DRONES TÁTICOS

Os drones podem ser classificados em drones táticos (escalão de Batalhão e abaixo) e estratégicos/operacional (Brigada e acima). No Afeganistão e Iraque, as tropas em terra preferiam a capacidade dos drones maiores, mas não reclamavam se tinham apoio de drones menores. Pior era não ter apoio aéreo nenhum.

Os drones pequenos não são famosos, mas causam mais impacto que os drones maiores como o Predator e Reaper devido ao número de horas voadas, área coberta ou unidades apoiadas. Na Ucrânia, os mini-drones são cerca de 80% dos drones usados como os ANAFI, MAVIC, NX-70 e Quantix Recon que depois foram complementados pelos drones FPV. A maioria tem alcance de cerca de 5km. O tempo de resposta é pequeno e não precisam de muito apoio logístico.

Devido ao baixo custo, o uso de drones civis já seria um bom começo e podem ser suficientes em cenários de baixa intensidade como guerra de guerrilha, contra-terrorismo ou missão de paz. Nestes cenários, o risco de interferência ou triangulação do datalink de comunicação dos drones é praticamente inexistente. Um quadricóptero civil é relativamente barato e já garantiria um grande avanço se for usado para apoiar as operações da infantaria como foi demonstrado na Guerra da Ucrânia. Por outro lado, um quadricóptero projetado desde o início para uso militar teria ainda mais vantagens e podem ser necessários em cenários de alta intensidade.

Os drones quadricóptero da Categoria 0 são os mais indicados para os Pelotões e Grupos de Combate pois tem vantagens em alguns cenários comparado com os drones de asa fixa como o Raven e o Puma. Cenários urbanos e ambientes confinados exigem a capacidade de pairar e focar em um ponto. Os quadricópteros também são mais fáceis de serem recuperados a noite. A outra opção é um drone HVTOL (híbrido de decolagem e pouso vertical de asa fixa) permitindo aumentar a autonomia ao mesmo tempo que facilita o lançamento e a recuperação.

A empresa Parrot francesa foi a primeira a comercializar quadricópteros civis em 2010. Em 2013, a DJI chinesa passou a oferecer drones baratos e em 2017 estavam competindo com drones mais inovadores e passou a dominar mercado. Em 2021, a DJI tinha 70% do mercado de drones leves recreativos. Em outubro de 2023, a Ucrânia comprou 60% dos drones fabricados pela DJI. Os chineses nem queriam que fossem usados militarmente.

Em 2018, o USMC anunciou mudanças nos seus Grupos de Combate e Pelotões de infantaria. Os grupos de combate de 12 fuzileiros iriam receber um quadricóptero comercial e um fuzileiro adicional para operar o drone (Squad System Operator). Na época foram comprados 800 sistemas de quadricópteros chineses por menos de US$ 2.000 cada para equipar as tropas operando no Afeganistão, mas logo depois foram banidos.

As tropas operando no Afeganistão e Iraque compravam os drones com o próprio dinheiro desde 2014 com ótimos resultados, mas o US Army baniu o uso dos drones da DJI em 2017 devido a suspeitas de ter algum recurso que passaria informações para os chineses. Na época, um Phantom 3 custava cerca de mil dólares. A autonomia era de 20 minutos e o alcance de 2km. O Phantom 3 pode voar em uma altitude de até 500 metros, mas geralmente voa bem mais baixo pois demora a subir. Agora o mercado disponibiliza os DJI Mavic e Matrice bem mais capazes. As outras opções de drones custam 8 a 14 vezes mais caro que os drones chineses.

Em 2022, o US Army selecionou o drone Skydio X2D para o programa Short Range Reconnaissance (SRR), como parte do programa Rucksack Portable Unmanned Aircraft System (RPUAS) para equipar as tropas com drones que podem ser mochilados. O drone foi designado RQ-28. O US Army planeja comprar 1.080 drones RQ-28 para equipar seus Pelotões. O RQ-28 deve ser usado para detectar ameaças como em uma inspeção de ponte, identificar rotas seguras fazendo reconhecimento de rotas e minimizar a exposição a perigos. Ao invés de enviar equipes de abertura de estrada enviam um drone na frente dos veículos.

O peso é de 1,3 kg, peso máximo de 2,5kg, alcance de 6km, autonomia de 40 minutos e usa sensor de imagem 4K e FLIR. Fica pronto para voo em 40 segundos e é resistente a poeira e água. A estação de controle pesa 1,1 kg.

O custo do RQ-28 é estimado em US$ 92 mil cada, mas é muito mais sofisticados que os drones chineses. Seis câmeras fixas cobrem todas as direções e podem criar formato 3D do ambiente ao redor e navegar automaticamente o que é útil em ambiente fechado e mata. Também podem criar um modelo detalhado de um objeto como um carro. Podem ser usadas para criar mapas 2D por onde voa.

Os sensores de imagem podem detectar alvos automaticamente e acompanhar. Podem seguir um objeto como uma pessoa e inclui dentro da mata se desviando automaticamente de obstáculos. Os rádios cobrem seis bandas de frequência com dados criptografados e podem ser usados para retransmitir dados de outro drone para aumentar o alcance. O drone pode até usar telefonia 5G sem gerar uma assinatura diferente de um celular.

A França comprou 300 mini-drones Parrot da ANAFI-USA por US$ 36 milhões incluindo modificações. O custo médio foi de US$ 120 mil cada drone sem considerar outros itens como baterias e estação de controle. O custo na internet é citado como sendo US$ 7 mil. Os drones equivalentes comprados pelo EB custaram mais de 10 vezes menos. As tropas do US Army que testaram o Parrot gostaram da capacidade de trancar no alvo, indicar partes quentes e gerar coordenadas.

As forças de defesa de Israel introduziram os drones DJI Mavic e Matrice em 2017 nas suas Brigadas de infantaria e Batalhões de fronteira no sul. Todo comandante de Companhia recebeu um drone Mavic Pro para ser usado como binóculos voador. As tropas já usavam quadricópteros de uso pessoal. O Mavic pesa 734g e o peso total chega a 1 kg com a estação de controle. A câmera grava vídeos em 4K. As baterias extras são carregadas em 1 hora em um veículos. Cada drone custa cerca de mil dólares. A autonomia é de 21 minutos em média e o alcance é de 7 km. O teto é de 5 mil metros, mas geralmente voa a 100 metros. Voar muito longe, alto e rápido diminui a autonomia. O drone é fácil de operar e um operador pode ser treinado em alguns minutos. O drone Matrice pesa o dobro do Mavic e opera melhor no caso de vento forte. O Matrice tem visão noturna e é usado nos Batalhões de fronteira de Israel. O Matrice 100 custa cerca de US$ 3.300.

O RQ-28 do US Army estão equipados com sistema de evitamento de obstáculo. Os sensores tem software para identificar forma humana.

Drone Parrot do exército francês. A versão militarizada do Parrot pesa 500 gramas, tem autonomia de voo de 32 minutos, câmera diurna e noturna e datalink militar com raio de ação de até 4 km. O vídeo 4K tem zoom de até 32 vezes sendo capaz de identificar um soldado a 2km. As imagens do sensor térmico pode ser sobrepostas para destacar alvos quentes. A câmera pode gerar mapas digitais e vídeos térmicos. O drone é inaudível a 130 metros. Fica pronto em um minuto e é fácil de treinar os operadores. O drone opera em um sistema com dois drones, baterias adicionais e estação de controle.

O Exército Britânico comprou o drone Indago 4 para substituir os drones Desert Hawk. Os quadricópteros são operados por um Regimento de artilharia dedicado na operação de mini-drones.

O EB adquiriu 30 drones Mavic 3 (foto) e quatro drones Matrice. O Mavic irá equipar as pequenas frações e pode ser modificado para lançar munição. O custo é de US$ 3 mil (preço de uma munição de artilharia), mas chega a US$ 30 mil se for equipado com uma câmera termal como a versão comprada pelo EB. O Mavic 3 é um dos drones mais usados pelos russos para reconhecimento.

Drone Matrice comprado pelo EB para equipar inicialmente as Baterias de Busca de Alvos.

