Een drone, een zoemend onbemand luchtvaartuig (Engels: Unmanned Aerial Vehicle, UAV) is een ideale verkenner in de lucht. Het toestel voert softwarematige instructies uit maar kan ook op afstand worden bestuurd met een joystick en een beeldverbinding. In het onderste luchtruim kun je hem ‘als een adelaar’ vlak boven de vijand positioneren. Het Amerikaanse leger is er dol op. Het idee? Overzicht van het slagveld geeft macht. Daarmee kun je een oorlog winnen.
Ook in civiele toepassingen en als speelgoed doen de UAV’s het goed. In Nederland bewaken onbemande vliegtuigjes gebouwen, ze monitoren files en de groei van gewassen. Ze bewaken hotspots, houden mensenmassa’s in de gaten en fotograferen sportwedstrijden en publieksevenementen.
Historie onbemand vliegen
In 1849 zette Oostenrijk de eerste UAV’s in tijdens een oorlog met Italië. Met ballonnen die op afstand tot ontploffing gebracht konden worden werd geprobeerd om een bombardement op Venetië uit te voeren. Dat mislukte, maar het idee was geboren.
Uitvinder Nikola Tesla tekende de eerste drones in 1884. De eerste gemotoriseerde UAV vloog in 1916 boven zee, gyro-gestabiliseerd en wel. Het Amerikaanse defensie-instituut DARPA omarmde het drones-concept in 1992. Sinds 2004 zien we overal drones vliegen, over de hele wereld.
Nieuwsprogramma’s vliegen er nu mee rond om unieke beelden te schieten. Jan en alleman overheerst het luchtruim boven ons met technologie van de speelgoedwinkel op de hoek. Wat hangt ons met deze toestelletjes allemaal boven het hoofd….?
De presentatie van de sterk op een vogel lijkende Festo Smartbird bezorgde veel bezoekers nekpijn.
Amerikaanse legerdrones
Amerikaanse drones bewaken al enkele jaren vijandige dorpjes in Afghanistan, Iran en Pakistan. De Amerikaanse legerdrones krijgen vooral lastige taken uit de zogenoemde ‘3D-klasse’: ‘dull, dirty, or ..dangerous’. Het vanuit de lucht kunnen ingrijpen zonder fysiek gevaar is in oorlogsvoering de belangrijke functionaliteit. De drones van de Amerikaanse Defensie zitten vol geavanceerde technologie van het Amerikaanse researchinstituut DARPA. Hieronder beelden van een dodelijke ‘Reaper’ in actie.
Drones zorgen dat de VS in krappe tijden toch actief kunnen zijn in onrustige gebieden met veel terroristen. Volgens CNN zijn in het Midden-Oosten in enkele jaren tijd al zo’n 2000 drone-slachtoffers gevallen.
Toegankelijke techniek
De onbemande vliegtuigjes spreken tot de verbeelding. Vooral mannen- en jongensharten gaan sneller kloppen zodra er ‘lift’ met bestuurbare techniek onder de knop zit. Een simpele UAV koop je tegenwoordig in een speelgoedwinkel of online. Voor 300 euro heb je een Parrot AR.drone Quadcopter die je bestuurt met je mobieltje of tablet.
Je hoeft helemaal niet een ‘nerd’ te zijn om een nieuwe toepassing voor een UAV of drone voor elkaar te boksen. Wil je meer besturing en extra techniek, dan kijk je even rond op een amateurbouwersplatform. Gevorderde gebruikers en echte bouwers werken aan complexe navigatiesystemen en geavanceerde sensoren waarmee de toestellen moeilijkere opdrachten en research uit kunnen voeren. Via internet en een (open source) ontwikkelplatform wordt dagelijks verder gewerkt aan ‘kleine’ innovaties in de luchtvaart. De concepten komen van serieuze ontwikkelplatforms: Diydrones, Mikrokopter, Arduino, en jawel, Paparazzi. Door de toegankelijke techniek en de lage prijs hangen er steeds meer drones boven ons. Ook voor professionele dienstverlening.
NLR omarmt UAS
Het Nationaal Lucht- en Ruimtevaartlaboratorium (NLR) onderzoekt nieuwe ontwikkelingen in de luchtvaart. Research naar UAV past goed in het plaatje. Zo goed zelfs dat er een speciaal NLR-UAV lab geopend is. Dit najaar kunnen Nederlandse bedrijven en dienstverleners een vliegopleiding voor UAV’s volgen. Ze leren met twee benen op de grond om te vliegen buiten de cockpit.
Een deel van het R&D-werk van het NLR richt zich op onderzoek naar UAV’s van onder de 150 kilogram, vaak zelfs onder de 25 kilo of flink daaronder. De lichtste exemplaren worden de lucht in geworpen of met een kleine katapult afgeschoten. De toestellen hebben vaak een beperkte actieradius en vliegen laag. Voorbeelden zijn de Raven van Defensie en de Octocopter van de KLPD. Voorbeelden van nog kleinere systemen die vaak in de palm van een hand passen zijn de Black Widow, de Mosquito en de Nederlandse Delfly Micro, hieronder actief in de windtunnel.
Gerald Poppinga, R&D-Manager van het NLR: “Mini-UAV’s zijn betaalbaar en handig voor vele niet-militaire toepassingen. In 2006 vloog hier bij ons de eerste X-Ufo UAV van een speelgoedwinkel door de gang. Binnen korte tijd was het systeem voorzien van een miniatuurcamera. De multifunctionele UAV’s vormen een nieuwe revolutie in de luchtvaart; de regelgeving is nog in wording, er zijn veel enthousiaste pioniers en cowboys, er zijn vele deeloplossingen en er is veel competitie.”
