Liberté sans pilote
La société d'analyse Teal Group prévoit une augmentation significative de la production de véhicules aériens sans pilote (UAV), en raison de leur adoption généralisée et d'une forte augmentation de la demande de drones d'attaque de nouvelle génération au cours des 10 prochaines années.
Dans sa dernière étude de marché, publiée en novembre 2017, la société estime une augmentation de la production annuelle de drones de 4,2 milliards de dollars (ci-après, si non précisé, tous les indicateurs financiers sont en dollars) en 2017 à 10,3 milliards de dollars. avec des dépenses totales pour cette période d'environ 80,5 milliards de dollars, tandis que les dépenses de recherche militaire dans ce secteur augmenteront ce chiffre de 26 milliards de dollars supplémentaires.
« La demande croissante de systèmes à haute altitude à longue portée, de drones armés, le développement de systèmes de combat sans pilote de nouvelle génération et de nouveaux domaines tels que la défense antimissile continuent de stimuler le marché », a déclaré Philip Finnegan, co-auteur du groupe Teal. étudier.
Le co-auteur de l'étude, Steve Zaloga, a déclaré qu'ils s'attendent à ce que les États-Unis consacrent 57% de toutes les dépenses mondiales à la recherche, au développement et aux tests de ces technologies et environ 31% des achats mondiaux de drones militaires. Il a ajouté que les chiffres relativement importants sont dus à l'accent mis sur les grands systèmes coûteux sur le marché américain, bien que la croissance dans d'autres régions, comme l'Asie-Pacifique, soit plus rapide. Dans son étude de marché mondiale d'avril, les estimations de Global Market Insights (GMI) sont largement conformes aux attentes de Teal. Elle estime la taille du marché mondial en 2016 à 5 milliards, mais s'attend à ce que le volume annuel du marché atteigne 13 milliards plus tôt, en 2024. Bien que les flottes d'UAV militaires se développent dans le monde, les États-Unis exploitent toujours 70 pour cent du nombre total de véhicules. Selon GMI, les commandes militaires ont rapporté à l'industrie plus de 85% des revenus totaux en 2016, et la vente de drones de type hélicoptère au cours de la même année a apporté plus de 65% des revenus totaux de l'industrie.
Croissance explosive
GMI prédit un taux de croissance annuel composé (TCAC) de plus de 12% de 2017 à 2024 et une taille de flotte de plus de 18 000 unités d'ici la fin de cette période, bien qu'il ne soit pas clair ce que signifie "pièces", un seul véhicule ou systèmes sans pilote, qui peuvent inclure plusieurs appareils. Quant à la région Asie-Pacifique, le marché devrait afficher un TCAC d'environ 17% au cours de la même période.
D'autres tendances attendues incluent un TCAC du marché des drones hybrides (une combinaison de décollage et d'atterrissage verticaux avec un vol horizontal) de plus de 15 % et un TCAC du marché des drones autonomes de plus de 18 %, selon GMI.
L'attrait du décollage et de l'atterrissage verticaux est évident, surtout si les véhicules peuvent décoller et atterrir automatiquement, car il devient plus facile de travailler avec des drones dans des espaces confinés et à partir de positions cachées, le processus de lancement et de retour est simplifié, une zone plus petite est requis, etc. Cependant, comme dans le cas des aéronefs pilotés, le décollage et l'atterrissage verticaux limitent toujours la vitesse, la distance de vol et la capacité de charge.
Des solutions hybrides de différents types font leur entrée sur le marché, dont beaucoup combinent une hélice entraînée par un moteur à combustion interne pour la croisière et quatre hélices montées verticalement ou plus pour les modes de vol verticaux. Des conceptions plus avancées et complexes utilisent des solutions telles que des ailes pivotantes, des hélices inclinables ou tirantes, ou même des atterrissages arrière pour minimiser la perte de charge utile due à l'ajout d'un système de propulsion supplémentaire qui n'est pas utilisé dans la plupart des applications.
Le concept de « drone autonome » est un peu vague, cependant, la plupart des appareils produits aujourd'hui ont l'un ou l'autre niveau d'autonomie, peuvent voler sur des itinéraires préprogrammés, suivre des points intermédiaires, et utiliser automatiquement des modes d'urgence, par exemple, en cas de perte de communication ou de décharge de la batterie. Ce faisant, des capacités plus avancées sont développées, telles que la détection et l'évitement des collisions, les vols de groupe et le séquençage des tâches. L'autonomie, selon le rapport, devient un facteur de plus en plus important dans le développement du marché.
Mise au point hors de la ligne de mire
L'étude prédit également qu'au cours de la période considérée, les drones capables d'opérer à des distances au-delà de la ligne de mire occuperont plus de 67 % du marché, tandis que les véhicules d'une masse maximale au décollage de 25 à 150 kg capteront plus plus de la moitié du marché. L'importance des plus gros drones augmentera également; au cours de la période considérée, un TCAC d'environ 11 % est attendu pour les véhicules d'une capacité de charge de 150 kg ou plus.
Alors que les tâches des drones appartenant aux structures militaires étatiques se réduisent principalement à la reconnaissance, l'observation et la collecte d'informations, la reconnaissance armée et d'autres missions de combat, des acteurs non étatiques, par exemple l'État islamique (interdit en Fédération de Russie), ont réussi à adapter drones disponibles dans le commerce pour larguer des mines de mortier, des grenades modifiées et d'autres munitions improvisées.
L'importance des drones dans les missions de reconnaissance continue de croître parallèlement aux progrès des technologies des capteurs, de l'optoélectronique à la collecte d'informations et à l'assistance par radar et par des moyens électroniques, et avec l'amélioration des algorithmes d'apprentissage automatique et d'intelligence artificielle, qui aident les opérateurs et les analystes à extraire les informations nécessaires à partir de l'énorme flux de données et, par conséquent, il est plus facile pour les commandants de prendre des décisions.
Une attention accrue a commencé à être accordée aux tâches de protection des frontières et d'assurer la sécurité, de nombreux pays continuent de militariser leurs frontières afin de contenir d'éventuels migrants et réfugiés, ainsi que les terroristes et les criminels qui se cachaient parmi eux. Pour les raisons ci-dessus, l'importance des patrouilles maritimes est également croissante, en plus du besoin plus traditionnel de protéger la richesse de leurs zones économiques exclusives.
De vastes zones de patrouille et des missions de plusieurs heures contribuent à la popularité croissante des UAV des catégories HALE (High Altitude Long Endurance) et MALE (Medium Altitude Long Endurance), qui approchent la taille des aéronefs habités. Cependant, il existe également une augmentation de la popularité dans le secteur des véhicules de petite taille, dont un représentant éminent est le nano-UAV Black Hornet de FLIR Systems. Ce mini-appareil à voilure tournante de la taille d'une paume a une portée de 2 km et une durée de vol de 25 minutes, ce qui est suffisant pour que l'infanterie débarquée ou les forces spéciales regardent au coin de la rue, dans la pièce ou au-dessus de la colline la plus proche.
Groupe logique
Entre les membres extrêmes - les drones de la catégorie HALE, par exemple le Global Hawk, et les nanodispositifs du type Black Hornet - il existe d'autres catégories (de la petite à la grande): mini, tactique de petite taille, tactique MALE plus, dans leur propres catégories, les systèmes de décollage et d'atterrissage verticaux embarqués et les drones de choc expérimentaux. Alors que ces catégories sont utilisées par l'industrie américaine, en parallèle, l'armée a toujours eu sa propre systématique, qui, en règle générale, était basée sur un système de « rang », mais a été changée en un système de cinq groupes basé sur une combinaison de la masse maximale au décollage (MVM), de l'altitude et de la vitesse d'exploitation.
Le groupe 1 comprend les véhicules avec MVM jusqu'à 20 lb (9 kg) et des altitudes de fonctionnement jusqu'à 1200 pieds (366 mètres) au-dessus du niveau du sol, c'est-à-dire les nano-, micro- et mini-UAV. Les drones Raven et Wasp d'AeroVironmerit en sont un exemple.
Pour le groupe 2, les chiffres pertinents sont: 21-55 lb (9,5-25 kg), 3500 pieds (1067 mètres) et vitesses jusqu'à 250 nœuds (463 km/h); exemple, ScanEagle de Boeing Insitu.
Le groupe 3 comprend des drones comparables au RQ-7B Shadow d'AAI, au RQ-21B Blackjack de Boeing Insitu et au RQ-23 Tigershark de NASC, pesant de 55 à 1 320 livres (599 kg), fonctionnant à des altitudes allant jusqu'à 18 000 pieds (5 500 mètres) et plus. les mêmes vitesses que les drones du groupe 2.
Le groupe 4 comprend les véhicules de plus de 1 320 lb (599 kg), mais avec les mêmes hauteurs de fonctionnement que les véhicules du groupe 3, mais sans limitation de vitesse. Le groupe 4 comprend, par exemple, le MQ-8B Fire Scout de Northrop Grumman. MQ-1A/B Predator et MQ-1C Grey Eagle de General Atomics.
Enfin, les drones du groupe 5 pèsent plus de 1 320 livres et volent généralement au-dessus de 18 000 pieds à n'importe quelle vitesse. Ceux-ci incluent le MQ-9 Reaper de General Atomics, le RQ-4 Global Hawk et le MQ-4C Triton de Northrop Grumman.
Dépenses de drones
Les États-Unis augmentent leurs dépenses pour tous les types de systèmes inhabités et les technologies associées, mais les systèmes aériens dominent jusqu'à présent la demande de budget du ministère de la Défense pour l'exercice 2019. Le ministère demande un montant estimé à 9,39 milliards de dollars, qui comprend le financement de près de 3 500 nouveaux véhicules aériens, terrestres et maritimes inhabités, contre 7,5 milliards de dollars alloués pour 2018.
Dans la demande pour 2019, 6,45 milliards sont demandés pour les systèmes UAV, 982 millions pour les systèmes maritimes, 866 millions seront alloués aux technologies liées aux capacités autonomes, y compris les vols de groupe, et, enfin, 429 millions seront alloués aux véhicules terrestres. Reconnaissant les capacités des adversaires potentiels et réels, le ministère souhaite également consacrer plus d'un milliard de dollars à la technologie anti-drone, y compris le laser d'un navire.
Le rapport, publié par le UK Drone Research Center, a mis en évidence la demande de financement de 1 618 munitions Switchblade d'Aero Vironment. Les munitions de flânerie Switchblade brouillent les frontières entre les drones et les missiles guidés. Il note également que le financement du programme de drones MQ-9 Reaper a conservé le statut de la ligne avec le montant le plus important dans la demande, qui a augmenté de plus de 200 millions à 1,44 milliard, et que l'allocation de plus de 500 millions de dollars pour la R&D du drone ravitailleur embarqué Le MQ-25 Stingray représente la plus forte augmentation des dépenses du ministère de la Défense en matière de systèmes sans pilote. Le rapport note également que le Pentagone a demandé un financement supplémentaire pour les travaux d'intelligence artificielle connus sous le nom de Project Maven, ainsi que des fonds pour de nouvelles recherches sur l'autonomie et l'intelligence artificielle.
La forte augmentation du nombre de systèmes sans pilote, comme déjà mentionné, n'est pas entièrement le mérite de l'armée américaine. Par exemple, l'Inde a lancé un appel d'offres pour l'achat de 600 mini-UAV pour les bataillons d'infanterie servant aux frontières avec le Pakistan et la Chine.
Dans son rapport, GMI a noté que la Chine a conquis plus de la moitié du marché des drones dans la région Asie-Pacifique, grâce à d'importants investissements du gouvernement chinois, qui se concentre sur l'expansion de sa propre recherche, développement et production. La production du système CH-5 Rainbow est deux fois moins chère que celle du MQ-9 Reaper américain presque similaire.
Les missions stupides, sales et dangereuses restent le pain et le beurre des drones, mais l'échelle de ces missions s'élargit alors que l'armée de nombreux pays s'efforce d'étendre les limites de leurs capacités.
Destinations prometteuses - vous n'avez jamais rien vu de tel
Il existe un vieil adage selon lequel les nouvelles technologies commenceront inévitablement à être utilisées d'une manière que leurs inventeurs et développeurs n'auraient jamais imaginée. Cela s'applique sans aucun doute aux drones aussi. De nombreux militaires, qui ont appris à mieux les connaître, trouvent de meilleures façons de les utiliser afin d'augmenter le niveau de sécurité d'eux-mêmes et de leurs collègues, ainsi que le niveau de maîtrise de la situation. Le nombre de cas où des soldats partent en mission "à l'aveugle" diminue désormais fortement.
