ยานพาหนะทางอากาศไร้คนขับ ( UAV ) หรือยานพาหนะทางอากาศ uncrewed , [1]เป็นที่รู้จักกันทั่วไปว่าเป็นเสียงขึ้นจมูกเป็นเครื่องบินโดยไม่ต้องมีมนุษย์นักบินลูกเรือหรือผู้โดยสารบนเรือ UAV
เป็นส่วนประกอบของระบบอากาศยานไร้คนขับ (UAS)ซึ่งรวมถึงตัวควบคุมภาคพื้นดินเพิ่มเติมและระบบการสื่อสารกับ UAV [2] [3]การบินของ UAV อาจทำงานภายใต้การควบคุมจากระยะไกลโดยผู้ควบคุมที่เป็นมนุษย์ เช่นเครื่องบินบังคับจากระยะไกล ( RPA )
[4]หรือระดับความเป็นอิสระต่างๆ เช่นความช่วยเหลืออัตโนมัติจนถึงเครื่องบินไร้คนขับที่ไม่มีข้อกำหนดสำหรับการแทรกแซงของมนุษย์
[4] UAV เดิมได้รับการพัฒนาตลอดศตวรรษที่ 20 สำหรับภารกิจทางทหาร "ทื่อ สกปรก หรืออันตราย" [5]สำหรับมนุษย์ เป็นเทคโนโลยีการควบคุมที่ดีขึ้นและค่าใช้จ่ายลดลงการใช้งานของพวกเขาในศตวรรษที่ยี่สิบเอ็ดคือการหาอย่างรวดเร็วการใช้งานอื่น ๆ อีกมากมาย[6]รวมทั้งการถ่ายภาพทางอากาศ , การส่งมอบสินค้า , การเกษตร , การรักษาและการเฝ้าระวังตรวจสอบโครงสร้างพื้นฐานวิทยาศาสตร์[7] [8] [ 9] [10] การลักลอบขนของ[11]และการแข่งโดรน คำศัพท์มีการใช้คำศัพท์หลายคำสำหรับเครื่องบินที่บินโดยไม่มีใครอยู่บนเครื่อง คำผึ้งตัวผู้ถูกนำมาใช้จากวันแรกของการบินถูกนำไปใช้กับเป้าหมายระยะไกลบินเครื่องบินที่ใช้ในการยิงปืนการปฏิบัติของเรือรบเช่นปี ค.ศ. 1920 แฟร์รีสมเด็จพระราชินีและ 1930 เดอฮาวิลแลนด์นางพญาผึ้งตัวอย่างต่อมารวมถึงเครื่องบินราชินีมดตะนอยและไมล์ราชินี Martinetก่อนที่จะทดแทนที่ดีที่สุดโดยGAF Jindivik [12]คำนี้ยังคงใช้กันทั่วไป กำลังใจเครื่องบินยานพาหนะ (UAV) ถูกกำหนดให้เป็น "ขับเคลื่อนยานพาหนะทางอากาศที่ไม่ได้ดำเนินการเป็นผู้ประกอบการของมนุษย์ใช้กองทัพอากาศพลศาสตร์เพื่อให้ยกรถสามารถบินได้ด้วยตนเองหรือถูกขับจากระยะไกลสามารถพอที่จะใช้ได้หรือรับคืนและสามารถดำเนินการ น้ำหนักบรรทุกที่ร้ายแรงหรือไม่ร้ายแรง". [13] UAV เป็นคำที่มักใช้กับกรณีการใช้งานทางทหาร [14]อย่างไรก็ตามขีปนาวุธที่มีหัวรบไม่ถือเป็น UAV เพราะตัวยานเองเป็นอาวุธยุทโธปกรณ์ เพื่อแสดงความเคารพต่อความเท่าเทียมทางเพศ อักษรย่อเริ่มถูกใช้เพื่อหมายถึงยานไร้คนขับ อย่างไรก็ตาม คำศัพท์นี้มีปัญหากับบริการแท็กซี่ทางอากาศแบบอิสระที่เสนอซึ่งจะบรรทุกผู้โดยสาร [ ต้องการการอ้างอิง ] คำว่าระบบอากาศยานไร้คนขับ ( UAS ) ถูกนำมาใช้โดยกระทรวงกลาโหมสหรัฐ (DoD) และสำนักงานบริหารการบินแห่งชาติสหรัฐ (FAA) ในปี 2548 ตามแผนงานระบบอากาศยานไร้คนขับ 2548-2573 [15]ระหว่างประเทศองค์การการบินพลเรือน (ICAO) และผู้มีอำนาจของอังกฤษการบินพลเรือนนำมาใช้ในระยะนี้นอกจากนี้ยังใช้ในสหภาพยุโรปเดี่ยวยุโรป Sky (SES) การจราจรทางอากาศการจัดการ (ATM) วิจัย (Sesar ร่วมประกอบ) แผนงาน สำหรับปี 2020 [16]คำนี้เน้นย้ำถึงความสำคัญขององค์ประกอบอื่นๆ นอกเหนือจากเครื่องบิน ประกอบด้วยองค์ประกอบต่างๆ เช่น สถานีควบคุมภาคพื้นดิน การเชื่อมโยงข้อมูล และอุปกรณ์สนับสนุนอื่นๆ คำที่คล้ายกันคือระบบอากาศยานไร้คนขับ (UAVS) ยานพาหนะทางอากาศระยะไกล (RPAV) ระบบเครื่องบินขับระยะไกล (RPAS) [17]มีการใช้คำที่คล้ายกันหลายคำ "ว่าง" และ "ไม่มีใครอยู่" บางครั้งใช้เป็นทางเลือกที่เป็นกลางทางเพศแทน "ไร้คนขับ" นอกเหนือจากซอฟต์แวร์แล้ว โดรนอัตโนมัติยังใช้เทคโนโลยีขั้นสูงมากมายที่ช่วยให้พวกเขาสามารถปฏิบัติภารกิจได้โดยไม่ต้องมีการแทรกแซงของมนุษย์ เช่น คลาวด์คอมพิวติ้ง คอมพิวเตอร์วิทัศน์ ปัญญาประดิษฐ์ การเรียนรู้ของเครื่อง การเรียนรู้เชิงลึก และเซ็นเซอร์ความร้อน [18] ภายใต้ข้อบังคับใหม่ซึ่งมีผลบังคับใช้ในวันที่ 1 มิถุนายน 2019 รัฐบาลแคนาดาใช้คำว่า RPAS ( Remotely Piloted Aircraft System ) ซึ่งหมายถึง "ชุดองค์ประกอบที่กำหนดค่าได้ซึ่งประกอบด้วยเครื่องบินที่ขับจากระยะไกล สถานีควบคุม การสั่งการและการควบคุม ลิงค์และองค์ประกอบระบบอื่น ๆ ที่จำเป็นระหว่างการบิน" (19) ความสัมพันธ์ของ UAV กับเครื่องบินจำลองแบบควบคุมระยะไกลนั้นไม่ชัดเจน [ ต้องการอ้างอิง ] UAV อาจรวมหรือไม่รวมเครื่องบินจำลองก็ได้ เขตอำนาจศาลบางแห่งกำหนดคำจำกัดความตามขนาดหรือน้ำหนัก อย่างไรก็ตาม US FAA กำหนดให้ยานบินไร้คนขับเป็น UAV โดยไม่คำนึงถึงขนาด สำหรับการใช้งานเพื่อการพักผ่อนหย่อนใจ โดรน (ซึ่งต่างจาก UAV) คือเครื่องบินจำลองที่มีวิดีโอมุมมองบุคคลที่หนึ่ง ความสามารถในการทำงานอัตโนมัติ หรือทั้งสองอย่าง (20) การจำแนกประเภทICAO จำแนกเครื่องบินไร้คนขับเป็นเครื่องบินที่ขับจากระยะไกลหรือเป็นอิสระอย่างเต็มที่ [21] UAV บางตัวมีระดับความเป็นอิสระระดับกลาง ตัวอย่างเช่น รถยนต์ที่ขับจากระยะไกลในบริบทส่วนใหญ่ แต่มีการดำเนินการกลับสู่ฐานโดยอิสระ เครื่องบินบางประเภทอาจบินแบบมีคนขับหรือเป็น UAV ก็ได้ สิ่งเหล่านี้รวมถึงเครื่องบินบรรจุที่เปลี่ยนเป็น UAVs (OPVs) แบบไม่มีคนขับหรือแบบเลือกได้ UAV ขนาดเล็กหรือที่เรียกว่าระบบอากาศยานไร้คนขับขนาดเล็ก (SUAS หรือ sUAS) มีน้ำหนักน้อยกว่าประมาณ 25 กก. พวกเขาแบ่งออกเป็นสองคลาสย่อย UAV แบบพกพาและยานพาหนะขนาดเล็ก (MAV) ซึ่งมีน้ำหนักน้อยกว่า 1 กรัม [ ต้องการการอ้างอิง ] ต่อไปนี้เป็นขั้นสูง[ โดยใคร? ]ที่เกี่ยวข้องในงานอุตสาหกรรมเช่นฟอรัมParcAberporth Unmanned Systems:
กองทัพสหรัฐฯ จำแนก UAV เป็นระบบอากาศยานไร้คนขับ (UAS) ตามกลุ่ม UAS ของกองทัพสหรัฐฯโดยพิจารณาจากน้ำหนัก ความสูงสูงสุด และความเร็วของส่วนประกอบ UAV UAV อาจจำแนกได้เช่นเดียวกับเครื่องบินอื่นๆตามรูปแบบการออกแบบ ประเภทของเครื่องยนต์ และบทบาทการปฏิบัติงาน ประวัติศาสตร์Winston Churchillและคนอื่น ๆ รอคอยที่จะชมการเปิดตัวของที่ เดอฮาวิลแลนด์นางพญาผึ้ง ผึ้งตัวผู้เป้าหมาย , 6 มิถุนายน 1941 ไรอัน Firebeeหนึ่งของชุดของเจ้าหน้าที่เป้าหมาย / ยานพาหนะทางอากาศ unpiloted ที่บินครั้งแรกในปี 1951 กองทัพอากาศอิสราเอลพิพิธภัณฑ์ , Hatzerim ฐานทัพอากาศอิสราเอล 2006 การเตรียมการครั้งสุดท้ายก่อนภารกิจ UAV ทางยุทธวิธีครั้งแรกข้ามคลองสุเอซ (1969) สถานะ: พันตรี Shabtai Brill จากหน่วยข่าวกรองอิสราเอล ผู้ริเริ่ม UAV ยุทธวิธี สุนัขพันธุ์ Tadiran Mastiffของอิสราเอล ซึ่งบินครั้งแรกในปี 1975 ถูกมองว่าเป็น UAV ในสนามรบสมัยใหม่แห่งแรก เนื่องจากมีระบบเชื่อมโยงข้อมูล การวิ่งเหยาะๆ ความอดทน และการสตรีมวิดีโอสด [22] โดรนยุคแรกบันทึกการใช้ของอากาศยานไร้คนขับสำหรับ warfighting เกิดขึ้นในเดือนกรกฎาคม 1849 [23]ทำหน้าที่เป็นผู้ให้บริการบอลลูน (ผู้นำกับเรือบรรทุกเครื่องบิน ) [24]ในการใช้งานที่น่ารังเกียจแรกของกำลังทางอากาศในการบินทหารเรือ [25] [26] [27]กองกำลังออสเตรียที่ปิดล้อมเมืองเวนิสพยายามยิงลูกโป่งเพลิงไหม้จำนวน 200 ลูกในเมืองที่ถูกปิดล้อม ลูกโป่งส่วนใหญ่ยิงจากบก อย่างไรก็ตาม มีการเปิดตัวเรือบางลำจากเรือSMS Vulcano ของออสเตรียด้วย มีระเบิดอย่างน้อยหนึ่งลูกที่ตกลงมาในเมือง แต่เนื่องจากลมที่เปลี่ยนแปลงหลังจากการเปิดตัวมากที่สุดของลูกโป่งพลาดเป้าหมายของพวกเขาและบางส่วนลอยกลับสายออสเตรียมากกว่าและการเปิดตัวเรือวัลคาโน [28] [29] [30] การพัฒนาโดรนที่สำคัญเริ่มขึ้นในช่วงต้นทศวรรษ 1900 และเดิมมุ่งเน้นที่การจัดหาเป้าหมายการฝึกปฏิบัติสำหรับบุคลากรทางทหาร ความพยายามครั้งแรกในการขับเคลื่อน UAV คือ"เป้าหมายทางอากาศ" ของAM Lowในปี 1916 [31] Low ยืนยันว่าเครื่องบินลำเดียวของ Geoffrey de Havilland เป็นเครื่องบินลำเดียวที่บินภายใต้การควบคุมเมื่อวันที่ 21 มีนาคม 1917 โดยใช้ระบบวิทยุของเขา [32]การพัฒนาไร้คนขับอื่น ๆของอังกฤษตามมาในระหว่างและหลังสงครามโลกครั้งที่หนึ่งซึ่งนำไปสู่กองเรือมากกว่า 400 de Havilland 82เป้าหมายทางอากาศของQueen Beeที่เข้าประจำการในปี 2478 Nikola Teslaอธิบายเรือเดินสมุทรของ uncrewed ยานรบทางอากาศในปี 1915 [33]การพัฒนาเหล่านี้ยังเป็นแรงบันดาลใจการก่อสร้างของBug Ketteringโดยชาร์ลส์ Ketteringจากเดย์ตัน, โอไฮโอและHewitt-Sperry อัตโนมัติเครื่องบิน ในขั้นต้นหมายถึงเป็นเครื่องบินไร้คนขับที่จะบรรทุกวัตถุระเบิดไปยังเป้าหมายที่กำหนดไว้ล่วงหน้า ยานบังคับระยะไกลรุ่นแรกได้รับการพัฒนาโดยเรจินัลด์ เดนนี่ดาราภาพยนตร์และผู้ที่ชื่นชอบเครื่องบินโมเดลในปี 1935 [31] สงครามโลกครั้งที่สองการพัฒนายังคงดำเนินต่อไปในช่วงสงครามโลกครั้งที่หนึ่งเมื่อบริษัทเครื่องบิน Dayton-Wrightได้คิดค้นตอร์ปิโดทางอากาศไร้นักบินที่จะระเบิดในเวลาที่กำหนดไว้ [34]ในปี พ.ศ. 2483 เดนนี่ได้เริ่มก่อตั้งบริษัทเรดิโอเพลนและมีโมเดลอื่นๆ เกิดขึ้นในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง -ใช้ทั้งการฝึกพลปืนต่อต้านอากาศยานและเพื่อบินในภารกิจโจมตี นาซีเยอรมนีผลิตและใช้เครื่องบิน UAV ต่างๆในช่วงสงครามเช่นอาร์กัสในฐานะที่เป็น 292และV-1 บินทิ้งระเบิดด้วยไอพ่น หลังสงครามโลกครั้งที่ 2 การพัฒนายังคงดำเนินต่อไปในยานพาหนะ เช่นJB-4 ของอเมริกา(โดยใช้คำแนะนำคำสั่งทางโทรทัศน์/วิทยุ) GAF JindivikของออสเตรเลียและTeledyne Ryan Firebee Iในปี 1951 ในขณะที่บริษัทต่างๆ เช่นBeechcraft ได้เสนอModel 1001สำหรับกองทัพเรือสหรัฐฯในปี ค.ศ. 1955 [31]อย่างไรก็ตามพวกเขามีน้อยกว่าเครื่องบินควบคุมระยะไกลจนกระทั่งสงครามเวียดนาม ยุคหลังสงครามในปีพ.