Wszystkie bezzałogowe statki powietrzne rozważane w tym artykule należą do grupy 1. Ta grupa o maksymalnej masie startowej od 0 do 9 kg obejmuje dużą liczbę systemów różnych typów, w tym typy samolotów i śmigłowców, i z reguły wszystkie, są uruchamiane ręcznie. Bardzo niewiele z tych dronów można zakwalifikować jako „nano”. Są to bardzo lekkie systemy, w większości z głównym wirnikiem, jak wszyscy wymienieni w tym artykule. Każdy żołnierz marzy o tym, aby mieć pod ręką latający system, który może wyjrzeć „za róg” i wrócić do wykonywania kolejnych zadań, ponieważ jego waga oraz ilość materiałów i konserwacji są minimalne, czyli znaczne zwiększenie całkowitego obciążenia jest wykluczony.
Siły specjalne są zwykle pierwszymi, które otrzymują nowe, zaawansowane technologicznie systemy, które później wchodzą do służby w jednostkach konwencjonalnych. Jednak niewiele systemów jest dostępnych dla wojska na rynku obronnym (oczywiście nie omawiamy tutaj wszystkich tych „wypoczynkowych” dronów sprzedawanych w setkach w sklepach z zabawkami), tylko część z nich jest najpierw używana przez siły specjalne, a jeszcze mniej jest te, które natychmiast stają się bestsellerami. Niektóre inne, nieco większe drony, które nie mieszczą się już w kategorii „nano”, mają dość specyficzne cechy, co czyni je doskonałym wyborem dla sił operacji specjalnych (SSO) i nie tylko.
Zanim zaczniemy opisywać istniejące systemy, spójrzmy, jaka może być przyszłość, chociaż dziś wiele rzeczy można przypisać raczej sferze science fiction niż rzeczywistości. W 2011 roku firma AeroVironment opracowała Nano Hummingbird, przypominający latający ptak VTOL o maksymalnej masie startowej 19 gramów, którego rozpiętość skrzydeł 160 mm pozwala mu pozostać w powietrzu. Oczywiście jest to najbardziej złożony rozwój pod każdym względem, od mechaniki i awioniki po kanał transmisji danych. Laboratorium Charlesa Starka Drapera poszło inną drogą, wierząc, że nie ma bardziej wydajnego i zwrotnego nanodronu przypominającego owada niż dron, który naśladuje ważkę. W styczniu 2017 roku ogłosił, że jego program DragonflEye, który jest realizowany we współpracy z Howard Hughes Medical Institute, poczynił pewne postępy w zarządzaniu ważkami dzięki małemu plecakowi, który łączy w sobie nawigację, biologię syntetyczną i technologie neurosensoryczne oraz wysyła sygnały kontroli neurosensorycznych do ważka. Dziś technologie systemów ptasich czy owadów nie są gotowe na wielki sukces komercyjny, ale z pewnością nadejdzie godzina, w której znajdą swojego wdzięcznego użytkownika. Tymczasem obecne nanodrony wykorzystują głównie technologie śmigłowcowe, które zapewniają możliwość pionowego startu i lądowania.
W styczniu 2017 r. Departament Obrony USA wystosował prośbę o informacje o nazwie Soldier Borne Sensor Unmanned Aircraft Systems (czujnik noszony przez żołnierza, bezzałogowe systemy latające), którego celem było zebranie informacji do przyszłego planowanego programu. Tym razem celem było rozmieszczenie tych systemów w regularnej armii, aby zapewnić obserwację na poziomie poszczególnych oddziałów i plutonów. Na rynku nie było zbyt wielu systemów spełniających amerykańskie wymagania, które ogłoszono w styczniu 2018 roku na spotkaniu podczas tzw. Industry Day. Wśród nich: zawis na małej wysokości przez co najmniej 15 minut, trzy loty z w pełni naładowaną baterią w warunkach słabego wiatru, maksymalna waga urządzenia to 250 gramów, maksymalna waga całego kompleksu to 1,36 kg. Wymagania przewidują również prawdopodobieństwo wykrycia 90% obiektu wielkości człowieka z odległości 50 metrów w nocy, plus maksymalny czas szkolenia wynoszący 16 godzin. System musi przechowywać zdjęcia i nagrania wideo oraz przesyłać obrazy żołnierzowi w czasie rzeczywistym do natychmiastowego użycia. Ponadto kryteria wyboru obejmują sygnatury wizualne i akustyczne, zasięg w polu widzenia i inne parametry, które nie zostały jeszcze nazwane. Na odprawę stawiło się siedem firm i organizacji, ale główni konkurenci szybko skurczyli się do trzech uczestników - AeroVironment, InstantEye Robotics i FLIR Systems.