Um drone individual para cada soldado seria o escalão mais baixo de implantação de drones ou que equiparia uma Equipe de Tiro e Grupos de Combate. O micro drone PD-100 Black Hornet PRS (Personal Reconnaissance System) foi o mais usado pelas tropas no Afeganistão desde 2013 quando 300 drones foram comprados pelos Commandos britânicos. O SOCOM usa o Black Hornet desde 2015. Em 2019 já eram mais de 5 mil drones comprados por 20 países incluindo forças policiais. O US Army comprou 600 Black Hornet em 2019 no programa SBS (Soldier Borne Sensor) para realizar reconhecimento fora da linha de visão como olhar na próxima esquina ou parede. Cada Companhia opera com 16 SBS nos Grupos de Combate.

Os Black Hornet foram usados para reconhecimento para as tropas poderem ver dentro de prédios, cavernas, procurar snipers, ver através de cantos e atrás de muros. Os meios de visão direta como os óculos de visão noturna e lunetas não permite ver nas esquinas, dentro de cavernas ou janelas e o drone é o recurso disponível para realizar reconhecimento aproximado em outras direções.

O Black Hornet pesa apenas 33 gramas, mas o sistema completo pesa 1 kg com dois drones e uma estação de controle. Demora 25 minutos para recarregar e por isso o operador usa dois drones. O custo inicial era de US$ 200 mil para cada sistema e passou para US$ 50 mil na versão Black Hornet 2. O drone fica pronto para vôo em menos de 1 minuto incluindo ligar o controle. O operador pode ser treinado em apenas 16 horas. O alcance é de 1.600 metros e a autonomia de 25 minutos são suficientes para a maioria das missões. A câmera tem capacidade de zoom. A velocidade chega a 36 km/h e opera com vento de até 43 km/h, mas voar rápido gasta a bateria mais rápido. A versão Black Hornet 3 é um pouco maior e pesa 38 gramas e usa uma câmera de maior resolução e visão noturna, sendo mais rápido, voa mais longe e tem maior autonomia. O drone é inaudível a mais de 10 metros.

O drone Black Hornet tem três câmeras. Uma apontada para frente, outra apontada 45 graus e outra olhando para baixo. Um sistema com dois drones e um tablet de controle pesa 2,2kg. O drone fica pronto para voo em 1 minuto. Existem cópias civis com preço de cerca de R$ 1.000 apenas para o drone e sem a estação de controle.

Equipe de drones ucraniana usando um drone Black Hornet para "limpar" um prédio antes de entrar e tomar o local ao verificar que estava seguro.

Israel usa os drones DJI Avata para entrar dentro de casas durante os combates em Gaza. A imagem é de um drone detectando um insurgente que depois foi identificado como um dos líderes do Hamas. As tropas levam muitas baterias, mas ainda é pouco. O Comandante do Pelotão ou Companhia podem estar do lado vendo as imagens em um tablet.

Foi descrito a operação de quadricópteros sendo introduzidos nos Batalhões, mas ainda existe a necessidade de drones maiores e mais capazes, principalmente com maior autonomia, para apoiar os comandantes dos Batalhões e até Companhias. Geralmente são modelos de asa fixa, mas os modelos mais atuais estão usando a propulsão HVTOL (híbrido VTOL) para facilitar a operação de pouso e decolagem sem causar danos aos drones.

O US Army e USMC não iniciaram a operação dos drones nos Batalhões com modelos quatricópteros e sim com modelos convencionais como o Raven e Puma. As forças especiais foram as primeiras a usar o drone Raven em combate apoiando as pequenas patrulhas de reconhecimento e incursões a noite. Em 2012, as forças americanas operavam cerca de 5 mil drones com menos de 10 kg como o RQ-11 Raven e chegou a 6 mil em 2019.

O Raven entrou em serviço em 2003 no escalão de Pelotão e Companhia no US Army para ver além da colina e construções, fazendo reconhecimento aproximado e vigilância. O Raven permite observar as áreas em torno das Unidades de Infantaria ou Cavalaria em solo, identificando riscos e amenizando perigos ao coletar informações acerca das atividades inimigas próximas e, assim, obter coordenadas de elementos em solo. Um Batalhão podia operar com até nove Raven (um sistema com três drones por cada Companhia). Antes dependiam dos Batalhões de Aviação se precisassem de reconhecimento aéreo.

Os Raven foram muito usados no Iraque e Afeganistão com sucesso. O Raven é bem popular entre as tropas, sendo usado para encontrar e acompanhar contatos, segurança perimetral e escolta de comboios. As emboscadas e ataques de foguetes e morteiro passaram a ter menos sucesso contra as tropas operando com o Raven. O operador já sabe quais são as melhores posições de emboscadas se pensar igual ao inimigo. O drone é enviado para observar estes locais periodicamente e até consegue detectar emboscadas ou preparação de explosivos. Fazer barulho acima já era uma tática para dissuasão pois os terroristas ficavam em dúvida se foram detectados ou não.

As forças de retaguarda usavam o Raven para segurança de base e os comboios usavam para monitorar as rotas contra emboscada e armadilhas. O barulho acima também espantava os terroristas. Outra função é apoiar ataques aéreos, voando antes e após a missão de ataque para coletar informações, preparar a missão e depois avaliar os danos dos ataques. Os Talibãs capturados citam que odeiam os mini-drones pois ficou difícil se esconderem ou fugir.

A versão Raven A tem autonomia de 1 hora que era suficiente na maioria das missões. O Raven B tem autonomia de 80 minutos e raio de ação de 15km, voa a até 90 km/h com velocidade de cruzeiro de 40 a 50 km/h. No deserto plano do Iraque, o Raven operava melhor que no terreno montanhoso do Afeganistão.

O Raven pode ser facilmente levado em uma mochila e é um requisito para operar no escalão de Companhia ou abaixo. A estação de controle permite enviar vídeo e fotos gravados para os escalões superiores. A estação de controle permite clicar em um botão no mapa e o drone automaticamente circular o local e mantém a câmera apontara para o ponto marcado no terreno. O Raven tem modo de voo manual usado no modo de perseguição.

O sensor pode ser uma câmera de vídeo colorida diurna ou uma câmera de baixa luminosidade noturna, além de um apontador laser. As câmeras têm que ser trocadas se o drone for usado a noite.

O Raven custa US$ 35 mil cada. Operam em um sistema que inclui três drones e duas estações de controle com custo total de US$ 250 mil. O drone pode realizar uma média de 200 pousos antes de quebrar algo.

Um simulador é usado para treinar novos operadores e para mostrar as suas capacidades para os comandantes em terra. O treinamento dura três semanas e depois os operadores voam pelo menos uma vez por semana para treinar. A efetividade do Raven depende do treinamento do operador e o conhecimento do comandante sobre o seu uso correto.

Em 2017, o Raven recebeu um datalink digital que permitia enviar imagens de vídeo de melhor resolução e é mais difícil de ser interferido. Em 2016, a Ucrânia recebeu 72 drones Raven com datalink analógico que era facilmente interferido pelos Russos. Operando contra guerrilheiros não era um problema.

Um Raven sendo lançado de uma base no Iraque. As primeiras versões do Raven entraram em operação em 2005. Eram muito barulhentos e podiam ser ouvidos a distância. Eram controlador por joystick com um laptop com mapa que mostra a posição da aeronave no terreno. A câmera não era estabilizada e balançava muito pois uma aeronave pequena era muito instável e qualquer vento balançava a aeronave.

Uma equipe de reconhecimento aéreo (Raven Team) é composto por dois operadores, três aeronaves Raven, dois tipos de carga útil (câmera colorida e Infravermelha), uma unidade de controle de solo, baterias (recarregáveis), estojos de transporte / proteção e carregador de bateria / fonte de alimentação. O Raven pode ser desmontado e levado em uma mochila. Depois de montado pode ser lançado a mão. O destacamento é composto por três operadores com três Raven e dois sistemas de controle. Para manter a operação constante estão sempre lançando, controlando e recuperando os Raven. Basta trocar a bateria e lançar novamente.