ศ. 2502 กองทัพอากาศสหรัฐซึ่งกังวลเกี่ยวกับการสูญเสียนักบินในพื้นที่ที่เป็นศัตรู ได้เริ่มวางแผนสำหรับการใช้เครื่องบินไร้คนขับ [35]การวางแผนทวีความรุนแรงขึ้นหลังจากสหภาพโซเวียต ยิง U-2 ตกในปี 2503 ภายในไม่กี่วันโปรแกรม UAV ที่มีความลับสูงเริ่มต้นภายใต้ชื่อรหัสว่า "เกวียนแดง" [36]การปะทะกันในเดือนสิงหาคม 2507 ในอ่าวตังเกี๋ยระหว่างหน่วยนาวิกโยธินสหรัฐและกองทัพเรือเวียดนามเหนือได้ริเริ่ม UAVs ที่มีการจำแนกระดับสูงของอเมริกา ( Ryan Model 147 , Ryan AQM-91 Firefly , Lockheed D-21 ) ในภารกิจการต่อสู้ครั้งแรกของพวกเขาในเวียดนาม สงคราม . [37]เมื่อรัฐบาลจีน[38]ภาพที่แสดงให้เห็นว่าการกระดกสหรัฐ UAVs ผ่านทางเวิลด์ไวด์ภาพถ่าย , [39]การตอบสนองของสหรัฐอย่างเป็นทางการคือ "ไม่มีความเห็น" ในช่วงสงครามการขัดสี (1967-1970) UAV ทางยุทธวิธีชุดแรกที่ติดตั้งกล้องสอดแนมได้รับการทดสอบครั้งแรกโดยหน่วยข่าวกรองของอิสราเอล ซึ่งประสบความสำเร็จในการนำภาพถ่ายข้ามคลองสุเอซ นี่เป็นครั้งแรกที่ UAV ทางยุทธวิธีที่สามารถปล่อยและลงจอดบนรันเวย์ระยะสั้น (ต่างจาก UAV ที่ใช้เครื่องบินไอพ่นที่หนักกว่า) ได้รับการพัฒนาและทดสอบในการสู้รบ [40] ใน 1973 ถือศีลสงคราม , อิสราเอลใช้ UAVs ล่อเพื่อกระตุ้นกองกำลังของฝ่ายตรงข้ามเข้ามาในการสูญเสียขีปนาวุธต่อต้านอากาศยานที่มีราคาแพง [41]หลังจากสงครามถือศีลปี 1973 บุคคลสำคัญสองสามคนจากทีมที่พัฒนา UAV รุ่นแรกนี้ เข้าร่วมบริษัทสตาร์ทอัพขนาดเล็กที่มุ่งพัฒนา UAV ให้เป็นผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์ ในที่สุด Tadiran ได้ซื้อกิจการและนำไปสู่การพัฒนาของอิสราเอลกลุ่มแรก ยูเอวี [42] [ หน้าที่จำเป็น ] ในปี 1973 กองทัพสหรัฐยืนยันอย่างเป็นทางการว่าพวกเขาใช้ UAV ในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ (เวียดนาม) [43]กว่า 5,000 นักบินสหรัฐถูกฆ่าตายและกว่า 1,000 เพิ่มเติมได้ที่ขาดหายไปหรือถูกจับ กองบินลาดตระเวณยุทธศาสตร์ที่ 100 ของ USAF ทำการบินประมาณ 3,435 UAV ระหว่างสงคราม[44]โดยเสียค่าใช้จ่ายประมาณ 554 UAVs ที่สูญเสียไปในทุกสาเหตุ ในคำพูดของนายพล จอร์จ เอส. บราวน์ผู้บัญชาการกองทัพอากาศ กองบัญชาการกองทัพอากาศสหรัฐฯในปี 1972 "เหตุผลเดียวที่เราต้องการ (UAV) คือเราไม่ต้องการที่จะใช้คนในห้องนักบินโดยไม่จำเป็น" [45]ต่อมาในปีนั้น พล.อ.จอห์น ซี. เมเยอร์ผู้บัญชาการกองบัญชาการกองทัพอากาศยุทธศาสตร์กล่าวว่า "เราปล่อยให้เสียงหึ่งๆ ทำการบินที่มีความเสี่ยงสูง ... อัตราการสูญเสียสูง แต่เรายินดีที่จะเสี่ยงมากขึ้น ของพวกเขา ... พวกเขาช่วยชีวิต!” [45] ในช่วง 1973 ถือศีลสงครามโซเวียตจัดพื้นสู่อากาศขีปนาวุธแบตเตอรี่ในอียิปต์และซีเรียทำให้เกิดความเสียหายหนักอิสราเอลขับไล่ไอพ่น ด้วยเหตุนี้ อิสราเอลจึงพัฒนาIAI Scoutเป็น UAV ตัวแรกที่มีการเฝ้าระวังแบบเรียลไทม์ [46] [47] [48]ภาพและเรดาร์ลวงให้โดย UAVs เหล่านี้ช่วยให้อิสราเอลสามารถต่อต้านการป้องกันทางอากาศของซีเรียได้อย่างสมบูรณ์ในช่วงเริ่มต้นของสงครามเลบานอนปี 1982ส่งผลให้นักบินไม่กระดก [49]ในอิสราเอลในปี 1987 UAV ถูกใช้เป็นครั้งแรกเพื่อเป็นเครื่องพิสูจน์แนวคิดของความปราดเปรียวขั้นสูง การควบคุมการบินหลังคอกในการจำลองการบินต่อสู้ที่เกี่ยวข้องกับการควบคุมการบินแบบเวกเตอร์ที่ไม่มีหาง ใช้เทคโนโลยีการพรางตัว และพวงมาลัยเจ็ท [50] UAV สมัยใหม่ด้วยการเติบโตเต็มที่และการย่อขนาดของเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องในทศวรรษ 