DEFINIZIONE

E

TERMINOLOGIA

Un “drone” si puo' definire come:

un veicolo aereo senza pilota a bordo, che puo' essere controllato a distanza o in modo autonomo attraverso un software, che, in combinazione con sensori di bordo e GPS, ne gestisce i piani di volo.

La parola “drone” deriva dal tedesco “drohne”, che vuol dire “fuco”, ossia il maschio dell'ape. Il volo di un drone produce infatti un ronzio assimilabile a quello generato da uno sciame di api.

Le modalita' di volo di un drone possono essere di tre tipi:

• volo manuale - il pilota remoto, attraverso una apposita stazione di controllo a terra, GCS (Ground Control Station), possiede il pieno controllo di tutti gli aspetti del volo del drone;

• volo automatico - il drone ha funzionalita' e programmi che ne permettono il volo senza l'ausilio di un pilota remoto. Tuttavia, il pilota, in qualsiasi momento, puo' intervenire con il radiocomando per riprendere il controllo del mezzo;

• volo autonomo - il drone, con l'ausilio di opportuni sistemi di navigazione e controllo, segue una rotta prendendo autonomamente decisioni e superando gli ostacoli. Un drone che vola in modalita' autonoma si muove dunque da solo senza alcuna possibilita' per il pilota di intervenire.

In ambito internazionale, i termini utilizzati per indicare un drone sono:

• RPAS (Remotely Piloted Aircraft System) - termine introdotto dalla ICAO (International Civil Aviation Organization) per sottolineare la necessaria presenza di un pilota remoto e quindi la non completa automazione.

• UAV (Unmanned Aerial Vehicle) e UAS (Unmanned Aircraft System) - termini adottati dalla FAA (Federal Aviation Administration) e dall'EASA (European Union Aviation Safety Agency), le due agenzie responsabili della regolamentazione dell'uso dei droni negli Stati Uniti e nell'Unione Europea. Con il termine UAS oltre al drone (aereo) si include sia la stazione di controllo, sia il collegamento di comunicazione tra la stazione di controllo e l'aereo.

• RPV (Remotely Piloted Vehicle).

• ROA (Remotely Operated Aircraft).

• MAV (Micro Aerial Vehicles).

TIPOLOGIE DI DRONI

Drone a struttura planare:

Tri-copter (Tri-cottero):

Quad-copter (Quadri-cottero):

Octo-copter (Opto-cottero):

Drone Ibrido - Ala fissa VTOL (Vertical Take-Off and Landing):

Esistono diversi tipi di droni con forme e dimensioni variabili a seconda dell'utilizzo preposto.

La struttura che caratterizza un drone permette di individuare tre grosse categorie:

• Droni a struttura planare - a questa categoria appartengono i droni ad ala fissa. Si tratta di velivoli che hanno l'aspetto di piccoli aeroplani, muniti di un sistema di propulsione elettrico o di motore a scoppio. Generalmente, il volo dei droni ad ala fissa e' reso possibile dalla spinta del motore e dal movimento delle appendici aerodinamiche mobili. Questi apparecchi richiedono una pista o un lanciatore per il decollo e per l'atterraggio e presentano le seguenti particolarita':

  • volano a quote sempre superiori ai 100 metri;

  • non hanno capacita' di hovering, ossia capacita' di stazionare in volo mantenendo una quota costante e velocita' nulla;

  • hanno un'aerodinamica adatta a mantenere una forte resistenza al vento;

  • con un singolo volo possono raggiungere grandi distanze ed atterrare senza subire danni in caso di perdite di potenza;

  • sono indicati per il rilevamento di ampie estensioni di territorio che non presentano grossi ostacoli e che richiedono lunghi tempi di volo; tuttavia il loro utilizzo e' anche finalizzato ad operazioni di ricerca e soccorso.

