SISTEMAS AÉREOS PILOTADOS DE FORMA REMOTA (RPAS): HISTORIA, SISTEMAS Y OPERACIONES (2 DE 3

Prof. Dr. JOSÉ MANUEL ANDÚJAR MÁRQUEZ

Catedrático de Ingeniería de Sistemas y Control. Universidad de Huelva

Aspectos introductorios

Al hablar de Drones y sus posibles aplicaciones, podemos encontrar como denominaciones más frecuentes hoy

en día las de UAV (unnamed aerial vehicle o vehículo aéreo no tripulado), UAS (unmanned aircraft system o sistema de aeronave no tripulada), dron (del inglés drone o abejorro) y RPAS (remotely piloted aircraft system o sistema de aeronave pilotado a distancia); donde, en esta última definición, se quiere explicitar que el sistema aéreo no vuela “solo”. Cuando, además de aeronave, se utiliza la palabra sistema, se quiere hacer notar explícitamente que la plataforma aérea es parte de un sistema más complejo, donde cabe destacar la estación de control en tierra, así como el enlace de comunicaciones entre la aeronave y tierra. Actualmente, las dos denominaciones más usuales son dron en el lenguaje común y RPAS en el especializado.

En el número anterior de la revista, correspondiente a 2020, hicimos un recorrido desde el pasado (bastante antiguo, por cierto, tanto como la aviación en sí misma) hasta el presente de los RPAS, donde llegamos hasta los años 90. En este número mostraremos solo algunos de los sistemas actuales, quizás los más llamativos, pues el desarrollo tecnológico en este campo es constante, y de forma continuada están apareciendo en el escenario RPAS con cada vez más prestaciones. Como suele ocurrir en otros campos de la tecnología, la punta de lanza de los desarrollos es siempre militar para, a continuación, muchos de ellos, ser aprovechados en la vida civil. De hecho, los RPAS tienen hoy en día gran aplicación en inspección de infraestructuras, control de vertidos y elementos contaminantes, vigilancia de fauna y caza furtiva, vigilancia y control de presencia (playas, manifestaciones, etc.), vigilancia y control de incendios forestales, y un largo etc.

La carrera tecnológica de los RPAS está dominada actualmente por EE UU e Israel (Israel acapara el 60% de la exportación mundial de RPAS en los últimos 30 años). Recientemente, China se está incorporando con desarrollos cada vez más sofisticados. Respecto a Europa, está inmersa en ambiciosos programas tecnológicos. Para ello, necesita un centro europeo de desarrollo y certificación de aeronaves no tripuladas. Aquí, es donde entra en juego el proyecto CEUS, como auténtico puerto aeroespacial europeo de sistemas no tripulados que se va a desarrollar en los aledaños de Mazagón, para formar un tándem, sin igual en Europa, con el actual CEDEA, situado en El Arenosillo. En este momento, el proyecto CEUS, después de un fuerte y reciente impulso - parece que esta vez sí definitivo, por parte de los Ministerios de Ciencia e Innovación y Defensa, así como por la Junta de Andalucía - está finalizando, después de la modificación del proyecto original, su nueva declaración de impacto ambiental en el Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico. Si todo va como se espera, las obras de CEUS comenzarán en el último trimestre de 2021. De hecho,

la Cámara de Comercio de Huelva, la Federación Onubense de Empresarios, la Universidad de Huelva y el Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA) están preparando un evento internacional en Huelva para presentar en sociedad el proyecto CEUS antes de que finalice 2021.

Como se verá a continuación, las cifras de inversión en los proyectos de RPAS más sofisticados pueden resultar mareantes. Esto reafirma la importancia del proyecto CEUS, pues puede aportar un enorme desarrollo científicotecnológico-económico a Huelva, Andalucía y España. Independientemente de los puestos de trabajo de alta cualificación que va a generar, propiciará una gran presencia de empresas y personal técnico durante todo el año en la zona; lo cual requerirá de una infraestructura hotelera y de restauración que dinamizará el entorno de Mazagón, incidiendo especialmente, de forma muy positiva, en los meses donde hay menos turismo. Por otro lado, con el tiempo, las empresas que estén desarrollando sus sistemas en CEUS (la práctica totalidad de las empresas europeas más importantes), montarán, con toda seguridad, sedes en su entorno; lo cual generará más puestos de trabajo y dinamizará aún más económicamente la zona.

