámara) que pesan considerablemente menos que un adulto, por lo que pueden ser mucho más pequeños. Si bien transportan cargas pesadas, los UAV militares armados son más ligeros que sus homólogos tripulados con armamento comparable.

Los pequeños vehículos aéreos no tripulados (UAV) civiles carecen de sistemas críticos para la vida , por lo que pueden construirse con materiales y formas más ligeras pero menos robustas, y utilizar sistemas de control electrónico menos rigurosamente probados. Para los UAV pequeños, el diseño de cuadricóptero se ha popularizado, aunque esta configuración rara vez se utiliza en aeronaves tripuladas. La miniaturización permite el uso de tecnologías de propulsión menos potentes que no son viables para aeronaves tripuladas, como pequeños motores eléctricos y baterías.

Los sistemas de control para UAV suelen ser diferentes a los de las aeronaves tripuladas. Para el control remoto humano, una cámara y un enlace de vídeo casi siempre sustituyen las ventanas de la cabina; los comandos digitales transmitidos por radio sustituyen los controles físicos de la cabina. El software de piloto automático se utiliza tanto en aeronaves tripuladas como no tripuladas, con conjuntos de funciones variables. ^{[ 109 ]}^{[ 110 ]}^{[ 111 ]}

Configuración de la aeronave

Los UAV pueden diseñarse con configuraciones diferentes a las de las aeronaves tripuladas, tanto porque no requieren cabina ni ventanas como porque no es necesario optimizar la comodidad humana, aunque algunos UAV se adaptan de modelos pilotados o se diseñan para modos de pilotaje opcional. La seguridad aérea también es un requisito menos crítico para las aeronaves no tripuladas, lo que permite al diseñador mayor libertad para experimentar. En cambio, los UAV suelen diseñarse en función de su carga útil 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, el ala volante y el ala integrada ofrecen ligereza, baja resistencia aerodinámica y sigilo , y son configuraciones populares para diversas aplicaciones. Los modelos más grandes, que transportan una carga útil variable, suelen presentar un fuselaje diferenciado con una cola para mayor estabilidad, control y compensación, si bien las configuraciones de ala empleadas varían considerablemente.

Para usos que requieren vuelo vertical o vuelo estacionario, el cuadricóptero sin cola requiere un sistema de control relativamente simple y es común en UAVs más pequeños. Los diseños multirrotor con 6 o más rotores son más comunes en UAVs más grandes, donde se prioriza la redundancia. ^{[ 112 ]}

Propulsión

Los motores de combustión interna y a reacción tradicionales siguen utilizándose en drones que requieren largo alcance. Sin embargo, para misiones de corto alcance, la energía eléctrica se ha impuesto casi por completo. 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 avión modelo o UAV de gasolina. Manard Hill, en 2003, "cuando una de sus creaciones voló 1882 millas a través del Océano Atlántico con menos de un galón de combustible", posee este récord. ^[¹¹³^]

Además del motor de pistón tradicional, algunos drones utilizan el motor rotativo Wankel . Este tipo de motor ofrece una alta potencia con un peso reducido, un funcionamiento más silencioso y con menos vibraciones. También se afirma que mejora la fiabilidad y aumenta la autonomía.

Los drones pequeños utilizan principalmente baterías de polímero de litio (Li-Po) ^{[ 114 ]} , mientras que algunos vehículos más grandes han adoptado la pila de combustible de hidrógeno . ^{[ 115 ]}^{[ 116 ]}^{[ 117 ]} Las pilas de combustible de membrana de intercambio de protones alimentadas con hidrógeno para UAV tienen las ventajas de una mayor duración de vuelo que las baterías recargables de iones de litio , un menor coste total de propiedad que las baterías primarias de litio metálico y una mejor discreción que los motores térmicos . ^[³⁶^]

La densidad energética de las baterías de polímero de litio modernas es mucho menor que la de la gasolina o el hidrógeno. Sin embargo, los motores eléctricos son más económicos, ligeros y silenciosos. Se están desarrollando instalaciones complejas con múltiples motores y hélices con el objetivo de mejorar la eficiencia aerodinámica y propulsora. Para este tipo de instalaciones, se puede utilizar un circuito de eliminación de baterías (BEC) para centralizar la distribución de energía y minimizar el calentamiento, bajo el control de una unidad microcontroladora (MCU).

Ornitópteros: propulsión con alas

Los ornitópteros de alas batientes , que imitan a aves o insectos, se han utilizado como microdrones . Su sigilo inherente los hace recomendables para misiones de espionaje.

Los microdrones sub-1g inspirados en las moscas, aunque utilizando un cable de alimentación, han podido "aterrizar" en superficies verticales. ^{[ 118 ]} Otros proyectos imitan el vuelo de los escarabajos y otros insectos. ^{[ 119 ]}

Sistemas de control informático

La capacidad informática de los vehículos aéreos no tripulados (UAV) siguió los avances de la tecnología informática, comenzando con controles analógicos y evolucionando hacia microcontroladores, luego sistemas en un chip (SOC) y computadoras de placa única (SBC).

