Como funcionam os drones

Neste admirável mundo digital novo, a palavra "drone" assumiu algumas conotações seriamente ameaçadoras. A mídia de massa retrata os drones como mecanizações de sangue frio que voam silenciosamente pelos céus em busca de alvos humanos desavisados. O público em geral vê os drones de vigilância como lembretes assustadores de que alguém, em algum lugar, está observando cada pequena coisa que você faz. Os drones são de fato armas poderosas e ferramentas de espionagem . Mas também são muito mais.

Embora "drone" seja o termo mais comum, essas máquinas voadoras também são chamadas de UAVs (veículos aéreos não tripulados). Embora as agências governamentais e militares estivessem entre as primeiras a explorar os drones por suas capacidades de guerra, esses dispositivos alados agora também são comercializados para crianças, adolescentes, amadores de aviões RC, fotógrafos, cinegrafistas, agricultores e praticamente qualquer pessoa que possa se beneficiar de um ponto de vista no mundo. céus ao seu redor.

Os drones de nível militar podem caber em uma mochila ou podem ser quase tão grandes quanto um avião de tamanho normal e carregados com armamentos mortais. Esses drones podem custar dezenas de milhões de dólares e têm envergadura de mais de 30 metros.

Embora os drones militares sejam promovidos ao público como tipos precisos e sem sangue de máquinas de guerra, eles podem ser perturbadoramente mortais. O Bureau of Investigative Journalism estima que somente no Paquistão , os Estados Unidos executaram mais de 400 ataques de drones que mataram até 4.000 pessoas, das quais talvez 1.000 eram civis e 200 eram crianças.

Os drones de consumo e comerciais oferecem um giro mais feliz no voo automatizado. Eles podem realmente caber na palma da sua mão e custar menos de US $ 100. Modelos mais robustos e avançados podem custar milhares e gritar alto no céu (e possivelmente no radar local), o que pode muito bem causar problemas com a Administração Federal de Aviação (FAA).

Pequenos drones operados por empresas comerciais estão crescendo em número. Essas empresas se beneficiarão de maneiras surpreendentes e ainda imprevistas, usando drones para aumentar a receita e ajudar economias em todo o mundo.

Corpos de bombeiros, unidades de polícia e equipes de resposta a desastres usam drones até certo ponto, avaliando situações angustiantes, encontrando pessoas desaparecidas e ajudando outros humanos. Os drones são úteis para construção, mapeamento, conservação da vida selvagem, inspeção de dutos e muito mais.

Os drones também são simplesmente divertidos. Nós, humanos, não podemos criar asas e voar, mas podemos fazer uma pequena vida vicária através de nossos amigos alados, elevando câmeras para imagens incríveis ou apenas dando zoom nos céus por prazer.

Conteúdo

1. A história do drone
2. Mais poder militar
3. Drones em suas casas
4. Os UAVs mais comuns
5. Acrobacia Aérea
6. Drones: distopia ou sonho?

Não houve nenhum momento histórico quando o primeiro drone decolou. Isso ocorre em grande parte porque é uma questão de semântica ao tentar determinar exatamente qual dispositivo histórico qualificado como um drone. Foi um dos balões carregados de explosivos usados ​​em 1800? Foram os foguetes V-1 iniciais que os alemães implantaram durante a Segunda Guerra Mundial?

No início de 1900, grupos militares usavam drones, incluindo versões controladas por rádio, para prática de tiro ao alvo. Os engenheiros também desenvolveram aeronaves não tripuladas carregadas de munições. Estes não eram realmente drones. Eles foram os primeiros mísseis de cruzeiro , às vezes chamados de torpedos voadores, e não deveriam retornar à base.

Durante a Guerra Fria , os EUA intensificaram a pesquisa sobre drones, na esperança de usá-los como substitutos de aviões espiões tripulados. À medida que a Guerra do Vietnã se arrastava, os drones voaram em milhares de missões de reconhecimento de alto risco e foram destruídos pelo fogo inimigo, mas no processo salvaram a vida de pilotos que, de outra forma, teriam morrido.

