Nowoczesne drony od BZB UAS, wyposażone w zaawansowane technologie oferują wszechstronne możliwości, które mogą znacząco wspomóc wojsko, policję oraz inne instytucje odpowiedzialne za ochronę obywateli i mienia. W tym artykule przyjrzymy się specyfikacji tych urządzeń, omówimy ich potencjalne zastosowania oraz wskażemy, jakie korzyści mogą przynieść w kontekście monitoringu, ratownictwa i prewencji.

Do niedawna drony, a właściwie bezzałogowe statki powietrzne (BSP), niemal jednoznacznie kojarzono z drogimi, ciężkimi systemami przeznaczonymi wyłącznie dla potrzeb sił zbrojnych. Jednak wraz z postępującą miniaturyzacją oraz spadkiem cen produkowanych masowo komercyjnych podzespołów, stosunkowo lekkie drony nie tylko rozpowszechniły się jako wyposażenie małych pododdziałów, ale również znalazły swoje miejsce na rynku cywilnym. Te ostatnie, wykorzystywane dla celów głównie rozrywkowych, to masowo produkowane w Chinach konstrukcje (głównie o konfiguracji quadrocoptera). Są tu także maszyny do zastosowań profesjonalnych – choć chińskie drony w wielu zastosowaniach nie są w stanie sprostać wymaganiom zaawansowanych użytkowników. I w takim przypadku otwiera się rynek dla bardziej specjalistycznych, dysponujących większymi możliwościami konstrukcji.

Do potencjalnych obszarów, w których wykorzystanie takich konstrukcji jest pożądane należą działania poszukiwawcze i ratunkowe, działania obserwacyjne i patrolowe, misje inspekcyjne dotyczące infrastruktury kolejowej czy drogowej, wsparcie rolnictwa oraz leśnictwa, wsparcie przemysłu wydobywczego i energetycznego.

Zanim jednak przejdziemy do kwestii dokładniejszego opisania zastosowania dronów, warto wyjaśnić z jakimi konfiguracjami i typami dronów a właściwie Bezzałogowych Statków Powietrznych (BSP) mamy współcześnie do czynienia w kwestii konfiguracji aerodynamicznej. Najmniejszym i najtańszym, a więc jednocześnie najbardziej rozpowszechnionym typem są wielowirnikowce czy też quadrocoptery, których charakterystyczna czterowirnikowa odmiana rozpowszechniona jest m.in. w popularnych chińskich dronach komercyjnych.

Do zalet BSP skonstruowanych w takiej konfiguracji należy zdolność do pionowego startu i lądowania VTOL (Vertical Take-Off and Landing) co daje operatorowi możliwość działania w oparciu o niemal dowolne miejsce, niewystarczające do wprowadzenia do działań innych typów BSP. Z kolei największą wadą wielowirnikowców jest ich stosunkowo krótki czas operacji w powietrzu, wynikający z tego, iż całość siły nośnej maszyn pochodzi z zasilanych bateriami śmigieł drona.

Drugim typem maszyn o zdolnościach VTOL są BSP o konfiguracji śmigłowcowej (helikoptery) z wirnikiem nośnym oraz równoważącym moment obrotowy wirnikiem ogonowym. Z pozoru dość podobne do wielowirnikowców to z powodu bardziej zaawansowanych rozwiązań technologicznych (różnice w mechanizmach obydwu wirników) są droższe w zakupie i eksploatacji od wielowirnikowców.

Trzecim powszechnie znanym typem konfiguracji dronów jest klasyczna konfiguracja stałopłatu (samolotowa). Tu za wytworzenie siły nośnej odpowiadają skrzydła statku powietrznego, zaś napęd maszyny odpowiada za nadanie określonej prędkości, dzięki której powstają odpowiednie warunki pracy dla skrzydeł i powierzchni aerodynamicznych. Dzięki temu dysponują one o wiele większą - w porównaniu do wielowirnikowców - długotrwałością lotu, sięgającą nawet kilkudziesięciu godzin.