O US Army usa o drone RQ-20B Puma no escalão de Batalhão. O Puma pesa 5,9 kg contra 2,0 kg do Raven e com autonomia maior que 2 horas. A velocidade máxima é de 83 km/h com velocidade de cruzeiro de 37 a 50 km/h. Pode voar a até 3.800 pés e opera melhor em mau tempo comparado com o Raven. Pode voar entre 150 a 300 metros sem ser ouvido. O Puma é a prova d'água e pode voar em ambiente marítimo. Cada um custa US$ 65 mil. O sistema com três drones e estação de controle custava cerca de US$ 400 mil.

O objetivo do US Army é equipar cada Companhia de Infantaria com um sistema Puma, com um total de 18 por Brigada, além dos Raven. A principal diferença com o Raven é a câmera móvel, com zoom e melhor definição da imagem. Também é mais estável por ter o triplo do peso. O US Army quer um micro-drone mais efetivo e tão fácil de usar quanto o Raven. Devido a melhor definição da imagem, o Puma mostrou ser melhor para esclarecimento de rota, indo a frente a procura de emboscadas, detecção de explosivos improvisados e varredura de minas.

A versão mais atual do Puma é o RQ-20 Puma Long-Endurance (LE) com autonomia aumentada de 6,5 horas e o raio de ação pode ser aumentado de 15km para 60km com uma antena de longo alcance. A torreta Mantis i45 tem versão diurna e noturna que pode ser mudada rapidamente de um drone para outro. O custo de cada torreta é de mais de US$ 100 mil. Outra modernização foi o kit para dar capacidade de pouso e decolagem vertical (HVTOL).

Drone Puma decolando com kit HVTOL. Um kit VTOL adiciona peso, mas permite decolar com um maior peso máximo pois a potência máxima só é usada por pouco tempo. Na média, o consumo diminui e permite aumentar a autonomia.

O drone RQ-12 Wasp é menor, pesando 454g, com entrada em operação em 2007. A autonomia é de 45 minutos e usa uma câmera fixa apontada para frente e para o lado. O alcance é de 5 km e pode operar em uma altitude de 170 metros. O Wasp usa o mesmo controle do Raven e custa US$ 45 mil cada.

Israel opera o drone Skylark I no escalão de Brigada desde 2008 no Corpo de Artilharia para realizar missões de inteligência, reconhecimento e vigilância de curto alcance. Toda Brigada tinha dois sistema com três drones, três câmeras vídeos sendo duas diurnas e uma noturna, controle por laptop e rádio. O Skylark I voa baixo e silencioso com autonomia de 3 horas. Pode ser lançado a mão ou com ajuda de elásticos. O pouso é com pára-quedas e amortecido por airbag. O Skylark foi usado no conflito de Gaza em 2014 na operação Protective Edge. A IDF operou 18 sistemas continuadamente para detectar alvos de oportunidade (como os lançadores de foguetes improvisados).

As versões em produção atualmente são o Skylark I-LE e Skylark I-LEX com autonomia de 3 horas e raio de ação de 20 km. O raio de ação pode aumentar para 40 km e o teto para 5 mil metros. O sensor Controps D-STAMP tem capacidade diurna e noturna além de ter capacidade de processamento de imagem, acompanhamento de alvos móveis, geolocalização e criar mosaicos com as imagens gravadas. A versão LEX tem um designador laser Elbit Micro Designator Marker (MDM). O MDM pesa apenas 100 gramas com alcance de 1 km.

Os Skylark I foram passados para os Batalhões e Companhias enquanto as Brigadas e Divisões passaram a usar a versão Skylark 3 a partir de 2016. O Skylark 3 pesa 45kg com carga de até 10kg, sendo lançado de catapulta elástica e pouso de pára-quedas com auxílio de airbag para amortecer. Usa um motor elétrico para voo silencioso, com raio de ação de 60 km e autonomia de 6 horas (15 horas nos modelos recentes). Os sensores adicionais podem ser de reconhecimento eletrônico ou interferência eletrônica. Um radar SAR está sendo desenvolvido.

A estação de comando do Skylark 3 é a Elbit Dominator Soldier Digitisation Package, também chamado Forward Ground Control Station (FGCS). A estação de controle pode controlar dois drones ao mesmo tempo, mas geralmente um está em trânsito. A estação de controle tem capacidade "hot swap" para passar a missão de um operador para outro ainda no ar como no caso de um operador fora do alcance e sem precisar recuperar e lançar novamente o drone.

Drone Skylark I LE junto com a estação de controle, antena de transmissão e sensores adicionais. O peso máximo é de 7,5kg com uma carga de 1,2kg. A autonomia é de 3 horas. O pouso é com pára-quedas apoiado por airbag. O sensor tem capacidades avançadas como auto-tracker, indicação de alvos móveis, georeferenciamento e mosaicismo.

O exército alemão uso o drone Aladin no Afeganistão.

O exército russo usa o drone russo Granat 1 que pesa 2,4kg, tem autonomia de 75 minutos e velocidade de 60km/h.

Requerimentos dos drones táticos

Os drones são chamados de Sistema de Aeronave Remotamente Pilotada (SARP) pois são um conjunto de meios necessários ao cumprimento de determinada tarefa com o emprego do drone. O SARP é formado pela plataforma aérea, a carga paga (payload), a estação de controle de solo, o terminal de transmissão de dados, a infraestrutura de apoio e os recursos humanos. Em geral, um sistema de drones são compostos de três elementos essenciais: o módulo de voo, o módulo de controle em solo e o módulo de comando e controle.

A configuração ideal de um drone varia conforme a missão e o escalão. A configuração de asa fixa permite aumentar a autonomia, a velocidade, operar em maior altitude, tem melhor resistência ao vento, chuva e altas temperaturas. Um drone multimotor é fácil de pilotar pois se autoestabiliza. A operação de pouso e decolagem é mais fácil e é uma fase crítica do voo.

As missões de reconhecimento e ataque estão relacionadas principalmente com os requisitos de carga, autonomia e raio de ação. A autonomia é o mais importante para ficar o maior tempo possível no local. Conforme vai subindo os escalões, o requisito de autonomia aumenta.

O US Army classifica os mini-drones de reconhecimento portáteis (levados em mochila) em curto alcance como os quadricópteros RQ-28 que equipam os Pelotões (autonomia de 35 minutos), os de médio alcance como os Raven que equipam as Companhias (autonomia de 80 minutos) e os de longo alcance como o Puma que equipam os Batalhões e Companhias (autonomia maior que 2 horas).

As missões de reconhecimento costumam ser planejadas, mas em algumas situações como no caso de uma emboscada ou alvo de oportunidade de uma patrulha, um drone com tempo de resposta rápido seria interessante. O mini-drone RQ-28 do US Army tem requisito de ficar pronto para voo em 75 segundos (40 segundos na prática).

Outra questão é a configuração do drone. Um mini-drone com capacidade de reação rápida para ser usado no nível de Pelotão certamente teria a configuração de quadricóptero. O mini-drone GLAUS (Grenade Launched Unmanned Aerial System) é disparado de um lança-granadas de 40mm sendo um exemplo de mini-drone de reconhecimento de reação rápida. O operador dispara em direção ao alvo e logo passa a realizar busca de alvo.

Um drone com maior autonomia para uso no escalão de Batalhão e Companhia poderia ser do tipo asa fixa ou híbrido com capacidade de pouso e decolagem vertical (VTOL). A autonomia e velocidade de um drone de asa fixa chega a ser o dobro de um drone de asa rotativa. Para comparação, um quadricóptero com capacidade de carga de 1kg chega a ter autonomia de 90 minutos. Um drone de asa fixa com a mesma capacidade de carga como o Skylark 1 LEX chega a ter o dobro de autonomia. Os drones de asa fixa precisam ser montados após serem retirados da mochila o que não seria problema em missões préplanejadas.

A asa grande que permite voar muito tempo, mas é mais sensível ao vento e turbulência. A turbulência piora mais ainda voando baixo. Na velocidade mínima e com flap baixado a cerca de 30 graus é possível aumentar a autonomia ainda mais e geralmente é a configuração usada ao fazer reconhecimento. A propulsão elétrica permite otimizar ainda mais o consumo comparado com os motores a combustão.