El hardware de los sistemas modernos de control de vehículos aéreos no tripulados (UAV) se suele denominar controlador de vuelo (FC), placa controladora de vuelo (FCB) o piloto automático. El hardware de control de los sistemas UAV comunes generalmente integra un microprocesador principal, un procesador secundario o de seguridad, 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 en 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 los UAV en el espacio aéreo y la operación de drones en áreas críticas. ^{[ 120 ]}

Arquitectura

Sensores

Los sensores de posición y movimiento proporcionan información sobre el estado de la aeronave. Los sensores exteroceptivos se ocupan de la información externa, como las mediciones de distancia, mientras que los expropioceptivos correlacionan los estados internos y externos. ^{[ 121 ]}

Los sensores no cooperativos pueden detectar objetivos de forma autónoma, por lo que se utilizan para garantizar la separación y evitar colisiones. ^{[ 122 ]}

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 añaden un barómetro y 11 DOF generalmente añaden un receptor GPS. ^[¹²³^]

Además de los sensores de navegación, el UAV (o UAS) también puede equiparse con dispositivos de monitoreo como: cámaras RGB , multiespectrales , hiperespectrales o LiDAR , que pueden permitir proporcionar mediciones u observaciones específicas. ^{[ 124 ]}

Actuadores

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

Software

Los UAV modernos utilizan una pila de software que abarca desde el firmware de bajo nivel que controla directamente los actuadores, hasta la planificación de vuelo de alto nivel. En el nivel más bajo, el firmware controla directamente la lectura de sensores como una IMU ^{[ 125 ]} y el comando de actuadores como motores. El software de control (a menudo denominado piloto automático) se encarga de calcular las velocidades de los actuadores en función de la velocidad deseada del vehículo. Debido a su interacción directa con el hardware, este software es crítico en cuanto al tiempo y puede ejecutarse en microcontroladores . Este software también puede gestionar las comunicaciones por radio, en el caso de UAV que no son autónomos. Un ejemplo popular es el piloto automático PX4.

En el siguiente nivel, los algoritmos de autonomía calculan la velocidad deseada en función de objetivos de nivel superior. Por ejemplo, la optimización de trayectoria ^{[ 126 ]} puede utilizarse para calcular una trayectoria de vuelo a partir de una ubicación objetivo deseada. Este software no requiere necesariamente una respuesta rápida y, a menudo, puede ejecutarse en un ordenador de placa única con un sistema operativo como Linux y sin restricciones de tiempo.

El aprendizaje por refuerzo profundo también se ha investigado para el control de vuelo de UAV, particularmente para la navegación en entornos tridimensionales continuos y la mejora de la toma de decisiones autónoma. ^{[ 127 ]} De manera similar, la automatización impulsada por IA se está aplicando cada vez más a los sistemas antidrones (C-UAS) para reducir la carga cognitiva del operador mediante la vinculación automática de datos de detección electrónica de drones con cámaras de seguimiento físico para el seguimiento de objetivos "manos libres". ^{[ 128 ]}

Principios de bucle

Los vehículos aéreos no tripulados (UAV) emplean arquitecturas de control de bucle abierto, bucle cerrado o híbridas.

Lazo 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.
Lazo cerrado : este tipo incorpora retroalimentación de sensores para ajustar el comportamiento (reducir la velocidad para contrarrestar el viento de cola, ascender a una altitud de 300 pies). El controlador PID es común. A veces, se emplea la anticipación , lo que traslada la necesidad de cerrar el lazo aún más. ^[¹²⁹^]

Comunicaciones

Los UAV utilizan radio para el control y el intercambio de vídeo y otros datos . Los primeros UAV solo contaban con enlace ascendente de banda estrecha . Los enlaces descendentes llegaron más tarde. Estos enlaces de radio bidireccionales de banda estrecha 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 UAV, se requiere la transmisión de vídeo. Por ello, en lugar de utilizar enlaces separados para el control y mando, la telemetría y el tráfico de vídeo, se emplea un enlace de banda ancha para transmitir todos los tipos 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 cualquiera de las siguientes opciones:

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) .
Sistema de red remota, como enlaces de datos dúplex por satélite para algunas potencias militares . El vídeo digital descendente a través de redes móviles también ha llegado a los mercados de consumo, mientras que el enlace ascendente de control directo de UAV a través de la red celular y LTE se ha demostrado y se encuentra en fase de pruebas. ^{[ 130 ]}
Otra aeronave, que sirve como estación de retransmisión o de control móvil : el sistema militar de colaboración tripulada-no tripulada (MUM-T). ^[¹³¹^]

Los estándares de redes modernos han considerado explícitamente los drones y, por lo tanto, incluyen optimizaciones. El estándar 5G ha exigido una latencia reducida del plano de usuario a 1 ms al tiempo que utiliza comunicaciones ultra confiables y de baja latencia. ^{[ 132 ]}