Pod koniec listopada 2016 r. FLIR Systems przejęła norweską firmę Prox Dynamics AS za 134 mln USD w gotówce. Firma ta jest jednym z pionierów w dziedzinie nano-UAV, została założona pod koniec 2007 roku w celu opracowania najmniejszych UAV na świecie dla profesjonalnych użytkowników. Pierwsza wersja, nazwana Black Hornet, pojawiła się w 2012 roku, a po pojawieniu się nowej wersji otrzymała oznaczenie Black Hornet 1. „Samolot bazował na zupełnie nowej technologii, ale jego zasięg lotu został ograniczony do 600 metrów, jednak, a także czas lotu wynosi 15 minut”- powiedział rzecznik FLIR Systems. Pierwszym klientem była armia brytyjska, która w odpowiedzi na pilne potrzeby w 2012 roku rozmieściła w Afganistanie swoje pierwsze drony PD-100 Black Hornet. Stało się to ważną modą w historii norweskiego nano-UAV; później w 2015 roku opracowano i zaprezentowano drugi wariant Black Hornet 2. „Był oparty na tej samej platformie, ale wprowadzono wiele ulepszeń pod względem czujników, zasięgu i stabilności wiatru”. W urządzeniu zainstalowano silnik o mniejszym poborze mocy, co w połączeniu z akumulatorem o zwiększonej pojemności pozwoliło na zwiększenie zasięgu lotu i jednocześnie zwiększenie zasięgu kanału transmisji danych. Ponadto opracowano wariant Black Hornet 2T, na którym zainstalowano kamerę termowizyjną firmy FLIR, była to pierwsza współpraca obu firm. System Black Hornet 2 został nabyty przez wielu klientów ze względu na jego oczywiste zalety.
Biorąc pod uwagę uruchomienie potencjalnie priorytetowego programu w Stanach Zjednoczonych oraz fakt, że wojsko USA kupuje co najmniej o rząd wielkości więcej dronów niż inne kraje, FLIR uznał, że warto zainwestować więcej w dziedzinie nanosystemów i dlatego, przejmując Prox Dynamics. Po tej fuzji gwałtownie wzrosło finansowanie obiecujących projektów, w wyniku czego powstał nowy Black Hornet 3. Zaprojektowany przez ojca oryginalnego Black Horneta, Petera Murena, urządzenie zachowało schemat helikoptera, ale projekt wirnika został radykalnie zmieniony. Platforma jest teraz w pełni modułowa, z wymienną baterią i różnymi obciążeniami docelowymi, co pozwala na szybką rekonfigurację drona. Stacja bazowa nowej generacji otrzymała szereg ulepszeń, zarówno sprzętowych, jak i programowych. Masa Black Hornet 3 ze śmigłem 123 mm podwoiła się w stosunku do swoich poprzedników i wyniosła 33 gramy, potrafi on utrzymać się w powietrzu przez 25 minut i dolecieć na maksymalną odległość 2 km. Dron rozwija prędkość do 6 m/s i może latać przy wietrze do 15 węzłów (porywy do 20 węzłów), a także w lekkim deszczu. Jeśli chodzi o czujniki, dron wyposażony jest w kamerę termowizyjną FLIR Lepton oraz kamerę wideo o wysokiej rozdzielczości zdolną do robienia zdjęć. Kamera termowizyjna z matrycą 160x120 i skokiem 12 mikronów pracuje w zakresie 8-14 mikronów i ma pole widzenia 57°x42°, jej wymiary to 10, 5x12, 7x7, 14 mm, a jej waga to tylko 0,9 grama. Dostępne są dwie kamery dzienne, w zależności od konfiguracji, zapewniające odpowiednio rozdzielczość wideo 680x480 i rozdzielczość zdjęć 1600x1200, istnieje możliwość nakładania obrazu z kamer dziennych i nocnych.