Mais ou menos na mesma época, os engenheiros começaram a equipar os drones com recursos de vigilância em tempo real. Com suas câmeras a bordo e coragem ilimitada, os drones podem se aproximar das linhas inimigas e documentar os movimentos e estratégias das tropas sem arriscar vidas humanas.

Em 2002, a CIA usou pela primeira vez um drone Predator para matar um combatente inimigo no Afeganistão. O Predator (mais precisamente, o MQ-1 Predator), com seu nome arrepiante, foi um dos primeiros drones militares a ver ação generalizada. Foi revelado em 1995 e desde então tem ampliado em todo o mundo - mas é usado principalmente no Oriente Médio. Ele pode voar mais de 805 quilômetros em uma única missão e circular alvos por horas; versões armadas podem disparar mísseis sofisticados.

O Predator é um dos drones militares mais conhecidos, mas agora é apenas um de muitos. Esses primeiros ataques no Afeganistão foram, como dizem, apenas o começo.

À medida que a revolução digital se desenrolava com seus minúsculos microprocessadores e habilidades de comunicação de longa distância, os drones se tornaram cada vez mais úteis para operações militares. Segundo uma estimativa, os militares dos EUA têm cerca de 11.000 aviões tripulados e talvez 8.000 drones, o que significa que um terço da força aérea não é tripulada. Para quem temia a chegada da era da guerra automatizada do tipo ficção científica... bem, esses dias já estão aqui.

Os militares dos EUA têm três categorias para drones: mini, tático e estratégico. Os mini drones são pequenos e usados ​​principalmente para vigilância de curto alcance. Os drones táticos podem voar por várias horas e até 200 milhas (322 quilômetros) e são usados ​​para avaliar alvos inimigos. Drones estratégicos podem voar por dias e carregar armas.

Alguns drones usam energia da bateria para girar hélices. Versões mais novas e mais caras têm motores a jato completos e podem voar mais de 805 quilômetros por hora, chegando a 15.240 metros ou até mais.

Alguns drones são autônomos, seguindo rotinas pré-programadas. Muitos outros requerem pilotos. Esses pilotos podem estar no solo perto da operação ou podem se sentar em salas de controle, a milhares de quilômetros de distância, guiando seus asseclas por links de rede sem fio de alta velocidade.

Em parte porque há um atraso de alguns segundos da sala de controle para o drone, acidentes acontecem. Às vezes, os pilotos apertam os botões errados. Às vezes, eles interpretam mal os dados de voo que veem nos monitores de suas estações de trabalho; as câmeras nos drones simplesmente não substituem a visão real de um piloto e outros sentidos. Mais de 400 grandes drones caíram desde 2001, mas muitos desastres também foram evitados. Se um link de comunicação for cortado, drones avançados são programados para voar em círculos ou até mesmo para retornar à base mais próxima sem orientação humana.

Como os controladores de tráfego aéreo, os pilotos de drones têm trabalhos de alto estresse, mas muitas vezes monótonos e repetitivos, principalmente vigiando áreas de inteligência e alvos em potencial. Por causa do esgotamento, eles desistem três vezes mais do que os pilotos regulares, e os militares dos EUA recentemente dobraram os salários dos pilotos de drones para impedi-los de correr para as saídas.

Aqueles que ficam recebem treinamento extensivo em uma sala de aula tradicional, bem como treinamento prático em seus computadores. Eles executam treinos intermináveis ​​e, em seguida, revisam suas decisões em voo, tentando aprimorar suas mentes para selecionar a melhor abordagem para qualquer cenário, particularmente aqueles que envolvem o uso de força letal.

Quando conquistam uma vitória importante, esses pilotos recebem medalhas como quaisquer outros e, apesar da desconexão geográfica de seus alvos, muitos sofrem traumas emocionais pelos danos causados ​​por seus golpes.

Nem todos os drones infligem sofrimento e caos. Existe toda uma gama de drones para uso comercial e privado.