Coordinación entre UAV mediante tecnología de comunicación Remote ID . Los mensajes Remote ID (que contienen las coordenadas del UAV) se transmiten y pueden utilizarse para la navegación sin colisiones. ^{[ 133 ]}

Autonomía

El nivel de autonomía en los UAV varía ampliamente. Los fabricantes de UAV suelen incorporar operaciones autónomas específicas, como: ^{[ 134 ]}

Nivelación automática: estabilización de la actitud en los ejes de cabeceo y balanceo.
Mantenimiento de altitud: La aeronave mantiene su altitud utilizando la presión barométrica y/o los datos GPS.
Mantenimiento de posición/vuelo estacionario: Mantenga la inclinación y el balanceo nivelados, el rumbo de guiñada y la altitud estables mientras mantiene la posición utilizando sensores GNSS o inerciales.
Modo sin cabeza: El control de cabeceo se realiza en relación con la posición del piloto, en lugar de en relación con los ejes del vehículo.
Sin preocupaciones: control automático de balanceo y guiñada durante el movimiento horizontal.
Despegue y aterrizaje (utilizando diversos sensores y sistemas aéreos o terrestres; véase también " aterrizaje automático ").
Sistema de seguridad: aterrizaje automático o regreso al punto de origen en caso de pérdida de la señal de control.
Regreso a casa: Vuele de vuelta al punto de despegue (a menudo ganando altitud primero para evitar posibles obstáculos como árboles o edificios).
Sígueme: Mantén tu posición relativa con respecto a un piloto en movimiento u otro objeto utilizando GNSS, reconocimiento de imágenes o baliza de localización.
Navegación por puntos de referencia GPS: Utilización del sistema GNSS para navegar hasta una ubicación intermedia en una ruta de viaje.
Órbita alrededor de un objeto: Similar al modo sígueme , pero gira continuamente alrededor de un objetivo.
Acrobacias aéreas preprogramadas (como giros 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. ^{[ 135 ]}

La autonomía total está disponible para tareas específicas, como el reabastecimiento de combustible en vuelo ^{[ 136 ]} o el cambio de baterías en tierra.

Otras funciones disponibles o en desarrollo incluyen: vuelo colectivo, evitación de colisiones en tiempo real , seguimiento de paredes, centrado de corredores, localización y mapeo simultáneos y enjambre , ^{[ 137 ]} radio cognitiva y aprendizaje automático . En este contexto, la visión artificial puede desempeñar un papel importante para garantizar automáticamente la seguridad del vuelo.

Consideraciones de rendimiento

Envolvente de vuelo

Los UAV pueden programarse para realizar maniobras agresivas o aterrizar/posarse en superficies inclinadas, ^{[ 138 ]} y luego ascender hacia mejores puntos de comunicación. ^{[ 139 ]} Algunos UAV pueden controlar el vuelo con modelado de vuelo variable, ^{[ 140 ]}^{[ 141 ]} como los diseños VTOL.

Los UAV también pueden posarse sobre una superficie vertical plana. ^{[ 142 ]}

Resistencia

Motor Wankel UEL UAV-741 para operaciones con vehículos aéreos no tripulados, utilizado en el AAI RQ-7 Shadow.

La autonomía de un 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 vehículos aéreos no tripulados (UAV) de gran tamaño. Sus rotores no se atascan; el motor no es susceptible a la refrigeración por choque durante el descenso y no requiere una mezcla de combustible enriquecida para la refrigeración a alta potencia. Estas características reducen el consumo de combustible, aumentando el alcance o la capacidad de carga útil.

Una refrigeración adecuada del dron es esencial para su durabilidad a largo plazo. El sobrecalentamiento y la consiguiente falla del motor son la causa más común de fallas en los drones. ^{[ 143 ]}

Las pilas de combustible de hidrógeno , que utilizan energía de hidrógeno, podrían extender la autonomía de los pequeños UAV hasta varias horas. ^{[ 144 ]}^{[ 145 ]}

La autonomía de los microvehículos aéreos se logra mejor hasta ahora con los UAV de alas batientes, seguidos por los aviones y los multirrotores, que ocupan el último lugar debido a su menor número de Reynolds . ^{[ 121 ]}

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

Los satélites atmosféricos alimentados por energía solar ("atmosats"), diseñados para operar a altitudes superiores a 20 km (12 millas o 60 000 pies) durante un máximo de cinco años, podrían desempeñar funciones de forma más económica y con mayor versatilidad que los satélites en órbita terrestre baja . Entre sus posibles aplicaciones se incluyen drones meteorológicos para la monitorización del clima , la recuperación ante desastres , la obtención de imágenes de la Tierra y las comunicaciones.

Los UAV eléctricos alimentados por transmisión de energía por microondas o por emisión de energía láser son otras posibles soluciones de autonomía. ^{[ 146 ]}

Otra aplicación para un UAV de gran autonomía sería "observar fijamente" un campo de batalla durante un intervalo prolongado (ARGUS-IS, Gorgon Stare, Integrated Sensor Is Structure) para registrar eventos que luego podrían reproducirse hacia atrás para rastrear las actividades en el campo de batalla.