L'un des moyens évidents de trouver de nouveaux défis pour les technologies UAV est de fournir ces technologies aux militaires, après un certain temps leur demander de proposer des idées et de tester expérimentalement les solutions proposées.
Tâches non planifiées
Parfois, de nouveaux rôles et tâches pour les drones découlent de la prise de conscience de l'inégalité des opportunités, qui doit être nivelée dès que possible, en relation avec laquelle l'orientation du programme de développement principal change radicalement. C'est ce qui s'est passé avec le ravitailleur MQ-25 Stingray de la flotte américaine, qui, selon le programme UCLASS (Unmanned Carrier-Launched Airborne Surveillance and Strike), a été développé à l'origine comme une plate-forme de reconnaissance et/ou de frappe. Le nouveau chasseur F-35 Lightning II n'a pas une portée suffisante sans ravitaillement pour que les porte-avions puissent rester hors de portée des systèmes d'armes modernes, tels que les missiles antinavires avancés, de plus en plus déployés par des adversaires potentiels comme la Chine et la Russie. Le nouvel avion furtif MQ-25 pourrait remplacer les avions ravitailleurs existants, qui ne sont pas assez furtifs pour se rapprocher des systèmes de défense aérienne ennemis. Cela permettra au chasseur F-35 d'étendre sa portée pour frapper profondément les défenses ennemies.
En février 2016, l'US Navy a annoncé sa décision de remplacer le programme UCLASS par le programme CBARS (Carrier Based Aerial Refueling System), qui créera un ravitailleur de la taille d'un Hornet doté de certaines capacités de reconnaissance. Toutes les autres tâches prévues par le projet UCLASS, y compris les tambours et un relais de communication, ont été reportées pour une éventuelle future option. En juillet 2016, le drone a reçu la désignation MQ-25 Stingray.
À la suite de l'analyse de l'inégalité des opportunités, une autre nouvelle tâche pour les drones a été identifiée, bien que pas nouvelle pour l'aviation avec équipage. Il s'agit d'un radar d'alerte avancée aéroporté (AWACS) destiné aux groupes tactiques des forces terrestres et de l'aviation du Corps des Marines MAGTF (Marine Air Ground Task Force), qui n'ont pas le soutien d'un groupe d'attaque de porte-avions et d'avions de détection précoce E-2D Oeil de faucon. À l'avenir, il n'est pas exclu que les groupes MAGTF agissent dans une situation de combat difficile sans le soutien d'un porte-avions dans des tâches telles que les opérations maritimes réparties, les opérations côtières et les opérations expéditionnaires.
Détection radar aéroportée longue portée
À cet égard, l'AWACS a été identifié comme une tâche prioritaire pour le programme MUX (MAGTF UAS Expeditionary - un véhicule aérien sans pilote expéditionnaire pour le groupement MAGTF). Les autres tâches prioritaires incluent la reconnaissance et la surveillance, la guerre électronique et le relais des communications, tandis que le soutien aérien offensif est considéré comme une deuxième tâche prioritaire, qui peut être non armée, consistant à émettre des coordonnées cibles pour cibler des armes lancées à partir d'autres plates-formes. L'escorte et le transport de fret ont été supprimés de la liste des tâches pour ce nouveau projet de drone VTOL / VTOL / décollage court / atterrissage vertical.
Un système aux caractéristiques similaires est simplement conçu pour fonctionner avec des navires d'assaut amphibies. Si l'exigence de vitesse de croisière de 175 à 200 nœuds correspond aux capacités de l'hélicoptère, alors l'exigence d'une durée de patrouille de 8 heures à 350 milles marins du navire peut conduire à une solution sous la forme d'un tiltrotor, une plate-forme avec voilure tournante et hélices dans un carénage annulaire, ou une plate-forme d'atterrissage avec vol de croisière en mode avion.
Bien qu'une grande et puissante station radar soit principalement associée aux tâches AWACS, divers capteurs et équipements de communication peuvent être installés sur le dispositif MUX en tant que charge cible. Tous peuvent être mis en réseau pour transmettre des informations au centre opérationnel du navire, ainsi que pour s'intégrer aux ressources navales et terrestres aéroportées. L'architecture ouverte du système prospectif permettra l'introduction des "dernières technologies prospectives" juste avant que l'appareil n'atteigne la disponibilité initiale en 2032. Le coût estimé d'un appareil serait compris entre 25 et 30 millions de dollars.