• Droni con struttura ad elica - a questa categoria appartengono i droni a rotore. Si tratta di dispositivi simili nell'aspetto ad elicotteri. Possono essere provvisti di un singolo rotore oppure possono essere multi-rotore, ossia con un numero di motori e rispettive eliche che varia solitamente da 4 a 12; le eliche provvedono a mantenere stabile la posizione del velivolo. Questi droni sono in grado di effettuare operazioni in spazi ristretti ed in presenza di ostacoli, possono individuare frane su pendii molto ripidi e rilevare superfici dalla complessa morfologia, come discariche o siti contaminati. Le principali caratteristiche sono:

  • Capacita' di hovering - il drone e' in grado di stazionare in un punto fisso sull'area di interesse. Questa modalita' di volo e' utile per ottenere, in tempo reale, una visione d'insieme dall'alto, come nel caso di un'emergenza ambientale.

  • Capacita' di effettuare repentine virate, di volare in direzione obliqua e di volare a quote anche molto basse (10 – 20) metri.

  • Autonomia e velocita' di volo inferiori a quelle presentate dai droni ad ala fissa.

  • A seconda del numero di motori di cui il drone e' dotato si parla di Quadcopter, Hexacopter, Octocopter, ecc. Il tipo di drone piu' popolare e piu' versatile e' il Quadcopter che dispone di quattro motori a corrente continua. Esso viene utilizzato per la fotografia aerea e la videografia, per servizi di consegna, ma anche in agricoltura ed in molte altre applicazioni commerciali. Il volo di un multicottero e' gestito dalla rotazione controllata dei motori che manovrano il movimento delle eliche.

• Droni ibridi - si tratta di velivoli che combinano le caratteristiche dei droni ad ala fissa con quelle dei droni multirotore; si puo' passare da una configurazione all'altra con la semplice commutazione di un interruttore. E' anche possibile la programmazione in modalita' di volo automatico. I droni ibridi vengono utilizzati per il telerilevamento, l'aerofotogrammetria, per operazioni di ricerca e di salvataggio, per la sorveglianza di ampie aree ed anche per la consegna di pacchi.

CLASSIFICAZIONE

I droni possono essere classificati in base alle loro dimensioni, al loro peso, al raggio d'azione, alla velocita', alla capacita' di carico utile, all'equipaggiamento ed al tempo di volo.

In particolare, facendo riferimento alle dimensioni di un drone, e' possibile distinguere le seguenti categorie:

• Micro droni - sono progettati con dimensioni variabili tra quelle di un insetto fino a raggiungere lunghezze pari a 50 cm. Sono ottimi mezzi di spionaggio.

• Mini droni - hanno dimensioni che variano dai 50 cm ai 2 metri.

• Droni medi - le loro dimensioni superano i 2 metri; sono in grado di portare un peso fino a 200 Kg ed hanno un tempo medio di volo compreso tra 5 e 10 minuti.

• Droni grandi - sono dimensionalmente paragonabili agli aeromobili e vengono comunemente utilizzati per applicazioni militari di sorveglianza.

Per quel che riguarda il peso di un drone, solitamente si fa la seguente distinzione:

• droni con peso < 250 g;

• droni con peso compreso tra 250 g e 4 Kg;

• droni con peso > 4 Kg.

La classificazione dei droni in base al loro raggio d'azione e' la seguente:

• Droni giocattolo - sono droni in grado di volare fino a 5 Km di distanza con un tempo di volo dai 20 minuti ai 45 minuti quando sono provvisti di potenti batterie.

• Droni a basso raggio - questi droni possono ricoprire distanze fino a 50 Km con una batteria la cui resistenza va da 1 ora a 6 ore. Le loro applicazioni riguardano missioni di sorveglianza.

• Droni a corto raggio - la massima distanza percorribile da questo tipo di droni e' di 150 Km ed il tempo di volo va dalle 8 ore alle 12 ore. Si tratta di velivoli comunemente utilizzati per le ricognizioni e le applicazioni di spionaggio in ambito militare.

• Droni a medio raggio - questa categoria di droni e' molto potente. Si tratta di apparecchi ad alta velocita' capaci di coprire un'area di 650 Km. Sono comunemente utilizzati per applicazioni di sorveglianza, anche se alcune tipologie sono in grado di svolgere compiti di raccolta dati meteorologici.

• Categoria Resistenza - e' la migliore categoria di droni; sono caratterizzati da un tempo di volo di ben 36 ore e possono raggiungere facilmente un'altezza massima di 3000 piedi sul livello del mare. Sono particolarmente indicati per applicazioni di sorveglianza di fascia alta.