1980 และ 1990 ความสนใจใน UAV เพิ่มขึ้นภายในระดับที่สูงขึ้นของกองทัพสหรัฐฯ ในปี 1990 กระทรวงกลาโหมสหรัฐฯ ได้ทำสัญญากับAAI Corporationร่วมกับบริษัท Malat ของอิสราเอล กองทัพเรือสหรัฐฯ ซื้อ AAI Pioneer UAV ที่ AAI และ Malat พัฒนาขึ้นร่วมกัน หลาย UAVs เหล่านี้เห็นใน1991 สงครามอ่าว UAVs แสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ของเครื่องจักรต่อสู้ที่ถูกกว่าและมีความสามารถมากกว่า ปรับใช้ได้โดยไม่มีความเสี่ยงต่อลูกเรือ คนรุ่นเริ่มต้นที่เกี่ยวข้องกับหลักเครื่องบินสอดแนมแต่บางอาวุธยุทโธปกรณ์ดำเนินการเช่นทั่วไปอะตอม MQ-1 Predatorที่เปิดประชุม AGM-114 Hellfire ขีปนาวุธอากาศสู่พื้นดิน CAPECONเป็นโครงการของสหภาพยุโรปเพื่อพัฒนา UAVs [51]เริ่มตั้งแต่ 1 พฤษภาคม 2545 ถึง 31 ธันวาคม 2548 [52] ในปี 2555 USAF ใช้ UAV 7,494 ลำ เกือบหนึ่งในสามของเครื่องบิน USAF [53] [54]สำนักข่าวกรองกลาง UAVs ยังดำเนินการ [55]ภายในปี 2556 อย่างน้อย 50 ประเทศใช้ UAV จีน อิหร่าน อิสราเอล ปากีสถาน ตุรกี และอื่นๆ[ อะไรนะ? ]ออกแบบและสร้างพันธุ์ของตนเอง การใช้โดรนเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง [56]เนื่องจากการแพร่กระจายอย่างกว้างขวาง จึงไม่มีรายการระบบ UAV ที่ครอบคลุม [54] [57] การพัฒนาเทคโนโลยีอัจฉริยะและระบบไฟฟ้าที่ปรับปรุงดีขึ้นทำให้การใช้โดรนสำหรับผู้บริโภคและกิจกรรมการบินทั่วไปเพิ่มขึ้นควบคู่กันไป ในปี พ.ศ. 2564 โดรนควอดคอปเตอร์เป็นตัวอย่างของความนิยมอย่างแพร่หลายของเครื่องบินและของเล่นที่ควบคุมด้วยวิทยุสำหรับงานอดิเรกอย่างไรก็ตาม การใช้ UAV ในการบินเชิงพาณิชย์และการบินทั่วไปนั้นถูกจำกัดด้วยการขาดความเป็นอิสระและสภาพแวดล้อมด้านกฎระเบียบใหม่ซึ่งต้องมีการติดต่อในแนวสายตากับ นักบิน ออกแบบโครงสร้างทางกายภาพทั่วไปของ UAV เครื่องบินแบบมีลูกเรือและแบบไม่มีคนขับในประเภทเดียวกันโดยทั่วไปมีส่วนประกอบทางกายภาพที่คล้ายคลึงกันอย่างเห็นได้ชัด ยกเว้นหลักคือห้องนักบินและระบบการควบคุมด้านสิ่งแวดล้อมหรือชีวิตระบบสนับสนุน UAV บางตัวบรรทุกสิ่งของได้ (เช่น กล้อง) ที่มีน้ำหนักน้อยกว่ามนุษย์ที่โตเต็มวัยมาก และด้วยเหตุนี้ จึงอาจมีขนาดเล็กกว่ามาก แม้ว่าพวกเขาจะบรรทุกของหนัก แต่ UAV ทางทหารที่ติดอาวุธนั้นเบากว่าลูกเรือที่มีอาวุธเทียบเคียง UAV พลเรือนขนาดเล็กไม่มีระบบที่มีความสำคัญต่อชีวิตและสามารถสร้างขึ้นจากวัสดุและรูปทรงที่เบากว่าแต่มีความทนทานน้อยกว่า และสามารถใช้ระบบควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ที่ผ่านการทดสอบความทนทานน้อยกว่า สำหรับ UAV ขนาดเล็ก การออกแบบquadcopterได้กลายเป็นที่นิยม แม้ว่าเลย์เอาต์นี้ไม่ค่อยได้ใช้สำหรับเครื่องบินที่มีลูกเรือ การย่อขนาดหมายความว่าเทคโนโลยีขับเคลื่อนที่ทรงพลังน้อยกว่าซึ่งไม่สามารถทำได้สำหรับเครื่องบินที่มีลูกเรือ เช่น มอเตอร์ไฟฟ้าขนาดเล็กและแบตเตอรี่ ระบบควบคุมสำหรับ UAV มักจะแตกต่างจากยานลูกเรือ สำหรับการควบคุมโดยมนุษย์จากระยะไกล ลิงก์กล้องและวิดีโอจะแทนที่หน้าต่างห้องนักบินเกือบทุกครั้ง คำสั่งดิจิตอลที่ส่งสัญญาณวิทยุแทนที่การควบคุมห้องนักบินทางกายภาพ ซอฟต์แวร์ออโตไพลอตใช้กับเครื่องบินทั้งแบบมีลูกเรือและไร้คนขับ โดยมีชุดคุณลักษณะที่แตกต่างกัน การกำหนดค่าเครื่องบินความแตกต่างหลักจากเครื่องบินประจำคือการขาดพื้นที่ห้องนักบินและหน้าต่าง อย่างไรก็ตาม บางประเภทได้รับการดัดแปลงจากตัวอย่างที่นำร่อง หรือได้รับการออกแบบสำหรับโหมดการทำงานที่ขับหรือไม่มีคนขับซึ่งเป็นตัวเลือกเสริม ความปลอดภัยทางอากาศยังเป็นข้อกำหนดที่สำคัญน้อยกว่าสำหรับเครื่องบินไร้คนขับ ทำให้นักออกแบบมีอิสระในการทดลองมากขึ้น ปัจจัยทั้งสองนี้นำไปสู่โครงร่างเครื่องบินและเครื่องยนต์ที่หลากหลายใน UAV สำหรับเที่ยวบินทั่วไปปีกที่บินได้และตัวปีกแบบผสมนั้นมีน้ำหนักเบารวมกับการลากและการซ่อนตัวที่ต่ำและเป็นรูปแบบที่นิยม ประเภทขนาดใหญ่ที่บรรทุกน้ำหนักบรรทุกแปรผันได้มีแนวโน้มที่จะมีลักษณะลำตัวที่แตกต่างกันโดยมีหางเพื่อความมั่นคง การควบคุม และการตัดแต่ง แม้ว่ารูปแบบปีกที่ใช้จะแตกต่างกันอย่างมาก สำหรับการบินในแนวดิ่งเฮลิคอปเตอร์แบบไร้หางต้องมีระบบควบคุมที่ค่อนข้างเรียบง่าย และเป็นเรื่องปกติสำหรับ UAV ที่มีขนาดเล็กกว่า อย่างไรก็ตาม กลไกนี้ไม่สามารถปรับขนาดได้ดีสำหรับเครื่องบินขนาดใหญ่ ซึ่งมักจะใช้โรเตอร์เดี่ยวแบบธรรมดาที่มีการควบคุมระยะพิทช์แบบรวมและแบบวนรอบ ร่วมกับโรเตอร์หางที่ทรงตัว [58] แรงขับเครื่องยนต์สันดาปภายในและเครื่องยนต์ไอพ่นแบบดั้งเดิมยังคงใช้งานสำหรับโดรนที่ต้องการระยะไกล อย่างไรก็ตาม สำหรับภารกิจระยะสั้น พลังงานไฟฟ้าได้เข้ายึดครองไปเกือบทั้งหมด บันทึกระยะทางสำหรับ UAV (สร้างจากไม้บัลซาและผิวไมลาร์) ข้ามมหาสมุทรแอตแลนติกเหนือนั้นถือโดยเครื่องบินจำลองน้ำมันหรือ UAV Manard Hill "ในปี 2546 เมื่อผลงานชิ้นหนึ่งของเขาบิน 1,882 ไมล์ข้ามมหาสมุทรแอตแลนติกโดยใช้เชื้อเพลิงน้อยกว่าแกลลอน" ถือเป็นสถิตินี้ [59] นอกจากเครื่องยนต์ลูกสูบแบบดั้งเดิมแล้ว เครื่องยนต์โรตารี่ Wankelยังถูกใช้โดยโดรนบางรุ่น ประเภทนี้ให้กำลังขับสูงสำหรับน้ำหนักที่เบาลง พร้อมการวิ่งที่เงียบกว่าและปราศจากการสั่นสะเทือนมากขึ้น มีการอ้างสิทธิ์เพื่อความน่าเชื่อถือที่ดีขึ้นและช่วงที่กว้างขึ้น [ ต้องการการอ้างอิง ] ลูกกระจ๊อกขนาดเล็กส่วนใหญ่ใช้แบตเตอรี่ลิเธียมโพลิเมอร์ (Li-Po) ในขณะที่บางคันที่มีขนาดใหญ่ได้รับการยอมรับเป็นเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน ความหนาแน่นของพลังงานของแบตเตอรี่ Li-Po สมัยใหม่นั้นน้อยกว่าน้ำมันเบนซินหรือไฮโดรเจนมาก อย่างไรก็ตาม มอเตอร์ไฟฟ้านั้นถูกกว่า เบากว่า และเงียบกว่า การติดตั้งหลายเครื่องยนต์ที่ซับซ้อนและหลายใบพัดกำลังอยู่ในระหว่างการพัฒนา โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพตามหลักอากาศพลศาสตร์และแรงขับ สำหรับการติดตั้งพลังงานที่ซับซ้อนดังกล่าวอาจใช้วงจรกำจัดแบตเตอรี่ (BEC) เพื่อรวมการกระจายพลังงานจากศูนย์กลางและลดความร้อนภายใต้การควบคุมของหน่วยไมโครคอนโทรลเลอร์ (MCU) Ornithopters - การขับเคลื่อนปีกกระพือปีกornithoptersนกเลียนแบบหรือแมลงได้รับการบินเป็นmicroUAVs การลักลอบโดยธรรมชาติของพวกเขาแนะนำให้พวกเขาทำภารกิจสายลับ ไมโครยูเอวีขนาดต่ำกว่า 1 