Główną innowacją Black Hornet 3 jest to, że może latać nawet bez sygnału GPS. „Jednak nadal rozwijamy tę funkcję, ponieważ wciąż ma potencjał do wielu ulepszeń” – powiedział rzecznik firmy. Dostępne są cztery tryby lotu: automatyczny i ręczny zawis i obserwacja, lot po z góry określonej trasie i punktach wybranych przez operatora, automatyczny powrót i utrata łączności. „Stale aktualizujemy nasze oprogramowanie, aby zmniejszyć obciążenie poznawcze operatora. System ten, znany jako Black Hornet 3 PRS (Personal Reconnaissance System), jest zintegrowany z oprogramowaniem ATAK (Android Tactical Assault Kit) armii amerykańskiej. Kompletny system Black Hornet 3 ważący mniej niż 1,4 kg zawiera dwa samoloty, ręczny kontroler i ekran wideo. Dron Black Hornet 3 kupiło 35 krajów, a największymi nabywcami są Stany Zjednoczone, Australia i Francja. W listopadzie 2018 roku Francja ogłosiła zakup na łączną kwotę 89 mln dolarów, a kilka dni później USA podpisały swój pierwszy kontrakt na 39 mln dolarów. Wielka Brytania podpisała kontrakt o wartości 1,8 miliona dolarów w kwietniu 2019 r. w ramach inicjatywy Fast Track. Latem 2019 roku armia amerykańska otrzymała pierwsze systemy Black Hornet 3 PRS dla 82. Dywizji Powietrznodesantowej, która została rozmieszczona w Afganistanie. Te nanodrony służą do zbierania informacji i rozpoznania na poziomie oddziału i plutonu.
Podczas opracowywania drona PRS firma FLIR zdała sobie sprawę, że wiele pojazdów wymaga systemu rozpoznania krótkiego zasięgu, który mógłby być używany spod pancerza. Doprowadziło to do opracowania systemu VRS (Vehicle Reconnaissance System), opartego na tej samej platformie i wyposażonego w moduł startowy z czterema wyjmowanymi kasetami grzewczymi i ładującymi. Zestaw VRS waży około 23 kg, mierzy 470x420x260 mm i może być opcjonalnie wyposażony w ochronę balistyczną. Można go łatwo zintegrować z systemem zarządzania bitwą za pomocą standardowego interfejsu; Firma Kongsberg zintegrowała go już ze swoim systemem Integrated Combat Solution (ICS). FLIR zademonstrowała ten system nie tylko jako narzędzie rozpoznawcze, ale także jako narzędzie celownicze ze zintegrowanym GPS. VRS jest obecnie dostępny tylko w fazie przedprodukcyjnej, ale FLIR jest gotowy do rozpoczęcia produkcji, ponieważ produkt został po raz pierwszy pokazany w październiku 2018 roku i cieszy się dużym zainteresowaniem.
Oprócz FLIR o kontrakt Soldier Borne Sensor walczyło jeszcze dwóch konkurentów, AeroVironment i InstantEye Robotics (oddział Physical Sciences Inc.). Firma AeroVironment opracowała kwadrokopter Snipe ważący 140 gramów, o czasie lotu 15 minut i zasięgu ponad kilometra, wyposażony w kamery optoelektroniczne i na podczerwień. Przy maksymalnej prędkości 9,8 m/s urządzenie jest dość ciche i niesłyszalne nawet na wysokości 30 metrów nad ziemią, steruje nim intuicyjna aplikacja ładowana na kontroler dotykowy z systemem Windows 7. Przygotowanie drona do lotu, złożenie z pięciu ruchomych części zajmuje mniej niż minutę. Po wybraniu jednego ze swoich konkurentów przez armię amerykańską, AeroVironment najwyraźniej zrezygnowało z programu Snipe.