Um drone híbrido HVTOL (VTOL hibrido) são drones de asa fixa adaptados para ter capacidade de pouso e decolagem vertical. Com os sensores e sistemas de bordo ficando cada vez mais leves, um kit HVTOL passou a ser viável sem prejudicar a carga útil. O objetivo é simplificar as operações de pouso e lançamento e viabilizar as operações em áreas confinadas ao mesmo tempo mantendo a autonomia da configuração de asa fixa. O kit aumenta o custo do drone, mas pode diminuir o tamanho da equipe de apoio de solo dos drones de asa fixa. O lançamento manual e o pouso exigem uma área em campo aberto que limita o posicionamento do Posto de Comando de um Batalhão que opera o drone. Com o kit HVTOL não existe mais esta limitação e o drone pode operar até de ambiente urbano ou de embarcações.

A missão de bombardeiro necessita de um drone com boa capacidade de carga, tempo de reação e velocidade para chegar rápido no local. O alvo foi detectado por um drone de reconhecimento e o drone de bombardeiro está em alerta para ser chamado para o ataque. Um drone de bombardeiro precisa pairar sobre o alvo para fazer pontaria, mas um drone híbrido de asa fixa e rotativa adicionaria uma velocidade maior para diminuir o tempo de reação e para poder voltar para a base para rearmar. No caso de um drone com modos de disparo de bombas em mergulho, a configuração híbrida também seria a mais adequada.

Drone Puma lançado a mão. Os drones RQ-20 Puma do US Army receberam um kit HVTOL para poder decolar e pousar verticalmente. O kit elimina a necessidade de auxílio para o lançamento e não causa danos durante o pouso. O peso extra dos rotores diminui a capacidade de carga, mas os sensores estão ficando cada vez mais leves e capazes.

A geração de energia também pode ser considerada como sendo parte do sistema de drone. A imagem é de um carregador solar, mas podem ser geradores ou serem apoiados por veículos.

Drone civil capaz de pousar na água. A estação de controle também opera ser restrição na água.

Alguns requisitos da plataforma (genéricos):

- Um drone é peso adicional para a tropa. Um drone para o Grupo de Combate tem que ser bem leve e o alcance compatível com os pequenos drones.

- Uma autonomia de 1 hora mostrou ser suficiente para a maioria das missões do Batalhão segundo a experiência das tropas no Afeganistão e Iraque.

- Ser desmontável e transportável em uma mochila por 1 homem. Permitir a montagem e o seu lançamento em até 10 minutos (drone categoria 1).

- Voltar a operar o mais rápido possível após ser recuperado de um voo. Ter capacidade de trocar a bateria rapidamente para realizar uma nova missão. Os drones pequenos tem autonomia limitada e para manter um drone em operação continuamente é preciso ter vários para se revezarem na operação. Geralmente um drone é lançado antes de outro ser recuperado para manter um drone cobrindo um alvo ou missão continuamente, mas pode não ser necessário ou só ter um drone disponível ou apenas um sensor disponível como a câmera termal para apoiar operações noturnas.

- Ter capacidade de trocar rapidamente as peças como o braço do rotor, hélice, e principalmente as baterias e sensores.

- Ser robustecido, tendo resistência a quedas e danos de batalha.

- Capacidade de operar sob chuva fina ou leve e à noite, ou sob neblina com visibilidade ao céu, sem significativa alteração no desempenho. Os drones, assim como as aeronaves da AvEx, são extremamente dependentes de condições meteorológicas, não suportando condições de chuvas maiores que 2 mm ou de vento maior que 15kt.

- Capacidade de evitar obstáculos sem intervenção do piloto. O drone Mavic detecta obstáculos a até 15 metros e desvia automaticamente para evitar acidentes.

- Adaptação para levar bombas, explosivos e petardos, mudando entre as missões de reconhecimento e ataque. O sensor deve ter recursos para auxiliar e corrigir a pontaria como considerar o vento local.

- Um alcance de até 10 km é suficiente para um drone de Batalhão. O alcance do datalink pode diminuir em até 30% devido a obstáculos, edificação, vegetação e elevações.

- A velocidade varia se for um drone VTOL ou de asa fixa. Operar de uma posição avançada junto com as tropas elimina o trânsito até a linha de frente e compensa uma autonomia menor. Pairar no ar facilita as operações de pouso e decolagem e pode auxiliar as missões de bombardeiro. Voar muito lento é necessário nas operações de reconhecimento. Voar rápido ajuda a fugir, realizar manobras evasivas e o trânsito entre a base e a área de operação.

- Lançamento e recuperação em espaços exíguos. A recuperação é parte mais difícil do voo. A capacidade de pouso e decolagem vertical é um requisito importante pois cerca de 30% dos acidentes ocorrem no pouso ou lançamento.

- Formato furtivo para diminuir a assinatura radar seria interessante, mas os drones pequenos já tem baixa assinatura radar e são muito lentos. O uso de material composto nas asas e estabilizadores diminui a assinatura radar.

- A furtividade visual de um drone depende principalmente do pequeno tamanho. São geralmente pintados de cinza para se esconder no fundo do céu. O operador tem que tomar cuidado para não se posicionar com um fundo escuro como uma mata para não destacar o drone. Evitar que o drone seja detectado é importante pois pode ser seguido até a base ou alertar o inimigo da proximidade de tropas. Um mini-drone a 500 metros é visto como um pequeno ponto no céu. A parte superior do drone deve ter camuflagem verde ou amarronzada para diminuir a detecção pelo alto.

- Ter capacidade de se posicionar automaticamente com o sol pelas costas em relação a um alvo ou local designado ou indicar qual é a posição ideal. O drone tem que se movimentar lentamente constantemente ao invés de ficar pairado para evitar ser um alvo fácil.

- Motor elétrico com ruído máximo igual a 60 dB. Os quadricópteros costumam ser inaudíveis a partir de 150 metros e os maiores a partir de 250 metros.

- O formato ideal das hélices para diminuir o barulho é no formato de sabre. As pontas devem ser apontadas para trás e para baixo. As hélices de formato toroidal são um recurso recente e ainda mais silenciosas.

- Detectar a direção do vento para se posicionar contra o vento em relação ao alvo se for se aproximar. Considerar o som ambiente nas operações. Uma tática é cria barulho próximo para desviar a atenção e pode ser até o barulho de outro drone.

- Se alvejado, o drone ou o operador não deve interromper o voo pois é difícil de ser atingido e seu apoio à fração apoiada não pode ser interrompido. O drone pode retrair imediatamente e tentar observar o alvo ou área do alvo de uma distância maior e fora do alcance das armas leves em terra. As aeronaves geralmente estão seguras acima de 900 metros. No caso de uma aeronave tripulada certamente retrairia. Manobras evasivas automáticas iniciadas com um aperto de botão (como um split S ou espiral descendente) pode ser realizadas para evitar ser um alvo estático. Pode ser até movimentos bem simples na lateral e vertical para dificultar a mira de armas leves.

A hélice toroidal permite diminuir o barulho ao mesmo tempo que melhora o desempenho.

O drone Skylark lembra uma configuração fácil de ser modernizada com os sensor em um casulo abaixo da fuselagem. Pode ser um casulo mais fino e aerodinâmico se o sensor diminuir de tamanho ou adicionar baterias menores e mais eficientes.

Drone civil com capacidade de mudar entre configuração multimotor e HVTOL. A configuração HVTOL pode ser necessária no caso de missões que exigem maior autonomia que pode dobrar e até triplicar. Se conseguir voar mais rápido pode ser útil para fugir de um possível drone tentando seguir de volta até a base. O peso máximo de decolagem aumenta pois não precisa usar os motores para se sustentar em uma potência mais alta. A velocidade e a resistência ao vento também aumentam. A autonomia de um quadricóptero pode ser suficiente para a maioria das missões de um Pelotão, mas com o kit de asa pode passar a apoiar também as Companhias.

Drone HVTOL de Categoria 1 sendo lançado na frente de batalha por tropas ucranianas.