RPAS actuales

GENERAL ATOMICS MQ-9REAPER(Segador). Operatividad múltiple

• Envergadura: 25,6 m. • Peso de despegue: 3.175 kg. • Capacidad de carga: 1.360 kg. • Techo de vuelo: 15.800 m. • Autonomía: 36 h. • Coste de hora de vuelo: 4.000 $ aprox. • Sistema MQ-9 se compone de 4 aparatos (coste unitario en torno a 30 millones de $), estaciones de control en tierra y enlace con satélite.

Originalmente conocido como Predator (depredador) B. El programa ha costado unos 12.000 millones de $; aproximadamente el presupuesto total de defensa de España durante 2014. En su versión de combate, el MQ-9 permite alojar una gran variedad de armas. España ha comprado 4 Reaper, dos de ellos ya operativos vigilando nuestro cielo, y equipo asociado por 243 millones de $. Los Reaper españoles, al menos de momento, no van artillados, de modo que son usados en tareas de inteligencia y vigilancia.

NORTHROP GRUMMANRQ-4 GLOBAL HAWK. Aeronave de vigilancia aérea

• Envergadura: 35,41 m. • Peso de despegue a plena carga: 10.387 kg. • Capacidad de carga: 1.637 kg. • Velocidad máxima/crucero: 800 km/h. / 650 km/h. • Techo de vuelo: 19.812 m. • Autonomía: 36 h. • Coste de hora de vuelo: 35.000 $ aprox. El programa ha costado unos 2.000 millones de $. El Global Hawk está provisto de un Radar de apertura sintética (SAR), que puede penetrar fácilmente en una zona cubierta por nubes o incluso en zonas con tormentas de arena. También lleva un equipo de óptica y de infrarrojos capaz de visualizar con una gran precisión una vasta extensión de terreno. Se estima que el avión es capaz de vigilar y proporcionar información de 103.600 km² de terreno por día, lo que equivale aproximadamente a toda la superficie de Portugal. El Sistema MQ-9 se compone de 1 aparato (coste unitario en torno a 178 millones de $), 1 estación de control en tierra y el enlace con satélite. El coste unitario de cada sistema es de 218 millones de $.

NORTHOP GRUMMAN R/MQ-8A/B/C Fire Scout

• Longitud: 7,3 m. • Diámetro del rotor: 8,4 m. • Peso de despegue a plena carga: 1.430 kg. • Carga de pago: 272 kg. • Velocidad máxima/crucero: 213 km/h / 200 km/h. • Techo de vuelo: 6.100 m. • Autonomía: 8 h.

Se trata de un RPAS tipo helicóptero. El programa ha costado más de 3.000 millones de $ (Desarrollos RQ-8A, MQ8B y MQ-8C). La diferencia más significativa entre el primitivo RQ y el posterior MQ es que éste tiene una pala más en el rotor (4 en vez de 3). Las alas Stub del MQ-8B tienen propósito aerodinámico y para alojar armamento. El Sistema MQ se compone de 1 aparato (coste unitario en torno a 14,6 millones de $), 1 estación de control en tierra y enlace con satélite.

NORTHROP GRUMMAN X-47B. RPAS de combate

• Longitud: 11,63 m. • Envergadura: 18,92 m. • Peso de despegue a plena carga: 20.215 kg. • Alcance: 4.000 km. • Velocidad máxima: 0,45 mach. • Techo de vuelo: 12.190 m. • Carga útil: capacidad para 2.000 kg de armas. • Combustible: 717 kg.

Es un RPAS de demostración de la Armada de los EE UU, cuyo primer vuelo se realizó en 2011.El objetivo es crear y operar un vehículo aéreo no tripulado basado en portaaviones. El proyecto, aún en desarrollo, comenzó en 2007, y ya se llevan gastados más de 1.000 millones de $.