Em muitos lugares, incluindo os EUA, o uso de drones civis e comerciais é severamente restringido pelos regulamentos da administração da aviação, principalmente em nome da segurança. Isso, no entanto, não impede que milhares de pessoas usem drones para uma infinidade de propósitos, incluindo videografia, pastoreio de ovelhas, entrega de produtos e levantamento de safras.

Se fizer uma pesquisa rápida na sua megastore online preferida verá que estão disponíveis dezenas de drones. Alguns custam menos de US$ 100. Outros custam milhares. Existem duas grandes categorias de drones: asa fixa e rotativa. Cada tipo tem seus pontos fortes e fracos.

Os drones de asa fixa podem ser lançados à mão, mas geralmente exigem uma pista ou até mesmo uma catapulta pesada . Mas eles geralmente são mais rápidos e podem voar muito mais do que seus irmãos rotativos.

Uma opção é o eBee senseFly, um drone de asa fixa projetado especificamente para fins de mapeamento. Jogue-o no ar e ele segue uma rota pré-programada, capturando imagens de alta resolução que são integradas em mapas e modelos 3D. Ele pode cobrir mais de 4 milhas quadradas (10,4 quilômetros quadrados) em um único voo. Os agricultores são os principais clientes, pois podem usar o drone para otimizar suas práticas agrícolas e aumentar seus rendimentos. O eBee é vendido por mais de US $ 10.000.

O Agribotix Hornet LR é outro drone de asa fixa e, como o eBee, destina-se principalmente ao uso agrícola. Tem uma envergadura de 6,4 pés (2 metros) e uma velocidade de cruzeiro de mais de 30 milhas (48 km) por hora. Ele pode voar por quase uma hora e meia antes de descer para recarregar. Em vez de oferecer apenas opções de compra, a Agribotix arrenda unidades aos clientes por menos de US$ 2.000.

Os drones de asa fixa são apenas uma pequena fatia do mercado de drones comerciais e amadores.

Os drones de asa fixa são rápidos e voam longe, mas os modelos rotativos são muito mais comuns, em parte porque são mais fáceis de voar e mais estáveis ​​para fins como fotografia. Se você deseja um drone rotativo, terá dezenas de opções para escolher.

No lado barato, por exemplo, há o quadricóptero Hubsan Mini RTF, que é vendido por menos de US$ 60. É tão pequeno que cabe na palma da sua mão. Após uma sessão de carregamento de 40 minutos, você terá cerca de sete minutos de tempo de voo durante os quais poderá fazer o drone fazer cambalhotas de quatro vias e outras acrobacias. Você também pode capturar fotos em uma minúscula câmera de 0,3 megapixels.

O Parrot AR.Drone 2.0 Power Edition é um quadricóptero que custa cerca de US$ 400 online. Este drone possui baterias atualizadas que oferecem cerca de 36 minutos de tempo de voo. Ele vem com um aplicativo de controle de voo gratuito que você pode carregar em seu dispositivo habilitado para WiFi, como um tablet ou smartphone , permitindo que você controle o drone a um alcance de 50 metros (165 pés). Ele também possui uma câmera de vídeo HD de 720p que transmite vídeo ao vivo para o seu dispositivo, oferecendo uma visão panorâmica literalmente em tempo real.

Um dos fabricantes de drones mais conhecidos é a DJI, que fabrica a série DJ Phantom. Esses drones não são apenas para diversão - eles destinam-se a dar aos diretores de fotografia uma maneira de capturar ângulos altos incríveis sem a necessidade de equipamentos mais caros. Alguns modelos vêm com suportes de câmera GoPro, enquanto outros são equipados com câmeras integradas próprias.

O quadcopter FC40 Phantom 2 Vision + pesa pouco menos de US $ 1.000. Ele pode voar a mais de 2.600 pés (792 metros), com um tempo de voo de aproximadamente 25 minutos. Um controlador ajuda você a gerenciar o voo do drone, enquanto o aplicativo que você carrega em seu telefone ou tablet manipula os recursos de vídeo e câmera.