Quadkopter Mk-3 GEN5-D1 / D2 firmy InstantEye Robotics waży mniej niż 250 gramów (maksymalna dopuszczalna waga). W skład kompleksu o wadze 6,35 kg wchodzą dwa urządzenia, jedna Naziemna Stacja Kontroli-D, jeden chroniony wyświetlacz, sześć akumulatorów, ładowarka, komplet śrub, jedna zapasowa antena, skrzynia transportowa oraz pojemnik do pracy w terenie. Urządzenie może osiągnąć maksymalną prędkość 8,94 m/s i wytrzymać taką samą prędkość wiatru, zasięg kanału transmisji danych to 1,5 metra. Bateria główna zapewnia czas lotu 12-15 minut, natomiast bateria dodatkowa gwarantuje 20-27 minut pracy. Pod koniec 2018 roku InstantEye dostarczyło 32 takie kompleksy do Korpusu Piechoty Morskiej Stanów Zjednoczonych do oceny operacyjnej w ramach małego taktycznego programu dronów.
Dron NanoHawk, po raz pierwszy pokazany jako prototyp na Eurosatory 2018, został opracowany przez francuską firmę Aeraccess w oparciu o specyficzne potrzeby francuskich sił specjalnych, które potrzebowały UAV do użytku wewnątrz budynków i innych konstrukcji zamkniętych. W konkursie prowadzonym przez Laboratorium Kontroli Broni NanoHawk pokonał w pierwszej rundzie pięciu innych kandydatów.
W tym projekcie firma Aeraccess wykorzystała swoje doświadczenie z większym dronem SparrowHawk, opracowanym we współpracy z francuskimi siłami specjalnymi policji, a także zdolnym do działania w przypadku braku sygnału GPS. Jednak francuskie siły specjalne chciały mieć znacznie mniejszy system i w rezultacie pojawił się dron NanoHawk, w którym zachowano schemat kwadrokoptera i pojawiła się lekka ochrona śmigła, z której nie można zrezygnować podczas latania w pomieszczeniach. W porównaniu z prototypem korpus wersji produkcyjnej wyposażony jest w czujniki omijania przeszkód 360°. Ponadto z przodu iz tyłu zainstalowane są dwa optoelektroniczne/podczerwone ładunki docelowe, co pozwala operatorowi widzieć obraz z obu kierunków, a tym samym lepiej kontrolować sytuację; opcjonalne czujniki umożliwiają również cyfrowe mapowanie wolumetryczne budynków. Obudowa wraz z konstrukcją ochronną śrub została całkowicie przeprojektowana, teraz użytkownik może szybko naprawić urządzenie w terenie. Obecna wersja waży 350 gram bez akumulatora, a maksymalna masa startowa wzrasta do 600 gram z mocniejszym akumulatorem, który zapewnia 10 minut lotu. Wymiary pozostają takie same, 180x180 mm w śrubach, jednak jeśli klient wymaga nowej klatki ochronnej, wymiary wzrosną do 240x240x90 mm.
Jednym z głównych elementów kompleksu jest sterownik ręczny, który pozwala operatorowi trzymać broń w drugiej ręce, podczas gdy monitor montowany jest na kamizelce kuloodpornej, choć istnieje możliwość zamontowania go z tyłu tarczy lub załóż go na nadgarstek. Inteligentne tryby lotu znacznie zmniejszają obciążenie operatora, a szyfrowane łącze danych multipleksowane z ortogonalnym podziałem częstotliwości umożliwia równoczesną kontrolę lotu i transmisję wideo przy użyciu jednego systemu kryptograficznego o dwóch różnych częstotliwościach.
Od pierwszej demonstracji dron NanoHawk przeszedł szeroko zakrojone testy. W typowym zadaniu wylatuje z zewnątrz budynku, wlatuje do niego przez otwarte okno, a następnie przesuwa się o 3-4 piętra w dół lub w górę w zależności od grubości ścian. Urządzenie otrzymało również pozwolenie na pracę na statkach, demonstrując zdolność do latania nad i pod operatorem bez utraty sygnałów radiowych i wideo, co otwiera zupełnie nowy rynek. W nocy można go podłączyć do systemu noktowizyjnego, aby tylko operator mógł go zobaczyć. NanoHawk został również przetestowany z psimi załogami, podczas których psy zostały przeszkolone do przenoszenia drona poprzez trzymanie go w pysku na krótkiej smyczy. Pies zaczyna sprawdzać budynek i gdy wyczuje obecność osoby w pomieszczeniu, wypuszcza drona na zewnątrz, po czym na komendę startuje. Psa można też wyposażyć w repeater w celu zwiększenia zasięgu drona, który według dewelopera wynosi kilkaset metrów na zewnątrz.