O US Army comprou o drone Skydio X2D para equipar seus Pelotões. A Skydio já está produzindo a segunda geração dos seus drones e uma característica é o formato facetado que lembra um drone furtivo. Pode até ser de propósito como medida para diminuir a detecção por radar anti-drones.

Os drones FPV não costumam dobrar os rotores e braços, mas seria uma configuração que facilitaria o transporte permitindo levar o dobro de drones no mesmo volume. A antena é afixada antes do voo.

Requisitos da carga paga (payload):

A carga paga (payload), ou carga útil, compreende os equipamentos operacionais embarcados dedicados à missão tais como optrônicos, rádios, armamento, cargas e outros sistemas das equipes de operação e apoio.

O drone em si é apenas uma plataforma de sensores. São os sensores que garantem a capacidade de reconhecimento dos drones. Os sensores podem ser de vários tipos como imagem, imagem térmica, detecção de emissores de radiofrequência e detecção de agentes químicos.

Em um projeto de aeronave de reconhecimento primeiro se define a missão, depois se define o sensor mais adequado para a missão e depois se define a plataforma. Com os drones não é diferente. Os drones devem ser capazes de realizar reconhecimento aproximado e profundo; diurno e noturno e em reduzida visibilidade.

Os drones operados no escalão de Batalhão ou inferior operam mais com sensores de imagem. Outros tipos de sensores são geralmente introduzidos no escalão Brigada ou superior. Os sensores de imagem cobrem até quatro bandas espectrais, incluindo bandas visíveis (RGB), infravermelho próximo (NIR), infravermelho de onda curta (SWIR) e infravermelho de onda média (MWIR).

Um drone pequeno, capaz de ser levado em uma mochila, limita o tamanho da carga útil. Um sensor pequeno tem menor alcance, mas podem ser compensado com a capacidade de voar bem próximo do alvo. Um mini-drone a cerca de 500 metros é apenas um pequeno ponto no céu e é inaudível.

Assim como os computadores diminuíram de tamanho, agora cabendo na palma da mão com smartphones, os drones também estão diminuindo de tamanho e realizando as missões de drones maiores. Um dos motivos é a diminuição dos sensores junto com o aumento da capacidade dos mesmos. Foi a miniaturização dos sensores de imagem usados pelos drones que os tornou realmente efetivos. Eram capacidades que só estavam disponíveis em drones maiores e bem mais caros que operavam no escalão de Brigada ou superior, mas que agora já estão disponíveis nos mini-drones. Os drones ScanEagle estão usando o sensor de imagem EO960 de apenas 3,3 kg com zoom de 320 vezes e recebendo um sensor térmico na mesma torreta. Antes eram sensores separados, tendo que escolher um tipo sensor noturno ou diurno antes da missão.

Um sensor sofisticado que inclui um sensor de imagem térmica pode ser responsável pela metade do custo de um drone. Um FLIR de longo alcance custa caro e é relativamente pesado, mas os mini-drones operam relativamente próximos do alvo. O novo drone RQ-28A do US Army custa cerca de US$ 12 mil com sensor diurno, mas o custo sobe para US$ 38 mil com a adição de uma câmera térmica.

Alguns requisitos dos sensores:

- Capacidade de reprogramar o emprego de seus sensores durante a missão.

- Gravar as imagens e dados da missão, mas as imagens também podem ser gravadas na estação de controle.

- Capacidade de trocar rapidamente de sensores. O ideal é poder levar mais de um sensor na torreta (imagem e termal), mas devido aos custos e duração curta da missão, podem trocar a câmera diurna para a noturna.

- Câmera diurna estabilizada com zoom de 40 vezes para os mini-drones menores e 80 vezes para os drones maiores.

- Apontador laser para indicar alvos para as tropas em terra equipadas com óculos de visão noturna durante uma missão noturna. Pode ser um meio de comunicação usando sinais prédefinidos como piscar ou circular um local.

- Capacidade de destacar alvos móveis. Geralmente é feito com um zoom pequeno para cobrir uma pequena área detalhadamente. Os drones DJI são os mais usados e famosos, mas os da Autel tem capacidade de alertar sobre a presença de alvos móveis na imagem.

- Capacidade de trancar em um alvo fixo ou acompanhar automaticamente um alvo móvel.

- Processador de imagem com capacidade de detecção e reconhecimento automático de alvos (Automatic Target Recognition - ATR). Câmeras digitais de alta resolução podem usar uma aplicativo para identificar alguns tipos de alvos como pessoas e veículos. Esta capacidade exige um processador potente que gasta muita energia e gera peso extra. Geralmente a imagem é processado em terra após serem transmitidas. Os drones com capacidade ATR operando de forma autônoma dão apenas alerta de possíveis contatos e enviam uma foto para conferir.

- Capacidade de geoprocessamento para determinar as coordenadas, altitude, azimutes e distâncias automaticamente. O operador clica em um ponto e gera automaticamente os dados de posição do local. As coordenadas geradas podem ser transmitidas rapidamente para os escalões superiores. O georeferenciamento de alvos depende da qualidade dos sistemas de navegação.

- Telêmetro laser para indicar distância. Pode ser usado para gerar coordenadas do alvo e detectar obstáculos. Uma tática é usar o telêmetro em locais suspeitos de presença de blindados equipados com alerta laser. O alerta laser pode acionar automaticamente um lança-granadas de fumigeno ou forçar o blindado camuflado a se movimentar.

Imagem de uma câmera termal de um drone durante o conflito na Ucrânia. O sensor facilita a detecção de alvos.

Imagem de um casulo de designação de alvos móveis os alvos móveis na imagem.

Foto de um drone FPV com uma câmera termal para operar a noite. Outra opção barata para operar a noite são as câmeras infravermelhas, mas precisam de um farol infravermelho para funcionar. Outro drone de reconhecimento com um farol infravermelho pode ser usado para indicar o alvo.

Requisitos da Estação de Controle:

A ECT (Estação de Controle Terrestre - Ground Control Station - GCS) de um drone militar geralmente precisa atender a uma série de requisitos específicos para garantir o controle eficiente e seguro da aeronave.

- Caber desmontado em 1º Escalão em mochila individual de média capacidade.

- Estação de controle universal capaz de controlar vários modelos de drones em operação na unidade. Pode incluir a capacidade de visualizar sensores de drones maiores ou de outras aeronaves. Drones muito pequenos (micro-drones) podem ter uma ECT própria com poucos recursos para terem o menor tamanho possível.

- Uma unidade rastreadora automática permite o controle a grande distância. Uma estação de controle portátil apoia o lançamento e a recuperação.

- Capacidade de usar vários tipos de estação de controle como celular, tablet, laptop, VR e monóculos. No US Army, todos os drones do Batalhão devem ser controlados pela estação de controle Robotic & Autonomous Command and Control OV-1 (RAC2) que integra dados com os sistemas de C2. Os ucranianos também estão tentando padronizar a ECT para ser usada por todos os drones do Batalhão.

- Usar antenas próprias e ter conexão para usar antena externa.

- Aplicativo de planejamento de missão com recursos para planejar a missão rapidamente considerando as rotas, consciência tática e o planejamento da missão em si. O operador pode definir áreas de interesse, rotas de voo, altitudes e outros parâmetros, inclusive para executar missões de forma autônoma, seguindo as instruções pré-programadas. A ECT deve ser capaz de gerar trilha de voo automaticamente, definir áreas de voo e parâmetros de missão com poucos cliques, lançar missão sem missão planejada e ajustar a missão em voo

- Planejamento de rotas: determinar a rota ideal para o drone, cumprindo certas condições e objetivos, como superar obstáculos.

- Geração de trajetórias: determinar o controle de manobras ideal para seguir e seguir um caminho.

- Registro e análise de dados: registrar e armazenar o vídeo e dados de voo e outras informações relevantes para análise posterior. Isso é útil para avaliar o desempenho da missão, analisar dados capturados e tomar decisões baseadas em histórico. Os drones geralmente gravam os dados em um cartão de memória que pode ser capturado e revelar informações úteis para o inimigo. Gravar na ECT pode ser mais seguro.