La fragilidad del dron militar británico PHASA-35 (en una fase avanzada de desarrollo) es tal que atravesar las primeras doce millas de atmósfera turbulenta resulta una tarea peligrosa. Sin embargo, ha permanecido en posición a 65 000 pies durante 24 horas. El Zephyr de Airbus, en 2023, alcanzó los 70 000 pies y voló durante 64 días; el objetivo era alcanzar los 200 días. Esto los sitúa lo suficientemente cerca del espacio cercano como para que se les considere "pseudosatélites" en lo que respecta a sus capacidades operativas. ^{[ 156 ]}

Fiabilidad

Las mejoras en la fiabilidad abarcan todos los aspectos de los sistemas de vehículos aéreos no tripulados (UAV), utilizando técnicas de ingeniería de resiliencia y tolerancia a fallos .

La fiabilidad individual abarca la robustez de los controladores de vuelo, para garantizar la seguridad sin redundancia excesiva para minimizar el coste y el peso. ^{[ 157 ]} Además, la evaluación dinámica de la envolvente de vuelo permite UAV resistentes a daños, utilizando análisis no lineal con bucles diseñados ad hoc o redes neuronales. ^{[ 158 ]} La responsabilidad del software de los UAV se está orientando hacia el diseño y las certificaciones del software de aviónica tripulada . ^{[ 159 ]}

La resiliencia del enjambre implica mantener las capacidades operativas y reconfigurar las tareas ante fallos de las unidades. ^{[ 160 ]}

Aplicaciones

En los últimos años, los drones autónomos han comenzado a transformar diversas áreas de aplicación, ya que pueden volar más allá del alcance visual (BVLOS) ^{[ 161 ]} , maximizando la producción, reduciendo costos y riesgos, garantizando la seguridad del sitio y el cumplimiento normativo ^{[ 162 ]} , y protegiendo a la fuerza laboral humana en tiempos de pandemia ^{[ 163 ]} . También pueden utilizarse para misiones relacionadas con el consumidor, como la entrega de paquetes, como lo demuestra Amazon Prime Air , y entregas críticas de suministros médicos.

Existen numerosas aplicaciones civiles, comerciales, militares y aeroespaciales para los UAV. ^{[ 4 ]} Estas incluyen:

General: Recreación , ayuda en casos de desastre , arqueología , conservación de la biodiversidad y el hábitat , ^{[ 164 ]} aplicación de la ley , crimen y terrorismo .
Comercial: Vigilancia aérea , producción cinematográfica , ^{[ 165 ]} periodismo , investigación científica , topografía , transporte de carga , minería , manufactura , silvicultura , cultivo solar , energía térmica , puertos y agricultura .

Guerra

A partir de 2020, diecisiete países tienen UAV armados, y más de 100 países utilizan UAV en capacidad militar. ^{[ 168 ]} Los primeros cinco países que producen diseños nacionales de UAV son Turquía, Estados Unidos, China, Israel e Irán. ^{[ 169 ]}^{[ 170 ]}^{[ 171 ]}^{[ 172 ]}^{[ 173 ]} Los principales fabricantes de UAV militares incluyen Baykar , ^{[ 169 ]}^{[ 174 ]}^{[ 171 ]} General Atomics , Elbit Systems , Rafael Advanced Defense Systems , Lockheed Martin , Northrop Grumman , Boeing , Turkish Aerospace Industries , IAIO , CASC y CAIG . ^{[ 173 ]} China ha establecido y expandido su presencia en el mercado de UAV militares ^{[ 173 ]} desde 2010. A principios de la década de 2020, Turquía también estableció y expandió su presencia en el mercado de UAV militares. ^{[ 170 ]}^{[ 173 ]}^{[ 171 ]}^{[ 174 ]}

A principios de la década de 2010, las empresas israelíes se centraron principalmente en pequeños sistemas de 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). ^{[ 175 ]} Entre 2010 y 2014, se intercambiaron 439 drones en comparación con 322 en los cinco años anteriores a eso, entre estos solo una pequeña fracción del comercio total: solo 11 (2,5%) de los 439 son drones armados. ^{[ 175 ]} Solo Estados Unidos operó más de 9000 UAV militares en 2014; entre ellos más de 7000 son UAV miniatura RQ-11 Raven . ^[¹⁷⁶^] Desde 2010, las empresas chinas de drones han comenzado a exportar grandes cantidades de drones al mercado militar mundial. De los 18 países que se sabe que recibieron drones militares entre 2010 y 2019, los 12 principales los adquirieron de China. ^[¹⁷³^]^[¹⁷⁷^] 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 derivada de la guerra ruso-ucraniana y la guerra de Gaza . ^[¹⁷⁸^]^[¹⁷⁹^]^[¹⁸⁰^]

Para misiones de inteligencia y reconocimiento, la capacidad de sigilo inherente de los micro UAV ornitópteros de alas batientes , que imitan a pájaros o insectos, ofrece potencial para la 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 . ^{[ 181 ]}