กรัมที่ได้รับแรงบันดาลใจจากแมลงวันถึงแม้จะใช้สายโยงไฟฟ้า ก็สามารถ "ลงจอด" บนพื้นผิวแนวตั้งได้ [60]โครงการอื่นๆ เลียนแบบการบินของแมลงปีกแข็งและแมลงอื่นๆ [61] ระบบควบคุมคอมพิวเตอร์ความสามารถในการคำนวณ UAV เป็นไปตามความก้าวหน้าของเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ โดยเริ่มจากการควบคุมแบบแอนะล็อกและพัฒนาเป็นไมโครคอนโทรลเลอร์ ต่อด้วยsystem-on-a-chip (SOC) และคอมพิวเตอร์บอร์ดเดี่ยว (SBC) ฮาร์ดแวร์ระบบสำหรับ UAV ขนาดเล็กมักเรียกว่าตัวควบคุมการบิน (FC) บอร์ดควบคุมการบิน (FCB) หรือออโตไพลอต สถาปัตยกรรมเซนเซอร์เซ็นเซอร์ตำแหน่งและการเคลื่อนไหวให้ข้อมูลเกี่ยวกับสถานะของเครื่องบิน เซ็นเซอร์ตรวจจับภายนอกจะจัดการกับข้อมูลภายนอก เช่น การวัดระยะทาง ในขณะที่เซ็นเซอร์เอ็กซ์โพรไบโอเซพทีฟสัมพันธ์กับสถานะภายในและภายนอก [62] เซ็นเซอร์ที่ไม่ร่วมมือสามารถตรวจจับเป้าหมายได้โดยอัตโนมัติ ดังนั้นจึงใช้สำหรับการประกันการแยกและการหลีกเลี่ยงการชน [63] องศาอิสระ (DOF) หมายถึงทั้งปริมาณและคุณภาพของเซ็นเซอร์บนเรือ: 6 DOF หมายถึงไจโรสโคป 3 แกนและมาตรความเร่ง ( หน่วยวัดเฉื่อยทั่วไป – IMU) 9 DOF หมายถึง IMU บวกกับเข็มทิศ 10 DOF เพิ่ม บารอมิเตอร์และ 11 DOF มักจะเพิ่มเครื่องรับ GPS [64] แอคทูเอเตอร์UAV กระตุ้นได้แก่ควบคุมแบบดิจิตอลความเร็วแบบอิเล็กทรอนิกส์ (ซึ่งควบคุมRPMของมอเตอร์) ที่เชื่อมโยงกับมอเตอร์ / เครื่องยนต์และใบพัด , เซอร์โวมอเตอร์ (สำหรับเครื่องบินและเฮลิคอปเตอร์ส่วนใหญ่), อาวุธ, กระตุ้นบรรจุไฟ LED และลำโพง ซอฟต์แวร์ซอฟต์แวร์ UAV ที่เรียกว่า flight stack หรือ autopilot จุดประสงค์ของกองการบินคือการรับข้อมูลจากเซ็นเซอร์ ควบคุมมอเตอร์เพื่อให้มั่นใจในความเสถียรของ UAV และอำนวยความสะดวกในการควบคุมภาคพื้นดินและการสื่อสารการวางแผนภารกิจ [65] UAV เป็นระบบเรียลไทม์ที่ต้องการการตอบสนองอย่างรวดเร็วต่อการเปลี่ยนแปลงข้อมูลเซ็นเซอร์ เป็นผลให้ UAV พึ่งพาคอมพิวเตอร์บอร์ดเดียวสำหรับความต้องการด้านการคำนวณ ตัวอย่างของคอมพิวเตอร์เครื่องเดียวที่คณะกรรมการดังกล่าวรวมถึงราสเบอร์รี่ Pis , Beagleboardsฯลฯ ป้องกันกับนาวิโอ , PXFMiniฯลฯ หรือการออกแบบจากรอยขีดข่วนเช่นNuttX , preemptive- RT ลินุกซ์ , Xenomai , Orocos หุ่นยนต์ระบบปฏิบัติการหรือDDS-ROS 2.0 ภาพรวมกองเที่ยวบิน
กองโอเพ่นซอร์สสำหรับพลเรือนรวมถึง:
เนื่องจากซอฟต์แวร์ UAV มีลักษณะเป็นโอเพ่นซอร์ส จึงสามารถปรับแต่งให้เหมาะกับการใช้งานเฉพาะได้ ตัวอย่างเช่น นักวิจัยจาก Technical University of Košice ได้เปลี่ยนอัลกอริธึมการควบคุมเริ่มต้นของออโตไพลอต PX4 [66]ความยืดหยุ่นและความพยายามในการทำงานร่วมกันนี้นำไปสู่สแต็กโอเพนซอร์ซที่แตกต่างกันจำนวนมาก ซึ่งบางส่วนแยกจากที่อื่น เช่น CleanFlight ซึ่งแยกจาก BaseFlight และอีกสามสแต็กที่แยกจากกัน หลักการวนรอบลูปควบคุมการบินทั่วไปสำหรับ multirotor UAV ใช้สถาปัตยกรรมการควบคุมแบบ open-loop, closed-loop หรือ hybrid