- Marcar alvos no mapa ou vídeo antes, durante e após a missão.

- Táticas cooperativas: apoiar a formulação de uma ótima sequência e distribuição espacial entre vários drones para maximizar a possibilidade de sucesso em qualquer cenário. O sistema de C2 dos escalões inferiores deve permitir a coordenação de vários drones em um mesmo local como indicar a direção das câmeras de vários drones ou dar ordens com apenas um clique.

- Fusão de sensores: combinando informações de diferentes sensores dentro do próprio dispositivo.

- O laptop para o especialista em análise de imagem. Uma câmera digital coleta muito mais dados do que podem ser efetivamente analisados. As imagens gravadas durante o voo tem definição muito maior que as enviadas em tempo real. Um Laptop robustecido permite analisar dados coletados por pequenos drones. Rever as imagens gravadas seria uma função de um operador de sensores que precisa de um console dedicado. Um link de satélite permite conectar com computadores poderosos e análise por especialistas.

- Integração com um sistema de Comando & Controle (C2) como passar dados do drone para um laptop/tablet do comandante de Grupo de Combate ou Pelotão que pode retransmitir para a cadeia de comando superior. Um exemplo seria passar as coordenadas de um alvo direto para o computador de tiro dos morteiros de 81mm. Pode ser possível até passar as imagens do alvo e do resultado dos disparos com a correção sendo feita diretamente pelo pelotão de morteiros.

- Alertar que a aeronave está excedendo limites de voo e poder recusar o alerta se for necessário.

- Sistema de simulação integrado ou pelo menos a disponibilidade de um simulador de PC.

- Possuir enlace de comunicação com o subsistema de lançamento e recuperação e com o Centro de Operações Tática da Artilharia Divisionária (COT/AD);

Drone portátil usado pelo exército australiano junto com a estação de controle dedicada.

Estação de controle do drone RQ-28 do US Army. A imagem mostra a opção de mostrar as imagens da câmera termal e de vídeo lado a lado.

Exemplo de interface de uma ECT mostrando o mapa com a imagem de vídeo no modo PIP.

As equipes de drones letais Switchblade usam um tablet para operar um drone, mas também são apoiados por um laptop para planejar as missões e analisar os dados coletados pelos drones.

Sistemas de navegação e comunicação:

- Sistema de navegação por satélite: são usados para apoiar a navegação, planejamento de rotas e geolocalização de imagens capturadas pelos drones.

- Sensores inerciais: são usados para estabilizar o voo, ajustar a posição e a atitude do drone e realizar manobras precisas e que podem ser usados para voo autônomo ou quando o GPS estás sendo interferido.

- Sensores de evitamento de obstáculos que ajudam a detectar e evitar obstáculos em seu caminho. Esses sensores podem ser ultrassônicos, infravermelhos, a laser ou baseados em câmeras para criar uma representação tridimensional do ambiente próximo ao drone. São usados principalmente em locais fechados como mata ou dentro de construções.

- Capacidade de realizar voo pilotado remotamente ou voo autônomo para gravação de vídeo e fotos sem a emissão com o datalink para evitar a detecção ou em ambiente com interferência intensa. O mesmo veículo pode realizar até mesmo os dois tipos de operação dependendo do cenário.

- Frequências e protocolos de comunicação: Os drones modernos geralmente operam em várias frequências de comunicação, como 2,4 GHz e 5,8 GHz. Além disso, eles podem usar diferentes protocolos de comunicação, como o Wi-Fi ou tecnologias proprietárias. Essa diversidade de frequências e protocolos ajuda a minimizar a interferência causada por outras fontes de sinal na área. Os drones Orlan russos operando na retaguarda ucraniana usam o 5G com chips contrabandeados ficando "invisíveis". OS drones pequenos também podem usar o 5G.

- Proteção eletrônica com datalink com resistência a interferência eletrônica e criptografia. Um datalink civil pode ser usado junto com o datalink militarizado e escolher o mais adequado como mudar para a versão militar se o civil for interferido. Dois rádios aumenta o peso e o custo. Na guerra da Ucrânia, um drone civil tem vida de cerca de 5 minutos na presença de interferência eletrônica.

- Se perder o controle do datalink, o drone deve ter capacidade para voltar até um ponto futuro para ser recuperado ou para um ponto de espera para tentar reconectar com a estação de controle.

- Datalink digital para maior resistência a interferência eletrônica. O datalink analógico, ou de fibra ótica, tem latência muito baixa de microsegundos contra uma latência de 30 ms de um datalink digital e 40 ms do GSM.

- Os drones pequenos usam comunicação por linha de visada. A frequência de UHF só atua por linha de visada enquanto a VHF capacidade fora da linha de visada, mas o alcance é limitado a 100km. Os sistemas de comunicações embarcadas costumam ser um item pesado e devem ser miniaturizados. O ideal é ter redundância com mais de um rádio, mas o peso é um fator limitante. Um rádio de comunicações por satélite, viável em drones maiores, permitiria o controle além da linha de visada, sem a transmissão de imagem, e seria uma reserva para o caso do rádio de linha de visada perder a ligação.

O drone Integrator Extended Range recebeu uma antena de satélite acima do nariz. As antenas de satélite pesam pelo menos 5kg. A antena de satélite permite operar sem visão direta com uma antena transmissora em terra. A linha de visada varia com a distância. Um drone a 70km precisa voar a pelo menos 330 metros de altura (em terreno plano) para manter a linha de visada. Já um drone a 235km de distância precisa voar acima de 3.700 metros.

Um operador de drone Raven com a antena ao fundo. O alcance do drone está relacionado com o tipo de antena (visível ao fundo). A ECT é padronizada e usada por vários tipos de drones como o Raven, Puma e Switchblade.

Os ucranianos criaram uma luva para os operadores de drones atuarem no inverno local.

Aplicativos de Comando e Controle (C2) como o Delta da empresa Aerorozvidka estão relacionados com o sucesso das operações de drones na Ucrânia. O Delta mostra os alvos detectados pelos drones, e outras fontes, em um mapa. Também mostra a posição dos drones. O objetivo é facilitar a visualização do quadro tático e auxiliar a tomada de decisão. Os drones são barato, precisos, mas com pouco poder de destruição. Atuando em conjunto ficam muito destrutivos, mas precisam de um sistema de C2.

Requisitos desejáveis de um sistema C2 de drones:

- Mostrar mapas e permitir desenhar as posições inimigas no mapa.

- Visualizar onde o drone e/ou a câmera do drone está apontando. Permitir visualizar o vídeo da câmera do drone se estiver transmitindo.

- Auxiliar a navegação dos operadores de drones funcionando com um mapa móvel com o drone centralizado no mapa e mostrando a direção do alvo.

- Visualizar as regiões que foram observadas recentemente e indicar as que estão há muito tempo sem serem vigiadas.

- Gerar dados de acompanhamento de alvos para passar dados direto para o operador de drone. Os dados são mostrados direto na tela do operador.

- Indicar posições de bloqueadores amigos e inimigos e criar áreas "proibidas" para evitar que os drones sejam interferidos.

- Auxiliar a comunicação entre o Posto de Comando e o operador de drones com mensagens de texto.

- Funcionalidade de mapa 3D que mostra os pontos cegos das transmissões de um operador de drone.

Esconderijo de uma equipe de drones próximo do campo de batalha. A mesa mostra o repetidor de imagem do óculos do piloto de drone FPV, a imagem de um drone de reconhecimento e a tela borrada do sistema Delta. Os três são acompanhados pelo navegador para auxiliar o piloto de drone FPV. Uma peça de artilharia ou morteiro só usaria um laptop e a tela do Delta para ajustar o tiro da peça.

Posto de comando do batalhão Kraken mostrando os vídeos dos drones na linha de frente. A coordenação é feita com o sistema de C2 Delta.

CENÁRIOS DE ALTA INTENSIDADE

Cenários de baixa intensidade como as operações de paz, combate anti-guerrilha ou contra-terrorismo permitem usar drones comerciais sem preocupação com o inimigo interferindo no datalink ou triangulando a posição do operador do drone. Nos cenários de média e alta intensidade tem que considerar que o inimigo pode negar o uso de drones com interferência no sinal do GPS ou do enlace de comunicações, ou tentar triangular o sinal do drone ou do operador e atacar o local.