Desde el inicio de la guerra ruso-ucraniana , se produjo un aumento drástico en el desarrollo de UAV, con Ucrania creando la plataforma Brave1 para promover el rápido desarrollo de sistemas innovadores. Para 2025, tanto Ucrania como Rusia habían establecido sus propios comandos militares dedicados a UAV, denominados "Fuerzas de Sistemas No Tripulados" (literalmente "Fuerzas de Sistemas sin Piloto" ^{[ a ]} ). ^{[ 182 ]} A diferencia de Rusia, Ucrania ha podido emplear de forma innovadora UAV para entregar equipos como camillas médicas flexibles o bicicletas eléctricas para ayudar a evacuar soldados heridos del combate. ^{[ 183 ]}^{[ 184 ]} Ambos ejércitos han hecho rápido progreso en la innovación de drones, de modo que los nuevos desarrollos ocurren en semanas en lugar de años debido a la interacción frecuente entre los usuarios finales militares y los contratistas de defensa acortando los ciclos de retroalimentación. La ingeniería inversa de diseños y estrategias de drones también es común, como lo demuestran ejemplos como Ucrania copiando los drones de ala fija Molniya de Rusia y Rusia empleando naves nodriza de drones equipadas con Starlink . ^{[ 185 ]}^{[ 186 ]}

La guerra de Irán de 2026 puso de manifiesto la necesidad crucial de que varios países reevaluaran sus capacidades antidrones tras los múltiples ataques con misiles y drones que alcanzaron con éxito objetivos militares y civiles como aeropuertos, puertos e infraestructura energética en todo el Golfo Pérsico . Durante la guerra, Irán utilizó miles de drones baratos de producción masiva como el Shahed-136 y misiles como el Fateh-110, que convirtieron el Estrecho de Ormuz en un campo de tiro cuando las reservas de misiles de defensa aérea occidentales se agotaron. El coste de neutralizar un Shahed-136 se estimó entre 20 000 y 50 000 dólares estadounidenses, en comparación con los costosos misiles interceptores PATRIOT , THAAD y Arrow-3, cuyo precio oscila entre 3 y 12 millones de dólares estadounidenses. ^{[ 187 ]}^{[ 188 ]} La guerra generó un aumento en la demanda de drones interceptores ucranianos y de experiencia antidrones en los países del Golfo, Israel, Europa y Estados Unidos. ^{[ 189 ]} Los interceptores basados en FPV como el P1-Sun, STING, JEDI, Octopus y Shvidun pueden alcanzar velocidades de hasta 300 km/h y costar tan solo alrededor de US$1,000, lo que proporciona una solución antidrones rentable como parte de una red de defensa aérea de múltiples capas.

Aplicaciones civiles

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 cuota de mercado civil en 2018, ^{[ 190 ]} sin que ninguna otra empresa representara más del 5%. ^{[ 191 ]} Las empresas continúan manteniendo más del 70% de la cuota de mercado global para 2023, a pesar de estar bajo un escrutinio y sanciones cada vez mayores por parte de los Estados Unidos. ^{[ 192 ]} El Departamento del Interior de los EE. UU. dejó en tierra 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. ^{[ 193 ]}^{[ 194 ]} A DJI le siguen la empresa estadounidense 3D Robotics , la empresa china Yuneec , Autel Robotics y la empresa francesa Parrot . ^{[ 191 ]}^{[ 195 ]} En 2025, las empresas chinas de drones controlaban el 90% de la cuota de mercado mundial de UAV, y DJI representaba el 80% del mercado mundial. ^{[ 196 ]}^{[ 197 ]}

Hasta mayo de 2021, se habían registrado 873.576 UAV en la FAA de EE. UU ., de los cuales el 42 % se clasificaron como comerciales y el 58 % como recreativos. ^{[ 198 ]} El NPD de 2018 señala que los consumidores compran cada vez más drones con características más avanzadas, con un crecimiento del 33 % tanto en los segmentos de mercado de más de 500 dólares como de más de 1000 dólares. ^{[ 199 ]}

El mercado de vehículos aéreos no tripulados (VANT) civiles es relativamente nuevo en comparación con el militar. Están surgiendo empresas tanto en países desarrollados como en vías de desarrollo simultáneamente. Muchas empresas emergentes en fase inicial han recibido apoyo y financiación de inversores, como es el caso en Estados Unidos, y de agencias gubernamentales, como es el caso en India. ^{[ 200 ]} Algunas universidades ofrecen programas de investigación y formación o titulaciones. ^{[ 201 ]} Entidades privadas también ofrecen programas de formación en línea y presenciales para el uso recreativo y comercial de VANT. ^{[ 202 ]}