DOMINATOR

• Longitud: 8 m. • Envergadura: 13,42 m. • Peso de despegue a plena carga: 1.200 kg. • Carga útil: 134 kg. • Velocidad máxima: 354 km/h. • Techo de vuelo: 9.100 m. • Autonomía: 28 h.

Uno de los muchos RPAS israelíes (otros comercializados son el Heron, Searcher, Aerostar, Drone guard, Orbiter, etc.). Es un RPAS del tipo medium-altitude and long-endurance (MALE), o de altitud media y gran autonomía.

El gran proyecto europeo MALE RPAS

• Longitud: 16 m. • Envergadura: 26 m. • Capacidad de carga: 2.300 kg. • Peso de despegue a plena carga: 11.000 kg. • Coste de hora de vuelo: 3.000 € aprox. • Velocidad de crucero: 500 km/h. • Techo de vuelo: 13.700 m.

Se trata de un proyecto europeo participado por Francia, Alemania, Italia y España que se inició en 2015. Su desarrollo va a costar más de 1.000 millones de € y se prevé que los primeros RPAS empezarán a suministrarse en 2028.

Los 4 países consorciados tienen comprometidas 60 aeronaves (20 sistemas completos, cada uno de los cuales opera tres aeronaves y dos estaciones terrestres). El presupuesto para estas adquisiciones ronda los 10.000 millones de €.

En este gigantesco proyecto europeo podrá jugar un papel fundamental CEUS, tanto en su fase de desarrollo como, sobre todo, en su fase de certificación; pues está previsto que ésta sea tan exigente que lo convierta en el primer gran RPAS que pueda compartir espacio aéreo con la aviación civil.

RPAS en España

España es uno de los países europeos con mayor tecnología en el ámbito de los RPAS, y también con más operadores. El problema es que los desarrollos se deben bien al Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA) o a empresas de pequeño tamaño (fundamentalmente se trata de PYMES, y la mayoría de ellas son startups/spin-offs fruto de tecnología transferida desde las Universidades y Centros de Investigación); con lo cual, la disponibilidad de fondos de inversión y comercialización de los sistemas no es tarea fácil, salvo que las fuerzas armadas se interesen en los proyectos. De hecho, nuestras fuerzas armadas tienen ya gran experiencia en la operación de RPAS, incluso en escenarios de guerra, como en Afganistán, donde España operó, entre otros, el Searcher Mk.III israelí. De hecho, este modelo surgió a raíz de las modificaciones introducidas en el Searcher Mk.II-J para responder a las especificaciones del contrato de compra del Ejército de Tierra Español.

A continuación, se muestran algunos ejemplos de desarrollos de RPAS españoles. Por supuesto, la disponibilidad de CEUS supondrá un enorme impulso a la industria de RPAS española.

INTA SIVA. RPAS de vigilancia

• Carga de pago: 40 kg. ; cámaras diurnas y de infrarrojo, radar de apertura sintética. • Envergadura: 5,8 m. • Peso de despegue a plena carga: 300 kg. • Radio de acción: 150 km. • Velocidad máxima/crucero: 115 km/h. / 190 km/h. • Techo de vuelo: 4.000 m. • Autonomía: 8 h. El INTA SIVA (Sistema Integrado de Vigilancia Aérea) es un desarrollo que comenzó en 1988 y culminó en 2006. El programa ha costado unos 150 millones de euros. Aterriza y despega en manual y automático.

INTA DIANA. Avión blanco de alta velocidad y prestaciones

• Carga de pago: 25 kg. • Envergadura: 1,84 m. • Longitud: 3,5 m. • Peso de despegue a plena carga: 160 kg. • • • Radio de acción: 100 km. • Velocidad máxima: 650 km/h. • Techo de servicio: 8.000 m. • Lanzamiento: rampa neumática o boosters (cohetes). • Recuperación: paracaídas. • • Autonomía: 1 h. •

El sistema DIANA puede ser utilizado como avión blanco (para entrenamiento de defensa antiaérea), aunque también ha sido diseñado para permitir su utilización con gran variedad de sistemas de armas tanto actuales como futuros.