Com todas essas engenhocas voadoras circulando, é difícil negar que elas parecem terrivelmente reminiscentes de helicópteros e aviões de controle remoto antigos e regulares. Então, qual é a diferença entre essas máquinas tradicionais controladas por rádio e os drones da nova era?

Tem muito a ver com automação e recursos digitais avançados. Enquanto os dispositivos tradicionais de controle remoto exigem atenção constante, os drones podem fazer coisas incríveis por conta própria. Programe em uma localização GPS, por exemplo, e um drone pode voar automaticamente até aquele ponto e depois manter sua posição. Ou você pode executar o chamado modo "siga-me" e o drone o seguirá, rastreando você ao detectar os sinais do seu telefone.

Os drones modernos estão equipados com toda uma série de recursos úteis e divertidos semelhantes. Claro, nenhum desses recursos vale muito se a coisa não pode sair do chão.

Mesmo observadores casuais percebem uma coisa impressionante sobre os drones – eles geralmente têm quatro hélices (mas podem ter de três a oito), ao contrário dos helicópteros RC tradicionais, que têm apenas um rotor principal. Os drones precisam de rotores extras porque precisam de mais estabilidade para realizar suas funções automatizadas.

Mais rotores também significa mais sustentação . A sustentação, é claro, é o impulso que as hélices giratórias criam sob uma máquina voadora. Quanto mais elevação um dispositivo tem, mais alto e mais rápido ele pode ir, e mais peso ele pode carregar. Essa última parte é vital para quem deseja conectar uma câmera a um drone. Pouca sustentação significa que um drone vai gemer, gemer e bater, ou talvez nunca decolar.

Há uma razão pela qual a maioria dos drones de consumo não obtém muito mais do que 15 a 20 minutos de tempo de voo, e essa razão está relacionada à energia. Drones precisam de baterias para alimentar seus adereços. Um par de baterias recarregáveis ​​leves são suficientes para um curto período de tempo no ar. Adicionar mais baterias (ou mais potentes) é uma ótima ideia... até você perceber que o peso extra que elas adicionam reduz o tempo total de voo.

À medida que a energia flui das baterias para os motores do rotor, as hélices começam a girar, e é a rotação de cada hélice em relação às outras que muda a altitude e a direção. Acelere os rotores e eles gerarão sustentação suficiente para superar a força da gravidade , elevando o drone cada vez mais alto.

Se você quiser que o drone incline de um lado, dois dos rotores começarão a girar mais rápido de um lado, criando mais sustentação. Ao fazer isso, parte da sustentação para cima se torna mais uma força lateral, fazendo com que o drone se mova para frente ou para trás. Da mesma maneira, diferentes velocidades de hélice irão girar o drone.

Obviamente, você não precisa pensar nesses processos enquanto pilota seu drone, caso contrário, você provavelmente o travaria a cada 10 segundos. Os drones são carregados com acelerômetros e giroscópios que os ajudam a manter sua orientação no espaço. Esses instrumentos detectam aceleração linear, inclinação e outros sinais direcionais para evitar que eles atinjam o solo ou, pior, espectadores desavisados.

Muitos drones também possuem GPS integrado para que a máquina "saiba" onde está. Comande o drone para pairar em um pequeno espaço e ele o fará, lutando contra uma brisa, se necessário.

Para inserir seus comandos, você precisa de um controlador, normalmente um que usa ondas de rádio de 2,4 gigahertz. Muitos controladores de drones se parecem com controladores RC de outrora; ou seja, uma unidade quadrada com dois joysticks de polegar e uma antena dobrável. Outros contam com uma combinação de sinais de 2,4 gigahertz e WiFi, e podem passar um controle antigo para um que se parece mais com um gamepad, ou podem contar com um aplicativo de controle em seu smartphone ou tablet.