Le décollage et l'atterrissage verticaux à grande vitesse sont également le thème du concept innovant DARPA, introduit à l'origine en 2009 sous le nom de Transformer X. Il est actuellement développé par Lockheed Martin et Piasecki Aircraft pour en faire un système de démonstration à grande échelle capable de fournir de petits appareils isolés. groupements tactiques et exécuter d'autres tâches, y compris les tâches de la plate-forme MUX pour lesquelles il est un candidat potentiel.
Ailes pivotantes, moteurs à capot
Le projet ARES (Aerial Reconfigurable Embedded System) est construit autour d'un drone à ailes pivotantes et hélices dans des carénages annulaires, capable d'emporter une variété de charges cibles, des équipements de surveillance et de reconnaissance aux cargos conventionnels et aux soldats blessés, avec un niveau d'autonomie suffisant., vous permettant de choisir en toute sécurité vos propres sites d'atterrissage sans intervention de l'opérateur.
La DARPA appelle ARES un module de vol VTOL avec son système de propulsion, son carburant, ses commandes de vol numériques et ses interfaces de commande et de contrôle à distance. Le concept opérationnel prévoit des vols d'un module volant entre sa base et ses points cibles pour la livraison et le retour de modules spécialisés fonctionnels de plusieurs types.
Lors de la présentation aux spécialistes, Piasecki a fourni des informations plus détaillées sur le projet ARES. Le module de transport tactique a été montré, qui ressemblait à une sorte de véhicule léger à quatre places des forces spéciales. Un conteneur de fret à roues et un conteneur développé sur sa base pour l'évacuation des blessés ont également été présentés. Le troisième module présenté est destiné à l'introduction et à l'évacuation de groupes de forces spéciales et ressemble à la partie avant du fuselage d'un hélicoptère d'attaque sur patin, sur laquelle peuvent être installées une station optoélectronique de reconnaissance de vue et une tourelle d'arme. Le dernier module en forme de fuselage allongé avec une queue verticale avec un radar au sommet était équipé d'un train d'atterrissage tricycle, deux roues à l'avant et une à la queue; la station optique-électronique installée dans la proue semblait extérieurement plus grande que la station du module des forces spéciales. Ce module est conçu pour les missions de reconnaissance et d'appui-feu.
Avec une charge utile de plus de 1 360 kg, ce véhicule peut transporter des véhicules militaires 4x4. L'avion lui-même peut être transporté par ces voitures sur les routes et même hors route. La DARPA note que la charge utile représente plus de 40 pour cent de la masse au décollage, ce qui permet une limite supérieure approximative de 3 400 kg.
Les pales de l'hélice étant protégées par des tuyères annulaires, l'appareil est capable de fonctionner sur des sites deux fois moins grands que ceux requis pour les petits hélicoptères, par exemple le Boeing AH6 Little Bird. Bien qu'il fonctionnera initialement comme un véhicule sans pilote typique, le développement de systèmes de navigation de vol semi-autonomes et d'interfaces utilisateur qui permettront des vols avec équipage en option n'est pas exclu à l'avenir.
Transitions alternatives
L'adaptabilité est le thème principal des concepts de drones futuristes et est présentée de différentes manières. BAE Systems a présenté en septembre dernier son développement conjoint avec des étudiants de l'Université de Crenfield - le projet de concept Adaptable UAV, qui utilise une méthode innovante de commutation entre les modes de vol en avion et en hélicoptère et une perche innovante pour le lancement et le retour des drones.
La société a présenté une courte vidéo du déploiement d'un essaim de drones dans le but de supprimer la défense aérienne ennemie. L'opérateur de drone de frappe détecte la position de lancement des missiles sol-air et donne l'ordre à l'appareil de larguer le conteneur en parachute, après quoi il s'ouvre comme un obus et libère six drones. qui prennent la forme d'un tore avec de larges ailes légèrement effilées avec des hélices à leurs bords d'attaque. Ils glissent le long d'une perche fixée au centre du conteneur et s'envolent en mode avion pour rechercher et détruire leurs cibles, qui contrôlent à distance des lanceurs de missiles. En se répartissant les cibles entre elles, ils les désactivent temporairement dans ce qui est très probablement un jet de mousse recouvrant les capteurs.