Nos combates na Síria e Iraque, os terroristas do ISIS perceberam que eram caçados e atacados após lançarem drones contra as tropas americanas. Os americanos usavam aeronaves sofisticadas para triangular e interferir nos drones como o EA-6B Prowler, F/A-18G Growler, RC-12 e RC-135.

Um datalink digital com proteção de medidas eletrônicas com criptografia é necessário em cenários de alta intensidade. A criptografia e segurança de comunicações são usados para proteger seus sistemas de comando e controle contra interceptação ou interferência por parte de adversários. Isso garante a integridade e a confidencialidade das comunicações entre a Estação de Controle Terrestre e o drone. Os ucranianos perceberam que os russos interferiam facilmente nos seus drones Raven com datalink analógico. Com o datalink digital era mais difícil. A internet disponibilizada pela rede de radar Starlink mostrou ser mais resistente a interferência que as comunicações por satélite.

As antenas com proteção eletrônica usadas pelos drones são projetadas para melhorar a conectividade e minimizar interferências durante as operações de voo. Essas antenas podem ser encontradas tanto no drone em si quanto na estação de controle. A proteção eletrônica é implementada por meio de técnicas avançadas de processamento de sinal e transmissão de dados. Algumas técnicas que podem ser usadas:

- Beamforming: A tecnologia de beamforming permite que a antena direcione seu sinal de transmissão em uma direção específica, aumentando a potência do sinal nessa direção e reduzindo a dispersão.

- Antenas MIMO (Multiple-Input Multiple-Output): Os sistemas MIMO usam várias antenas tanto no drone quanto na estação de controle para melhorar a qualidade do sinal e aumentar a taxa de transferência de dados. Essa técnica permite transmitir e receber múltiplos fluxos de dados simultaneamente, melhorando a confiabilidade da comunicação.

- Algoritmos de detecção de interferência: Os sistemas de proteção eletrônica podem empregar algoritmos sofisticados para detectar interferências externas, como sinais de rádio de outras fontes. Quando uma interferência é detectada, o sistema pode ajustar automaticamente a frequência de comunicação ou alterar a direção do sinal para evitar a interferência e manter uma conexão estável.

As antenas de satélite são outro recurso para diminuir a interferência do link de comunicação pois são bem mais difíceis de detectar e interferir. Os ucranianos testaram antenas Starlink Mini em seus drones Vampire. São drones multimotores pesados pois devem ter capacidade de levar a antena de cerca de 1,5kg projetada para ser levada em uma mochila. Seria viável em drones de maior alcance e autonomia que apóiam a Brigada.

O drone deve ser capaz de usar navegação por satélite de vários tipos como o GPS americano, GLONAAS russo, Galileo Europeu e o Beidou chinês. Comparar as leituras permite determinar se existe interferência no local.

A capacidade de voo autônomo dos drones permite evitar ser interferido ou indicar a posição do drone ou operador ao voar sem transmissão do datalink. O drone pode ser programado para filmar ou fotografar uma área ou pontos determinados com câmeras de alta resolução e voltar para o ponto de origem. As imagens são examinadas posteriormente pelo operador. O valor da imagem diminui com o tempo, mas para as tropas na linha de frente seria bem menos de 1 hora usando os próprios drones. Dependendo do cenário, o atraso na análise das imagens pode não ser tão importante. O voo autônomo pode ser até parcial, com o drone coletando dados em um local com interferência e depois se movendo para um local onde é possível transmitir os dados (geralmente imagem e vídeo) com segurança. Depois reinicia a missão em outro local.

Outra opção é ter capacidade de navegação independente do GPS com sistemas de navegação visual (GRONS - Geo-Referencing Optical Navigation System). A navegação visual é um exemplo com o uso de sensores óticos para identificar automaticamente pontos de referência no solo que tenham as coordenadas conhecidas e atualizar a posição do drones. É a mesma técnica usada pelos pilotos, mas com o sensor podendo usar vários pontos ao mesmo tempo e realizando dezenas de atualizações por segundo. Podem usar sensores dedicados ou aproveitar os sensores já disponíveis.

A Aerovironment desenvolveu um sistema de navegação visual VNS (Visual-based Navigation System) para o Puma 2AE e Puma 3AE para operar em locais sem cobertura de GPS ou se estiver interferido. O VNS usa sensores visuais apontados para baixo que acompanham características do terreno para determinar a posição da aeronave.

A Asio Technologies desenvolveu o NavGuard que usa sensores óticos para permitir a navegação sem precisar de apoio de satélites de navegação ou se estiverem inoperantes, interferidos ou indisponíveis.

O sensor de navegação ótica NavGuard pesa cerca de 100 gramas e tem versões diurna e noturna.

Um recurso para operar drones enviando imagens de vídeo sem emitir com o datalink de rádio é usar drones "amarrados" (thetered) ou drones controlados por cabos. Uma estação de energia e um cabo são usados para passar a energia e os dados de comunicação para o quadricóptero. O drone fica limitado em altitude (cerca de 100 a 150 metros) e não pode se distanciar da estação. O drone amarrado é útil para vigiar uma região ou ponto fixo como uma linha de frente ou base e permite vigilância do local por longa duração (até vários dias). Uma única estação de energia do tamanho de uma mochila pode recarregar um drone por cerca de 12 horas. Usando quadricópteros maiores é possível levar uma câmera de longo alcance para compensar em parte a limitação da mobilidade.

Um esquadrão de drones Reaper da USAF tem quatro drones e 192 tropas. São capazes de manter um drone continuamente no ar (chamado de patrulha de combate aéreo). Um Pelotão de Drones deve ter capacidade de manter um drone sempre no ar, mas cobrindo apenas distâncias curtas logo a frente do Batalhão. Um drone amarrado permite manter uma cobertura contínua de uma posição com muito menos pessoal e custo.

Na Ucrânia, perceberam que um veículo 4x4 com um mastro de sensores de 18 metros podia ser suficiente para controlar a maioria das missões de tiro de artilharia na linha de frente. Os russos planejam instalar um drone amarrado no novo carro de combate T-14 Armata para permitir usar toda a capacidade do blindado de engajar alvos no alcance máximo de 10km (alvos de área). O blindado pode realizar vigilância e ataque ao mesmo tempo que fica em uma posição protegida.

Drone amarrado em voo. A altitude é suficiente para cobrir uma frente de uma Companhia que cobre 1,5km e profundidade de 1km. Um pelotão na ofensiva cobre uma frente de 300 metros. O drone precisa ter sensores acústicos para indicar que está sendo alvejado e iniciar manobras evasivas (pelo menos na lateral) ou pelo menos evitar ficar totalmente parado.

Estação de energia de um drone amarrado. A duração do voo pode variar entre 12 a 48 horas. Alguns tem opção de soltar o cabo e continuar a missão com a bateria própria, mas também podem ser auxiliados por outro drone para realizar a missão.

MINI DRONES TERRESTRES

O combate em localidade gera muitas baixas com algumas estatísticas citando até 30% de baixas. Os drones poderiam ser usados para diminuir as baixas ao atuarem como batedores em locais de risco. Os drones terrestres seriam indicados nesta situação como operar em locais fechados/confinados onde os drones aéreos não podem operar.

Uma tática muito usada pelas tropas é a "cabra amarrada". O equivalente no EB é o boi de piranha. Usam uma unidade para servir de isca para ser atacada e forçar o inimigo a revelar a sua posição. Um drone terrestre seria um recurso para ser usado como boi de piranha com as tropas fazendo a cobertura do avanço do drone.

Na Segunda Guerra Mundial, os alemães já usavam os drones Goliath guiados por cabo e equipados com cargas explosivas para se aproximarem de blindados e detonarem a carga. O mesmo poderia ser feito com cargas menores contra a infantaria em uma área urbana com a vantagem de um drone pequeno ser difícil de ser detectado.