Het NLR legt partijen de technologie uit en stimuleert het uittesten van nieuwe toepassingen. De onderwerpen zijn breed; van bediening tot het gebruik van UAV’s voor Remote Sensing, van atmosferisch onderzoek tot het maken van 3D-modellen van een gebied. NLR adviseert ook de overheid.
TUD bouwt Drone voor DARPA
TU Delft maakt ook werk van drone-technologie. Studenten ontwikkelden in een competitie van het Amerikaanse Defensie-instituut DARPA een autonome drone. Het onbemande vliegtuig voert acrobatische kunsten uit, filmt de omgeving en kan zowel horizontaal als verticaal vliegen. De deur van de hangar is inmiddels opengetrokken. We kijken even naar de vliegkunsten van de Atmov 1.
De opdracht van DARPA aan het MAV-lab in Delft luidde: bouw een vliegtuigje dat na het opstijgen autonoom drie kilometer kan vliegen naar een dorp vol strijders. Het toestel moet op een dak in het dorp kunnen landen en gedurende drie uur videobeelden van het dorp maken. Deze moeten doorgestuurd worden naar het grondstation. Met die opdracht tekenden en sleutelden negen studenten van TU Delft de winter door. Ze ontwikkelden een oplossing die de voordelen van een vliegtuigvleugel combineert met die van een helikopter.
De studenten toonden hun vinding dit voorjaar aan DARPA. Hun Atmov 1 (Autonomous Transition Multi-rotor Observation Vehicle) is een serieuze kandidaat. het is een ultramoderne spion in een rugzakje.
UAV; hulpjes in de lucht
UAV’s krijgen het druk, ook in de burgermaatschappij. Het luchtvaartlaboratorium NLR werkt onder andere met de politie (KLPD) een brede verzameling gebruiksscenario’s uit. Ze zijn vooral handig bij onderzoek naar een ‘plaats-ongeval’ of een ‘plaats-delict’.
Ook bedrijven en diensten ontdekken de mogelijkheden van UAV’s. Beveiligingsdiensten vliegen er graag mee rond. Je kunt er prima grote magazijnen en opslagplaatsen mee in de gaten houden.
Je kunt er ook hoge gebouwen en andere grote vastgoedcomplexen mee controleren op hun staat van onderhoud. Het inmeten van kadastrale grenzen voor bijvoorbeeld een koopoverdracht kan binnenkort ondersteund worden met beelden van UAV’s die registreren met nauwkeurige GPS-plaatsbepaling.
Het Nederlandse servicebedrijf Bydrone zet een UAV met infraroodfotografie in om warmteverliezen van gebouwen op te sporen. Het toestel maakt warmtebeelden tot 300 meter hoogte voor het opsporen van lekkages, koudebruggen, vocht- en isolatieproblemen.
Ook overheden en ambtenaren willen de lucht in. Nepal gebruikt een GPS-enabled FPV Raptor om stroperij op groot wild te bestrijden. Als de atmosfeer even te instabiel is, stuur je er een Drone of een zwerm Quad Copters op af, bijvoorbeeld om een orkaan te onderzoeken.
Er wordt ook al gesleuteld aan een vliegende zwerm onbemande bosbrandblussers. Drones zijn handzame technische middelen die uiterst handig zijn voor de eerder genoemde drie D’s; is het dull, dirty, or dangerous, dan is het werk voor een drone!
Juridische en ethische bezwaren
In Amerika en Europa duiken inmiddels ook de eerste juridische en ethische protesten op over de inzet van UAV’s. De privacy kan immers snel geschonden worden door opdringerige waarnemers in de lucht. Een ander bezwaar gaat verder. Is het moreel te verantwoorden om met een joystick iemand (elders, ver weg) neer te schieten met een drone? De vergezochte specialisatie en de hoge mate van abstractie van oorlogsdrone-aanvallen-op-afstand leidt in Amerika tot ‘drone-stress’. Amerikaanse burgers zijn verontrust en president Obama krijgt lastige vragen voor de kiezen over zijn drone-beleid.
Kunstdrones
Ook kunstenaars hebben zich inmiddels gestort op de mogelijkheden die mini-UAV’s te bieden hebben. Zo vormde de grote droneshow onderdeel van een recente kunstmanifestatie in Rotterdam. In Linz werd een voorstelling met 49 quadrocopters gegeven die de nachtelijke hemel een magische aanblik gaven.
.
Zie ook:
- Research van Delft Dynamics,
- BalLonnenwerk in up,…., up in the air
- Naar een hoger niveau
- De voorstelling Meet your creator geeft een beeld van UAVs.
- Dagelijks nieuws over UAS (civiel, militair, klein-groot)
- Artikel Menno Steketee; Revolutie op het slagveld
- Breed overzicht van systemen/partijen/landen/ in het UAS yearbook
- In West–Brabant wordt een nieuw UAV met draagkracht ontwikkeld.
- Onbemande militaire systemen uit 2011 van Armada Zwitserland
- Internationale lijst met UAV’s aller landen
- Informatie over NLR trainingscentrum voor UAS
- TUD-scriptie Lucht- en Ruimtevaart: Preliminary multi-mission UAS design
- DefensiebLog van Mient Jan Faber; Dodelijke Drones
- Een drone-visionair van het eerste uur is Nikola Tesla
- Een TED talk over Samenwerken en samen vliegen
- Unmanned Rotorcraft Systems
- Research van NLR naar een Multi-UA Supervisio Testbed