Après avoir terminé la tâche, ils retournent à une autre barre, montée sur la tourelle du char, située à une distance de sécurité. Peu de temps avant de revenir, ils passent à un vol en hélicoptère en faisant basculer l'une des hélices du bord d'attaque de l'aile vers l'arrière, ce qui oblige le drone à tourner autour de son axe vertical. Ensuite, ils ralentissent, survolent la barre et "s'assoient" dessus un par un. La vidéo montre aussi, en alternative, leur retour de la même manière vers le sous-marin en surface.
La transition entre les deux modes de fonctionnement peut nécessiter un logiciel de contrôle de vol adaptatif, tandis qu'une autonomie avancée leur permettrait de s'adapter à des situations en évolution rapide sur le futur champ de bataille, d'opérer en mode essaim pour tromper les défenses aériennes avancées et d'opérer dans des espaces urbains complexes.
La flèche de lancement et de retour permet aux drones adaptables de fonctionner à partir d'une grande variété de plates-formes de lancement dans des environnements difficiles susceptibles d'être encombrés de personnes, de véhicules et d'avions. BAE Systems affirme que la flèche limite le mouvement latéral du drone afin que les vents forts ne puissent pas le renverser et réduit donc le risque de blessure pour les personnes à proximité. La flèche est gyrostabilisée pour assurer sa position verticale, même si le véhicule porteur se trouve sur une pente ou si le navire se balance sur les vagues.
Créé sur demande
Un autre programme de la DARPA et de l'US Air Force, appelé FMR (Flying Missile Rail - Flying Missile Guide), résout un problème similaire. Le FMR pourra se détacher d'un avion de combat tel qu'un F-16 ou un F/A-18 et s'envoler vers un point cible à partir duquel il pourra lancer un missile air-air AIM-120 AMRAAM. La vitesse de base du rail est de Mach 0,9 et la durée du vol est de 20 minutes; il doit pouvoir survoler les points intermédiaires sélectionnés. De plus, il doit être capable de lancer une fusée tout en étant attaché à un avion porteur.
Cette idée n'est guère plus qu'un simple projet d'augmentation de la portée des missiles AMRAAM, tandis que l'exigence de développer un processus pour leur production à la demande à un rythme pouvant aller jusqu'à 500 pièces par mois montre qu'une technologie de production avancée est tout aussi importante que l'appareil lui-même et son concept opérationnel.
La DARPA recommande d'unir les forces entre les concepteurs et les constructeurs d'avions, en soulignant que le terme « production rapide » ne désigne aucun processus spécifique. L'objectif ultime est de s'assurer que tous les matériaux pour le FMR sont disponibles sur le site de production, que tous les composants et équipements sont achetés à l'avance, livrés à un endroit et stockés en attente d'assemblage. L'idée a été nommée « une plante dans une boîte ». C'est-à-dire que toutes les matières premières, matières premières, machines CNC, presses, cabines de pulvérisation, appareils électroniques, câbles, etc., doivent être achetées, transportées et stockées dans plusieurs conteneurs d'expédition modifiés. De plus, une équipe de spécialistes devrait être formée pour tester périodiquement l'ensemble du processus de production, ce qui sera possible grâce à la fourniture annuelle de petites quantités d'avions FMR aux décharges.
Le programme FMR est divisé en trois étapes. Le premier évaluera les conceptions et les technologies de production des appareils des groupes concurrents. Dans une deuxième phase, les deux groupes sélectionnés feront une démonstration de leurs véhicules, notamment en vérifiant leur attachement aux avions F-16 et F/A-18, leurs procédés de fabrication, ainsi que les risques associés. La troisième phase démontrera la « production rapide » et les essais en vol de l'unité FMR.
Mais la chose la plus importante est que l'ensemble de l'approche devrait être applicable non seulement à la RMF, mais aussi aux nouveaux systèmes conçus rapidement. En cas de succès, ce concept pourrait rendre l'avenir des systèmes sans pilote très prometteur, libérant potentiellement la créativité des militaires, leur permettant de créer leurs propres outils, adaptés à leurs missions.