Em 2022, o US Army iniciou estudos sobre como usar os drones para aumentar a letalidade no combate a curta distância. Cerca de 90% das baixas ocorre nas unidades de linha de frente e querem diminuir estas baixas. Um dos meios estudados é um robô de quatro pernas para fazer reconhecimento em prédios no lugar de soldados. A outra opção para não arriscar tropas é destruir todo o prédio com armas pesadas, como um ataque aéreo, e arriscar causar danos colaterais.

Os drones terrestres mais simples são os "jogáveis". São drones pequenos que podem ser até jogados por sobre um muro ou dentro de uma janela para fazer reconhecimento de área confinadas. Os pequenos drones aéreos com câmeras de alta definição podem realizar estas missões sem entrar nos cômodos, mas não cobrem locais mais profundos. Por outro lado, um drone terrestre pode se aproximar furtivamente de uma posição inimiga e se manter em modo de espera por um tempo maior sem gastar energia como um drone aéreo.

Os mini-drones terrestres pesam menos de 5kg para poderem ser levados por tropas em mochilas. Os "jogáveis" costumam ter menos de 3kg. Usam sensores com várias câmeras para dar cobertura 360 graus além de sistema de áudio e microfone. Um trilho picatinny pode ser usado para levar cargas como câmera térmica, microfone, detector químico e braço para puxar pacotes suspeitos. O alcance costuma ser de 300 metros em área urbana e a autonomia de 2 horas.

Outras missões são atuar como granada de emboscada ou sentinela. No modo emboscada, o drone usa um sensor esperando um alvo entrar no cômodo e liga ao contato e persegue o alvo para se aproximar e explodir. No modo sentinela, o drone vai para um posição onde fica vigiando com um sensor com capacidade de detecção de alvos móveis. O campo de visão é menor que um drone aéreo, mas a autonomia é bem maior por não usar energia para se manter pairado no ar.

Os cães de guerra são usados como batedor e podem ser substituídos por drone "jogável". O objetivo dos drones é evitar perdas humanas e também serve para evitar perda de animais.

Um soldado jogando um drone "jogável" por uma janela. Um drone Nexter Nerva de 4kg pode cair de uma altura de 3 metros ou ser jogado a até 7 metros.

O ReconRobotics Throwbot XT (Throwable Micro Robot) e o Reconscout XL pode ser jogado por janelas de 9 metros de altura a uma distancia de 36 metros. O sensor sonoro tem alcance de 7 metros. A assinatura sonora é de 22dB a 6 metros (o mesmo de um humano respirando a 20cm de distância do ouvido). Até três drones podem operar próximos usando frequências diferentes. A velocidade é de 1,6 km/h e o alcance de 30 metros.

O SearchStick é um mastro de 1,8 metros usado com o Throwbot XT. A estação de controle está nas costas do operador do mastro.

Drones capazes de voar dentro de construções já estão em operação, mas são bem mais barulhentos que os drones terrestres. O barulho pode não ser problema se o contato com o inimigo já é esperado. A imagem é do Loki Mk2.

Visão de uma câmera no capacete de um soldado israelense em um combate em Gaza. A imagem poderia ser transmitida para o posto de comando usando os sistemas de um drone.

Os drones terrestres são usados em locais perigosos como cavernas ou prédios, mas nem todos os locais são tão perigosos. Geralmente enviam um ou dois soldados esclarecedores para varrer o local na frente das tropas.

Montar as mesmas torretas de sensores de TV e FLIR dos mini-drones no capacete de um soldado esclarecedor permitiria enviar as imagens para as tropas na retaguarda e adicionar olhos adicionais. Pode ser apenas o uso do sensor termal para ver em outro espectro ou ter capacidade de examinar alguns locais com o zoom. Os sensores atuais conseguem facilmente dar zoom de 20-40 vezes.

As torretas de drones estão ficando bem leve, chegando a 100 gramas, e podem ser aproveitadas em outras missões ao mesmo tempo que poupa a bateria dos drones. O drone pode estar mesmo impossibilitado de voar devido ao vento forte ou nevoeiro, danos, interferência eletrônica e até bateria fraca.

Os soldados já instalam câmeras de vídeo no capacete para gravar as operações como ocorre nos combates na guerra russo-ucraniana. Montar uma torreta de mini-drone daria a mesma capacidade, mas com opção de ser controlada remotamente e ser apontada em várias direções. O soldado com a câmera tem que ser treinado para se posiciona para outros visualizarem sem que o soldado esclarecedor perca a consciência situacional ao redor. O operador de sensor na retaguarda informam se está seguro. Na linha de frente seria muito perigoso ficar olhando para uma tela de vídeo com muito risco ao redor.

Os sensores de drones são anunciados com capacidade de reconhecimento automático de alvos. O soldado pode não saber se o blindado visualizado é amigo ou inimigo e o sensor auxiliaria na identificação. Pode até mandar as imagens para retaguarda para auxiliar a identificação. Procurar drones inimigos ao redor seria outra função. Alertaria para as tropas se esconderem ou tentar derrubar o drone inimigo.

As torretas de sensores de drones tem capacidade de gerar coordenadas, que podem ser usadas para apontar tiro de artilharia ou outras armas de tiro indireto (lança-granadas). Enviar fotos com coordenadas para escalões superiores seria outra funcionalidade. Estes recursos já estariam disponíveis para a subunidade e apenas aproveitariam com os sensores no solo sem precisar lançar um drone. Podem até estar disponíveis sensores mais sofisticados como telêmetro laser e designador laser.

Uma equipe de sniper pode ficar em um local totalmente seguro e usar a pequena torreta de sensor de drone para fazer busca de alvos e vigilância. A câmera pode ser usada como ferramenta para fazer busca de snipers em um local seguro ao ser fixada em um cabo para não expor o operador.

A imagem mostra uma câmera GoPro no capacete de um soldado para exemplificar como seria o conceito de instalar uma torreta de drone no capacete. Uma câmera estabilizada com sensor de TV e IR pesa praticamente o mesmo.

Drone Parrot com detalhes da torreta com sensores de TV e IR. O USMC e US Army já usam drones a nível de Grupo de Combate e podem aproveitar o sensor e rádio no capacete para apoiar as missões.

O conceito de torreta de drone já está em testes no US ARmy na forma do capacete IVAS (Integrated Visual Augmentation System ) com câmeras de vários tipos.

Os sensores de imagem terrestres geralmente são bem grandes. Com os sensores dos drones ficando cada vez menores passam a ser uma opção para equipar postos de observação terrestres.

Um Sniper usando uma isca para chamar a atenção do inimigo. Agora pode ser uma torreta de drone fazendo busca de possíveis posições de sniper inimigos.

Um outro uso das torretas do drones em terra é como sistema de mira de armas coletivas como metralhadoras. A empresa Bold Defense desenvolveu a torreta Guapará equipada com a metralhadora Negev no calibre 5,56mm. O reparo pode ser considerado um drone fixo. O reparo permite que as tropas busquem alvo e engajem de uma posição oculta e/ou protegida sem se preocupar com o fogo de supressão inimigo ou explosões de artilharia ao redor.

As torretas equivalentes dos blindados são consideradas muito efetivas. Os operadores inicialmente reclamavam da pouca munição, mas a alta precisão compensava. Com um telêmetro e um computador de tiro seria viável trancar em um alvo móvel e engajar. Qualquer soldado passa a ter a pontaria de um sniper contra alvos distantes.

Uma torreta com uma metralhadora leve como as MINIMI já em uso no EB seria mais fácil de projetar, mas a capacidade da metralhadora MAG seria o ideal devido ao alcance de 600 a 800 metros.

Torreta Guapará. Dados estatísticos dos snipers americanos mostram que 10 a 15% não dá o primeiro tiro e 25% não dá o segundo tiro. Então tem que treinar muitos operadores.

Ninho de metralhadora com uma MAG em um tripé. Uma torreta de drone apoiando a mira permitiria manter a equipe escondida e até a certa distância. Um sistema de servos precisa ser adicionado para movimentar a metralhadora.

A torre de controle remoto Sabre é considerada um drone do programa de Exército de Drones ucranianos.

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