Los drones de consumo son ampliamente utilizados por 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 UAVs de DJI para misiones de reconocimiento ligero. ^{[ 203 ]}^{[ 204 ]}^{[ 179 ]} Los drones DJI han sido utilizados por la policía china en Xinjiang desde 2017 ^{[ 205 ]}^{[ 206 ]} y los departamentos de policía estadounidenses en todo el país desde 2018. ^{[ 207 ]}^{[ 208 ]} Tanto Ucrania como Rusia utilizaron ampliamente drones comerciales de DJI durante la invasión rusa de Ucrania . ^{[ 99 ]} Estos drones civiles de DJI fueron obtenidos por gobiernos, aficionados y donaciones internacionales a Ucrania y Rusia para apoyar a cada bando en el campo de batalla. A menudo eran pilotados por aficionados a los drones reclutados por las fuerzas armadas. La prevalencia de los drones DJI se atribuyó a su dominio del mercado, asequibilidad, alto rendimiento y fiabilidad. ^{[ 100 ]}^{[ 209 ]}

Fotografía aérea

Los drones son ideales para capturar tomas aéreas en fotografía y cinematografía, y se utilizan ampliamente para este fin. ^{[ 165 ]} 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 más grandes equipados con cámaras de cine profesionales suelen tener un piloto de dron y un operador de cámara que controla el ángulo y el objetivo de la cámara. Por ejemplo, el dron de cine AERIGON, utilizado en la producción cinematográfica, es operado por dos personas. ^{[ 210 ]} Los drones proporcionan acceso a lugares peligrosos, remotos o de otro modo inaccesibles.

Estudios agrícolas, forestales y medioambientales

A medida que la demanda mundial de producción de alimentos crece exponencialmente, los recursos se agotan, las tierras cultivables 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 drones y robótica agrícola progrese. ^{[ 211 ]} Los drones agrícolas se han utilizado para ayudar a construir una agricultura sostenible en todo el mundo, dando lugar a una nueva generación de agricultura. ^{[ 212 ]} En este contexto, hay 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. ^{[ 7 ]}

También se está investigando el uso de vehículos aéreos no tripulados (UAV) para ayudar a detectar y combatir incendios forestales, ya sea mediante la observación o el lanzamiento de dispositivos pirotécnicos para iniciar contrafuegos . ^{[ 213 ]}

Los UAV también se utilizan ahora ampliamente para estudiar la vida silvestre, como aves marinas anidando, focas e incluso madrigueras de wombats. ^{[ 214 ]}

Entretenimiento

Los drones también se utilizan en espectáculos nocturnos con fines artísticos y publicitarios, siendo sus principales ventajas que son más seguros, silenciosos y respetuosos con el medio ambiente que los fuegos artificiales. Pueden sustituir o complementar los espectáculos pirotécnicos para reducir la carga financiera de los festivales. Además, pueden complementar los fuegos artificiales gracias a la capacidad de los drones para transportarlos, creando así nuevas formas de arte. ^{[ 215 ]}^{[ 216 ]}^{[ 217 ]}

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

Monitoreo ambiental

Los UAS o UAV ofrecen una gran ventaja para el monitoreo ambiental, ya que generan una nueva generación de estudios con resolución muy alta o ultra alta, tanto en el espacio como en el tiempo. ^{[ 218 ]} Esto permite la integración entre los datos satelitales y el monitoreo de campo. Esto ha impulsado un gran número de actividades para mejorar la descripción de los ecosistemas naturales y agrícolas. Las aplicaciones más comunes son:

Levantamientos topográficos ^{[ 219 ]} para la producción de ortomosaicos, modelos de superficie digitales y modelos 3D;
Monitoreo de ecosistemas naturales para el monitoreo de la biodiversidad, ^{[ 220 ]} mapeo de hábitats, ^{[ 221 ]} detección de especies exóticas invasoras ^{[ 222 ]} y estudio de la degradación de los ecosistemas debido a especies invasoras o perturbaciones;
Agricultura de precisión ^{[ 223 ]} que aprovecha todas las tecnologías disponibles, incluidos los UAV, para producir más con menos (por ejemplo, optimización de fertilizantes, pesticidas, riego);
Monitoreo de ríos Se han desarrollado varios métodos para realizar monitoreo de flujo utilizando métodos de velocimetría de imágenes que permiten describir adecuadamente los campos de velocidad de flujo 2D. ^{[ 224 ]}
Integridad estructural de cualquier tipo de estructura, ya sea una presa, una vía férrea u otros lugares peligrosos, inaccesibles o de gran tamaño, para el monitoreo de edificios. ^{[ 225 ]}
La detección de minerales para el drenaje ácido de minas mediante UAVs y cámaras hiperespectrales puede producir mapas detallados de minerales indicadores (por ejemplo, goetita , jarosita ) para ciertos valores de pH en entornos naturales, mineros y post-mineros, como sitios remediados. ^{[ 226 ]}^{[ 227 ]}
Mediciones de gases in situ en lugares potencialmente peligrosos como columnas volcánicas. ^{[ 228 ]}

Estas actividades pueden completarse con diferentes métodos de medición, como fotogrametría , termografía , imágenes multiespectrales, escaneo de campo 3D, detectores de gas y mapas de índice de vegetación de diferencia normalizada .