O ato de pilotar drones de consumo varia de muito fácil a extremamente difícil. Os drones mais baratos são econômicos, mas podem ser tão difíceis de pilotar (e tão delicados) que são quebrados antes que você possa descobrir como fazê-los viajar em linha reta. Os drones mais caros geralmente têm algumas funções automáticas, como assistência de pouso, que ajudam a simplificar algumas das partes mais difíceis e arriscadas dos voos, facilitando sua nova função de piloto.

Drones são o material dos pesadelos distópicos. Eles são usados ​​para vigilância em casa e no exterior, levantando questões de privacidade em todos os lugares. Eles podem carregar armas e matar pessoas a milhares de quilômetros de distância enquanto o operador toma café em um escritório com temperatura controlada.

No entanto, os drones são um sonho tornado realidade para muitas empresas comerciais. Os agricultores podem monitorar melhor os campos e o gado. Os engenheiros de construção podem ver seus projetos de todos os ângulos com muito mais facilidade. Os drones podem oferecer novas perspectivas sobre imóveis, movimentar cargas e entregar pacotes.

Segundo uma estimativa, a tecnologia de drones poderia criar mais de 100.000 empregos na próxima década. E eles poderiam impulsionar a economia em bilhões e bilhões de dólares à medida que se espalham pelos setores de engenharia, ciência da computação, contratação comercial, videografia, silvicultura e, é claro, os militares [fonte: Whitlock ]. Todas essas disciplinas exigirão especialistas na fabricação e pilotagem de drones – e os pilotos comerciais de drones podem começar com um salário anual de US $ 50.000 a mais de US $ 100.000, trabalhando para fabricantes, agrimensores, policiais ou qualquer outra organização.

Faculdades, como a Universidade de Dakota do Norte, estão oferecendo cada vez mais diplomas para pilotar drones em antecipação à explosão do drone. Os alunos treinam em simuladores à medida que acumulam suas horas de voo, mas em muitos casos não podem pilotar drones reais como parte de seu curso. Isso porque antes que os drones possam realmente voar, eles terão que superar obstáculos legais e regulatórios. Atualmente, a FAA limita o que os drones podem fazer no espaço aéreo americano, mesmo se você estiver praticando em um programa universitário.

Hobbyists devem manter suas máquinas voando abaixo de 400 pés (122 metros) e pelo menos 5 milhas (8 quilômetros) de aeroportos para evitar conflitos com aeronaves tripuladas. Apesar dessas regras, a FAA documentou dezenas de quase acidentes de pessoas que violam os regulamentos, e qualquer um desses casos poderia ter causado sérios danos a um avião e colocado vidas em perigo. Esses tipos de problemas complicam a capacidade do governo de integrar o uso de drones comerciais em maior escala.

Ainda assim, o Congresso orientou a FAA a encontrar maneiras de regular os drones, particularmente os drones comerciais, de maneira a ajudar a aproveitar essas tecnologias para a economia. Por causa da grande escala do provável impacto dos drones em nossa sociedade (e porque estamos falando de uma burocracia federal), você pode apostar que levará alguns anos até que os drones realmente decolem comercialmente em todo o país.

Enquanto isso, a tecnologia de drones continua a evoluir muito mais rapidamente do que qualquer organização pode rastrear. Os drones amadores estão ficando mais baratos e mais capazes a cada mês, e mais e mais naves militares tripuladas estão sendo substituídas por drones enormes, poderosos e mortais que podem vasculhar os céus por muito mais tempo do que qualquer nave tradicional.

Se você estava esperando o dia dos drones chegar, perceba isso – esse dia já chegou. Os drones, para o bem ou para o mal, farão parte da nossa cultura por muitos anos.

Nota do autor: como funcionam os drones

Assim, os drones estão por toda parte. Eu estava correndo por um caminho rural remoto há algumas semanas quando encontrei um ciclista indo na direção oposta. Ele amarrou um controle ao guidão e estava guiando um quadricóptero 6 metros acima e à frente dele. Não sei se ele estava gravando um vídeo ou apenas voando por diversão, mas foi a prova de que não importa aonde vamos, essas pequenas máquinas voadoras também estão conosco. Vamos torcer para que, a longo prazo, isso seja uma coisa boa.

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