Te zalety – w kombinacji z wyższą prędkością lotu i wyższym pułapem – sprawiają, że tego typu maszyny są predysponowane do operacji prowadzonych nad rozleglejszymi terenami. Ale warto zaznaczyć, że wymagają zaawansowanych umiejętności od pilotów-operatorów oraz infrastruktury do startów i lądowań.

Ciekawym rozwiązaniem, pozwalającym połączyć w jednym płatowcu silne strony dwóch z powyżej wymienionych konfiguracji są bezzałogowce hybrydowe, które dysponują konfiguracją ze skrzydłami, kadłubem i ogonem z powierzchniami sterowymi oraz jednocześnie 4 wirnikami jak w wielowirnikowcach. Rozwiązanie takie łączy zalety dwóch układów, to jest wielowirnikowca oraz samolotu. Dzięki pionowemu startowi maszyna może zostać wprowadzona do działań z niemal każdego miejsca, nie wymaga też do tego dodatkowej infrastruktury (np. pasa startowego, wyrzutni). Jednocześnie „samolotowy” układ konstrukcji zapewnia uzysk aerodynamiczny - już po uzyskaniu odpowiedniej wysokości i prędkości postępowej - znacznie większą długotrwałość lotu i zasięg w porównaniu z wielowirnikowcami. 

Płatowiec jest „roboczym” elementem, ale warto zauważyć, że to tylko część całego systemu, na który składają się także naziemna stacja kontroli (GCS - Ground Control Station), system łączności pomiędzy GCS a pojazdem, zestaw oprogramowania służący do sterowania dronem i do przetwarzania pozyskanych informacji i danych oraz moduły „zadaniowe”, które decydują o możliwościach danego BSP. Chodzi tu o kamery światła dziennego i IR, czujniki multispektralne, sensory laserowe LIDAR oraz wiele innych typów czujników pozwalających na prowadzenie rozpoznania w zakresie optycznym akustycznym, chemicznym czy dotyczącym składu powietrza. To właśnie możliwość zastosowania wyspecjalizowanych czujników oraz wykorzystania bezzałogowych statków powietrznych specjalnie zaprojektowanych do ich optymalnego wykorzystania jest wyróżnikiem krajowych przedsiębiorstw zajmujących się projektowaniem i budową cywilnych dronów mogących służyć do takich specjalistycznych zastosowań. Jedną z takich firm jest wrocławskie przedsiębiorstwo BZB UAS.

W ofercie firmy znajdują się obecnie dwa typy zaprojektowanych przez jej konstruktorów i produkowanych w kraju bezzałogowych statków powietrznych - Koliber 2.0 oraz ekoSKY 2.0. Wspólnym elementem obydwu konstrukcji jest hybrydowy układ płatowca w postaci samolotu pionowego startu i lądowania. Jak zauważyliśmy wcześniej, takie rozwiązanie pozwala połączyć silne strony wielowirnikowców oraz maszyn o klasycznej, samolotowej, konfiguracji aerodynamicznej.

Do podstawowych parametrów technicznych obydwu bezzałogowców należą:

Koliber 2.0

Dane techniczne:

• rozpiętość skrzydeł - 2,1 metra,

• długość całkowita - 1 metr,

• maksymalna masa startowa - 7 kilogramów,

• udźwig wyposażenia zadaniowego - 0,7 kilogram

• prędkość minimalna - 12 m/s,

• prędkość przelotowa - 20 m/s,

• prędkość maksymalna - 28 m/s,

• długotrwałość lotu - do 120 minut

• zasięg - 130 kilometrów

ekoSKY 2.0:

Dane techniczne:

• rozpiętość skrzydeł - 3 metry,

• długość całkowita - 1,3 metr,

• maksymalna masa startowa - 16 kilogramów,

• udźwig wyposażenia zadaniowego – 1,5 kilograma,

• prędkość minimalna - 16 m/s,

• prędkość przelotowa - 20 m/s,

• prędkość maksymalna - 32 m/s,

• długotrwałość lotu - 150 minut,

• zasięg - 180 kilometrów

Zadania na rzecz bezpieczeństwa publicznego obydwa typy BSP dysponują zdolnością do przyjęcia „na pokład” wyposażenia zadaniowego w postaci czujników i sensorów pozwalających im na skuteczne wykonywanie wyznaczonych zadań. Do takich zadań mogących służyć porządkowi publicznemu, ale również na rzecz prywatnych przedsiębiorstw odpowiedzialnych za nadzór i kontrolę nad elementami infrastruktury, należą do nich m. in.:

• Działania patrolowe oraz kontrole pozwalające na zwiększenie poziomu bezpieczeństwa elementów infrastruktury krytycznej kraju. Szczególny akcent w tym zakresie należy położyć na ochronę elementów przesyłowych, magazynowych oraz wytwórczych należących do infrastruktury energetycznej. Wypadki mające miejsce w ostatnich miesiącach i latach pokazują, jak starannie należy chronić gazociągi, rurociągi czy elementy infrastruktury przesyłowej energii elektrycznej przed celowym sabotażem ze strony „aktorów trzecich” inspirowanych przez wrogie służby i organizacje. Równie podatne na takie ataki są również magazyny surowców energetycznych. Nie należy również zapominać o niecelowych działaniach przypadkowych osób czy dozorowaniu instalacji z myślą o wczesnym wykryciu problemów technicznych i awarii bądź wpływie kataklizmów (huragany, powodzie) na infrastrukturę. - Równie podatną i wymagającą nadzoru m.in. z wykorzystaniem BSP jest infrastruktura transportowa ze szczególnym naciskiem na infrastrukturę kolejową. Użycie dronów z odpowiednim wyposażeniem rozpoznawczym może pozwolić na prowadzenie o wiele dłuższego i dokładniejszego nadzoru nad newralgicznymi elementami sieci kolejowej niż ma to miejsce w przypadku użycia jedynie systemów i personelu naziemnego.

• Drony o większej niż w przypadku wielowirnikowców długotrwałości lotu powinny znaleźć zastosowanie również w działaniach policji związanych z zapewnianiem bezpieczeństwa i zabezpieczaniem imprez masowych, kontrolą drożności głównych ciągów komunikacyjnych czy wykrywaniem anomalii w tym zakresie.

• Działania poszukiwawczo-ratownicze koncentrujące się na poszukiwaniach zaginionych i poszkodowanych osób, tak by w możliwe jak najkrótszym czasie udzielić im odpowiedniej pomocy. Z natury działania takie bardzo często prowadzone są w trudnodostępnych rejonach kraju takich jak góry, tereny lesiste czy otwarte i zamknięte zbiorniki oraz cieki wodne. Możliwość wykorzystania dronów cywilnych o dużej długotrwałości lotu do przeszukiwania znacznych obszarów zwiększa szansę szybkiej lokalizacji osób przy utrzymaniu kosztów akcji ratunkowej na bardziej akceptowalnym niż w przypadku użycia załogowych śmigłowców czy samolotów poziomie.

• Wsparcie służb porządku publicznego w sytuacjach kryzysowych. Dzięki hybrydowej konfiguracji BSP produkowane przez BZB UAS mogą prowadzić długotrwałą obserwację miejsc zagrożonych lub objętych pożarami. Dzięki kamerom termalnymi mają one możliwość dokładnego określenia powierzchni kataklizmu i określenia fazy pożaru. Stanowić też mogą równie przydatne i odpowiednie narzędzie pozwalające na zwiększenie świadomości sytuacyjnej dotyczącej zagrożenia powodziowego. Warto zauważyć, że wszystko to za ułamek kosztów powstałych w przypadku zaangażowania do takich działań załogowych platform powietrznych – helikopterów czy samolotów.