Riesgos geológicos

Los UAV se han convertido en una herramienta ampliamente utilizada para estudiar riesgos geológicos como los deslizamientos de tierra . ^{[ 229 ]} Se pueden montar varios sensores, incluidos radar, ópticos y térmicos, en los UAV para monitorear diferentes propiedades. Los UAV permiten capturar imágenes de varias características de los deslizamientos de tierra , como grietas transversales, radiales y longitudinales, crestas, escarpes y superficies de ruptura, incluso en áreas inaccesibles de la masa deslizante. ^{[ 230 ]}^{[ 231 ]} Además, el procesamiento de las imágenes ópticas capturadas por los UAV también permite la creación de nubes de puntos y modelos 3D, a partir de los cuales se pueden derivar estas propiedades. ^{[ 232 ]} La comparación de nubes de puntos obtenidas en diferentes momentos permite la detección de cambios causados por la deformación del deslizamiento de tierra. ^{[ 233 ]}^{[ 234 ]}

Ayuda humanitaria

Los drones se utilizan cada vez más en ayuda humanitaria y socorro en casos de desastre, donde se emplean para una amplia gama de aplicaciones, como la entrega de alimentos, medicinas y artículos esenciales a zonas remotas o la elaboración de mapas de imágenes antes y después de desastres. ^{[ 235 ]}

fuerzas del orden

La policía puede utilizar drones para aplicaciones como búsqueda y rescate y vigilancia del tráfico . ^{[ 236 ]}

Exploración minera

Los UAV pueden ayudar en el descubrimiento de nuevos depósitos minerales o en la reevaluación de los ya conocidos para satisfacer la demanda de materias primas como metales críticos (por ejemplo, cobalto , níquel ), tierras raras y minerales para baterías. Mediante el uso de un conjunto de sensores (por ejemplo, imágenes espectrales , Lidar , magnetismo , espectroscopia de rayos gamma ) ^{[ 237 ]}^{[ 238 ]} , similares a los utilizados en el monitoreo ambiental, los datos basados en UAV pueden producir mapas de características geológicas superficiales y subsuperficiales, lo que contribuye a una exploración mineral más eficiente y específica. ^{[ 239 ]}^{[ 240 ]}

Seguridad y protección

Amenazas

Tontería

Los UAV pueden amenazar la seguridad del espacio aéreo de diversas maneras, incluyendo colisiones involuntarias u otras interferencias con otras aeronaves, ataques deliberados o distracciones a pilotos o controladores de vuelo. El primer incidente de colisión entre un dron y un avión ocurrió a mediados de octubre de 2017 en la ciudad de Quebec, Canadá. ^{[ 241 ]} El primer caso registrado de 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 al globo ni lesiones a sus tres ocupantes, el piloto del globo informó del incidente a la Junta Nacional de Seguridad del Transporte , declarando que "Espero que este incidente ayude a crear un diálogo sobre el respeto a la naturaleza, el espacio aéreo y las normas y reglamentos". ^{[ 242 ]} Los vuelos no autorizados de UAV en o cerca de los principales aeropuertos han provocado cierres prolongados de vuelos comerciales. ^{[ 243 ]}

Los drones causaron importantes interrupciones en el aeropuerto de Gatwick durante diciembre de 2018 , lo que requirió el despliegue del Ejército Británico. ^{[ 244 ]}^{[ 245 ]}

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 para la extinción de incendios en California se vio obstaculizado en varias ocasiones, incluyendo el incendio de Lake ^{[ 246 ]} y el incendio de North . ^{[ 247 ]}^{[ 248 ]} En respuesta, los legisladores de California presentaron un proyecto de ley que permitiría a los bomberos inhabilitar los UAV que invadieran el espacio aéreo restringido. ^{[ 249 ]} Posteriormente, la FAA exigió el registro de la mayoría de los UAV.

Vulnerabilidades de seguridad

Para 2017, los drones se utilizaban para arrojar contrabando en las prisiones. ^{[ 250 ]}

El interés en la ciberseguridad de los UAVs aumentó considerablemente tras el incidente de secuestro de la transmisión de vídeo del UAV Predator en 2009, ^{[ 251 ]} donde militantes islámicos utilizaron equipos baratos y comerciales para transmitir vídeos 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 UAVs comerciales, en algunos casos incluso proporcionando el código fuente completo o herramientas para reproducir sus ataques. ^{[ 252 ]} En un taller sobre UAVs y privacidad en octubre de 2016, investigadores de la Comisión Federal de Comercio demostraron que podían hackear tres cuadricópteros de consumo diferentes y señalaron que los fabricantes de UAVs pueden hacer que sus UAVs sean más seguros mediante medidas de seguridad básicas como el cifrado de la señal Wi-Fi y la adición de protección con contraseña. ^{[ 253 ]}

Privacidad

Un problema complejo es el manejo de la tecnología de drones aéreos dentro de las leyes de privacidad . ^{[ 254 ]}