Każdy system NanoHawk składa się z kanału danych, kontrolera, monitora i dwóch urządzeń. Pierwszymi jednostkami, które zamówiły NanoHawk, były lokalne siły operacji specjalnych. Francuskie siły specjalne podpisały kontrakty z firmą Aeraccess, zgodnie z którymi otrzymały specjalistyczne wersje systemu. Jeśli chodzi o eksport, Aeraccess otrzymał zamówienia na nieznaną liczbę pojazdów od wojska i organów ścigania Singapuru, Zjednoczonych Emiratów Arabskich, Wielkiej Brytanii i Kanady.
Na pilne zamówienie francuska armia zakupiła mikrodrony NX70 opracowane przez Novadem. Ten quadkopter o maksymalnej masie startowej 1 kg w stanie rozłożonym ma wymiary 130x510x510 mm (po złożeniu 130x270x190 mm). Jest wyposażony w dwuogniskową kamerę dzienną Ultra-HD zapewniającą FOV 50° i 5° oraz FOV 34°; w zależności od życzenia klienta matryca konwertera wideo może mieć wymiary 320x240 lub 640x480. Czas przygotowania do lotu trwa niecałą minutę, czas spędzony w powietrzu to 45 minut, a zasięg lotu to jeden kilometr; wariant o rozszerzonym zasięgu ma zasięg do 5 km. Urządzenie może latać przy prędkości wiatru do 65 km/h i na wysokości 3000 m n.p.m. NX70 może również latać w konfiguracji na uwięzi, co pozwala mu pozostać w powietrzu przez dłuższy czas. Armia francuska otrzymała pierwsze 27 systemów (każdy z dwoma urządzeniami) w czerwcu 2019 roku. Pierwsze drony NX70 zostały rozmieszczone w afrykańskim stanie Mali, gdzie francuski kontyngent walczy z rebeliantami.
W 2017 roku firma Diodon Drone Technology wprowadziła na rynek quadkopter SP20. Zdecydowanie nie należy do kategorii nano-UAV ze względu na swoją niezwykłą konstrukcję, doskonale nadaje się do użytku przez siły specjalne. Ten quadkopter przeznaczony jest do pracy w jednostkach powietrznych, ponieważ posiada utwardzoną i wodoodporną obudowę zgodną ze standardem IP46 z całą elektroniką oraz cztery nadmuchiwane „nogi”, na końcach których zamontowane są śmigła z silnikami, co pozwala na pozostań na powierzchni, wykorzystując powierzchnię wody do startu i lądowania. Może pracować również na lądzie, a nadmuchiwane elementy dobrze pochłaniają energię uderzenia. Dron Sp20 o wadze 1,6 kg ma ładowność znamionową 200 gramów, ma prędkość maksymalną 60 km/h i prędkość pionową 3 m/s. Do tego oferowane są dwa sensory: kamera CCD z matrycą 976x582 i obiektywami 3 mm, 8 mm lub 12 mm, pracująca przy oświetleniu 0,0002 luksów oraz niechłodzona kamera termowizyjna z obiektywem 14,2 mm i matrycą 640x480.
Dron SP20 może latać przy prędkości wiatru do 25 węzłów, maksymalna wysokość operacyjna to 2500 metrów, a temperatury pracy wynoszą od -5°C do +45°C. Przy opuszczonych „łapach” i złożonych ostrzach wymiary aparatu to 220x280x100 mm, w stanie roboczym – 550x450x190. Czas konfiguracji to mniej niż minuta, w dużej mierze dzięki dołączonej małej sprężarce używanej do pompowania stóp. Akumulatory są ładowane przez 23 minuty lotu. SP20 jest wyposażony w analogowy kanał komunikacyjny o zasięgu do 2 km. Dron SP20 firmy Diodon jest wyposażony w wytrzymałą naziemną stację kontrolną IP56 o wadze 1,2 kg. Ten wyjątkowy bezzałogowy statek powietrzny jest obecnie testowany w różnych dywizjach, a Diodon Drone Technologies czeka na pierwsze zamówienie, przede wszystkim od francuskiego wojska.