INTA MILANO. RPAS estratégico de vigilancia y observación todo tiempo

• Carga de útil: 180 kg. • Envergadura: 12,5 m. • Longitud: 8,2 m. • Peso de despegue a plena carga: 900 kg. • Velocidad máxima: 260 km/h. • Techo de servicio: 7.800 m. • Autonomía: 20 h.

El INTA Milano es un sistema de vigilancia y observación todo tiempo compuesto por plataformas aéreas enlazadas vía satélite con una estación de control en tierra. Su carga útil está compuesta por el radar de apertura sintética QUASAR (desarrollado por el INTA), cámaras diurnas y de infrarrojo, así como equipos de guerra electrónica. El Milano puede ser utilizado para reconocimiento, adquisición/designación de objetivos y entrenamiento de unidades operacionales, visualización de incendios, apoyo a las unidades de emergencia en el caso de catástrofes, control de fronteras, plataforma para la investigación y desarrollos aeronáuticos y la detección de minas e IEDs (artefactos explosivos improvisados). Gracias a su gran autonomía y equipamiento de sensorística, España, con una flota de Milanos podría tener permanentemente vigiladas las rutas entre sus islas.

SCRAB I y II.RPAS blancos aéreos

• Carga útil: 4/10 kg. • Envergadura: 1,62/2,52 m. • Longitud: 1,95/ 2,94 m. • Peso de despegue a plena carga: 32/90 kg. • Radio de acción: 100 km. • Velocidad máxima: 360/432 km/h. • Techo de servicio: 8.000 m. • Lanzamiento: catapulta. • Recuperación: paracaídas. • Autonomía: 45/75 minutos. SCRAB I y II son una familia de blancos aéreos de altas prestaciones y bajo coste, desarrollados por la empresa española Sistemas de Control Remoto (SCR) y utilizados para el entrenamiento de unidades militares. El sistema se compone de una estación en tierra y cuatro aparatos, mono motores (SCRAB I) o bimotores (SCRAB II), con piloto automático integrado. Su uso principal es servir de blanco a unidades de artillería, bien terrestres o navales.

SCRAB III.RPAS blanco aéreo

• Carga útil: 13 kg. • Envergadura: 2 m. • Longitud: 3,13 m. • Peso de despegue a plena carga: 140 kg. • Radio de acción: 100 km. • Velocidad máxima: 670 km/h. • Techo de servicio: 8.000 m. • Lanzamiento: catapulta. • Recuperación: paracaídas. • Autonomía: 60 minutos.

Se complementa con los SCRAB I y II para ser utilizado en operaciones de entrenamiento militar de sistema de defensa anti aérea de largo alcance como misiles PATRIOT, AMRAAM o NASAM.

INDRA PELÍCANO

• Carga útil: 30 kg. • Envergadura: 1,62/2,52 m. • Longitud: 4 m. • Peso de despegue a plena carga: 200 kg. • Radio de acción: 100 km. • Velocidad máxima: 180 km/h. • Autonomía: 6 h.

El sistema Pelícano de la empresa española Indra está basado en un helicóptero de tamaño medio de la compañía sueca CybAero. El Pelícano incorpora sistemas electro-ópticos de visión diurna e infrarroja. También puede incorporar un radar ligero, así como sistemas de contramedidas electrónicas y sensores de detección de amenazas químicas, bacteriológicas, radioactivas y nucleares (NRBQ). El sistema puede integrarse completamente en buques, siendo una extensión del propio sistema de vigilancia del navío, complementando al resto de radares embarcados y sensores que integren.

TARSIS 75

• Carga útil: 12 kg. • Envergadura: 5,2 m. • Longitud: 3,8 m. • Peso de despegue a plena carga: 75 kg. • Radio de acción: 70/150 km. • Velocidad de crucero: 100 km/h. • Autonomía: 12 h. • Altitud: 5.000 m.

El Tarsis 75, desarrollado por la empresa española Aertec, está fabricado íntegramente en fibra de carbono y puede integrar como carga útil; tanto armas (por ejemplo, cuatro cohetes guiados por láser Fox de diseño propio de Aertec), como sensores; ambos combinados. El Tarsis 25, modelo hermano de éste, está diseñado para operaciones exclusivamente civiles.