Agresión

Muchos vehículos aéreos no tripulados (VANT) han sido cargados con cargas peligrosas o se han estrellado contra objetivos. Dichas cargas han incluido o podrían incluir explosivos, agentes químicos, radiológicos o biológicos. Los VANT con cargas generalmente no letales podrían ser pirateados y utilizados con fines maliciosos. Los sistemas antidrones (C-UAS), que abarcan desde la detección y la guerra electrónica hasta los VANT diseñados para destruir otros VANT, se encuentran 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 con A&T: «Actualmente existe un gran debate sobre cuál es la mejor manera de contrarrestar estos pequeños UAV, ya sea que los utilicen aficionados para causar molestias o de una manera más siniestra por parte de un grupo terrorista». ^{[ 255 ]}

Contramedidas

Sistema aéreo contra no tripulado

El uso malicioso de los UAV ha llevado al desarrollo de tecnologías de contramedidas contra 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. ^{[ 256 ]} También es posible identificar automáticamente UAV en diferentes cámaras con diferentes puntos de vista y especificaciones de hardware con métodos de reidentificación. ^{[ 257 ]} Sistemas comerciales como el Aaronia AARTOS se han instalado en los principales aeropuertos internacionales. ^{[ 258 ]}^{[ 259 ]} Una vez detectado un UAV, se puede contrarrestar con fuerza cinética (misiles, proyectiles u otro UAV) o con fuerza no cinética (láser, microondas, interferencia de comunicaciones). ^{[ 260 ]} Los sistemas de misiles antiaéreos como la Cúpula de Hierro también se están mejorando con tecnologías C-UAS. También se propone utilizar un enjambre de UAV inteligentes para contrarrestar uno o más UAV hostiles. ^{[ 261 ]}

Se han desarrollado a nivel mundial diversos sistemas de contramedidas contra sistemas aéreos no tripulados (C-UAS) para abordar la creciente amenaza de los UAV pequeños y tácticos. Estos incluyen enfoques multicapa que combinan radar, sensores electroópticos, detección por radiofrecuencia y tecnologías de interferencia. Entre ellos se encuentran los sistemas desarrollados por Elbit Systems , como la suite ReDrone™, ^{[ 262 ]}^{[ 263 ]} que incluye configuraciones fijas y portátiles para la detección y mitigación de drones en entornos civiles y militares. El sistema Red Sky 2, también desarrollado por Elbit, integra múltiples sensores y efectores y está diseñado para proteger sitios estratégicos de amenazas aéreas a baja altitud. ^{[ 264 ]} Otros desarrolladores, como AirSight, se especializan en la capa de integración de software y sistemas de C-UAS, utilizando IA y aprendizaje automático para analizar datos de sensores para la detección de drones y la evaluación de amenazas en entornos complejos, como lo demuestra el lanzamiento de su sistema AirGuard V3.18. ^{[ 128 ]}

Regulación

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. ^{[ 265 ]}

El uso de vehículos aéreos no tripulados está siendo regulado cada vez más por las autoridades de aviación civil de cada país. Los regímenes regulatorios pueden variar significativamente según el tamaño y el uso del dron. La Organización de Aviación Civil Internacional (OACI) comenzó a explorar el uso de la tecnología de drones ya en 2005, lo que dio como resultado un informe en 2011. ^{[ 266 ]} Francia fue uno de los primeros países en establecer un marco nacional basado en este informe y organismos de aviación más grandes como la FAA y la EASA rápidamente siguieron su ejemplo. ^{[ 267 ]} En 2021, la FAA publicó una norma que exige que todos los UAV de uso comercial y todos los UAV, independientemente de su propósito, que pesen 250 g o más participen en Remote ID , que hace públicas las ubicaciones de los drones, las ubicaciones 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 . ^{[ 268 ]}^{[ 269 ]}

En abril de 2026, China introdujo normas estrictas para los drones recreativos y civiles, que exigen registro, identificación, nombre real, permiso y monitoreo en tiempo real. Pekín promulgó una prohibición casi total, limitando las ventas, el transporte y los vuelos dentro de la ciudad. El objetivo de la regulación es garantizar la seguridad, gestionar el espacio aéreo a baja altitud y abordar la seguridad. ^{[ 270 ]}

Certificación de drones de la UE – Etiqueta de identificación de clase

La implementación de la etiqueta de identificación de clase cumple una función crucial en la regulación y operación de drones. ^{[ 271 ]} 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. ^{[ 272 ]} Estos estándares son necesarios para garantizar la seguridad y confiabilidad de los drones en diversas industrias y aplicaciones.

Al brindar esta garantía a los clientes, la etiqueta de identificación de clase contribuye a aumentar la confianza en la tecnología de drones y fomenta su adopción generalizada en diversos sectores. Esto, a su vez, contribuye al crecimiento y desarrollo de la industria de los drones y apoya su integración en la sociedad.

Controles de exportación

La exportación de vehículos aéreos no tripulados (UAV) o tecnología capaz de transportar una carga útil de 500 kg a una distancia mínima de 300 km está restringida en muchos países por el Régimen de Control de la Tecnología de Misiles .

Véase también

Referencias

Notas

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