การสื่อสารUAVs ส่วนใหญ่จะใช้วิทยุสำหรับการควบคุมระยะไกลและการแลกเปลี่ยนวิดีโอและข้อมูลอื่น ๆ UAV ยุคแรกมีอัปลิงค์แบบแนร์โรว์แบนด์เท่านั้น ดาวน์ลิงค์มาทีหลัง ลิงก์วิทยุแนร์โรว์แบนด์แบบสองทิศทางเหล่านี้ส่งข้อมูลคำสั่งและการควบคุม (C&C) และการวัดทางไกลเกี่ยวกับสถานะของระบบเครื่องบินไปยังผู้ควบคุมระยะไกล สำหรับเที่ยวบินระยะยาวมาก UAVs ทหารยังใช้ดาวเทียมรับเป็นส่วนหนึ่งของนำทางด้วยดาวเทียมระบบ ในกรณีที่จำเป็นต้องส่งวิดีโอ UAV จะใช้ลิงก์วิทยุวิดีโอแอนะล็อกแยกต่างหาก ในแอปพลิเคชั่น UAV ที่ทันสมัยที่สุด จำเป็นต้องมีการส่งวิดีโอ ดังนั้น แทนที่จะมีลิงก์แยกกัน 2 ลิงก์สำหรับ C&C, การวัดและส่งข้อมูลทางไกล และการรับส่งข้อมูลวิดีโอลิงก์บรอดแบนด์ใช้เพื่อส่งข้อมูลทุกประเภทในลิงก์วิทยุเดียว ลิงค์บรอดแบนด์เหล่านี้สามารถใช้ประโยชน์จากคุณภาพของเทคนิคการบริการเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการรับส่งข้อมูล C&C สำหรับเวลาแฝงต่ำ โดยปกติ ลิงค์บรอดแบนด์เหล่านี้จะมีทราฟฟิกTCP/IPที่สามารถกำหนดเส้นทางผ่านอินเทอร์เน็ตได้ สัญญาณวิทยุจากฝั่งผู้ปฏิบัติงานสามารถออกได้จาก:
เนื่องจากเครือข่ายมือถือมีประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือเพิ่มขึ้นในช่วงหลายปีที่ผ่านมา โดรนจึงเริ่มใช้เครือข่ายมือถือเพื่อการสื่อสาร เครือข่ายมือถือสามารถใช้สำหรับการติดตามด้วยเสียงพึมพำ การนำร่องระยะไกล การอัปเดตผ่านทางอากาศ[74]และการประมวลผลแบบคลาวด์ [75] ช่อง 4 ซับโทน 4 ของPMR446 (เครื่องส่งรับวิทยุ) สงวนไว้สำหรับการสื่อสารด้วยเสียงระหว่างนักบิน มาตรฐานเครือข่ายสมัยใหม่ได้พิจารณาโดรนอย่างชัดเจนและดังนั้นจึงรวมถึงการเพิ่มประสิทธิภาพด้วย มาตรฐาน 5G กำหนดให้ลดเวลาแฝงของระนาบผู้ใช้เหลือ 1 มิลลิวินาที ในขณะที่ใช้การสื่อสารที่น่าเชื่อถือเป็นพิเศษและมีเวลาแฝงต่ำ [76] เอกราชระดับความเป็นอิสระใน UAV นั้นแตกต่างกันอย่างมาก ผู้ผลิต UAV มักจะสร้างการดำเนินงานแบบอิสระเฉพาะ เช่น: [ ต้องการการอ้างอิง ]
วิธีการหนึ่งในการหาปริมาณความสามารถในตนเองนั้นขึ้นอยู่กับคำศัพท์ของOODAตามที่แนะนำโดยห้องปฏิบัติการวิจัยกองทัพอากาศสหรัฐฯ ปี 2545 และใช้ในตารางด้านล่าง: [77] มีอิสระเต็มที่สำหรับงานเฉพาะ เช่น การเติมน้ำมันในอากาศ[78]หรือการสลับแบตเตอรี่บนพื้นดิน ฟังก์ชันอื่นๆ ที่มีอยู่หรืออยู่ระหว่างการพัฒนา ได้แก่ เที่ยวบินรวมเวลาจริงหลีกเลี่ยงการชนผนังต่อไปนี้อยู่ตรงกลางทางเดิน, การแปลพร้อมกันและการทำแผนที่และปีนป่าย , วิทยุองค์ความรู้และการเรียนรู้ของเครื่อง ข้อควรพิจารณาด้านประสิทธิภาพซองบินสามารถตั้งโปรแกรม UAV ให้ทำการซ้อมรบเชิงรุกหรือลงจอด/เกาะบนพื้นผิวลาดเอียง[79]แล้วปีนไปยังจุดสื่อสารที่ดีขึ้นได้ [80] UAV บางลำสามารถควบคุมการบินด้วยแบบจำลองการบินที่แตกต่างกัน[81] [82]เช่นการออกแบบ VTOL UAV ยังสามารถเกาะเกาะบนพื้นผิวแนวตั้งที่เรียบได้ [83] ความอดทนเครื่องยนต์ UEL UAV-741 Wankel สำหรับการทำงานของ UAV เวลาบินเทียบกับมวลของโดรนขนาดเล็ก (น้อยกว่า 1 กิโลกรัม) [62] ความทนทานของ UAV ไม่ได้ถูกจำกัดโดยความสามารถทางสรีรวิทยาของนักบินมนุษย์ ด้วยขนาดที่เล็ก น้ำหนักเบา การสั่นสะเทือนต่ำ และอัตราส่วนกำลังต่อน้ำหนักสูงเครื่องยนต์โรตารี่ของ Wankelจึงถูกใช้ใน UAV ขนาดใหญ่จำนวนมาก โรเตอร์เครื่องยนต์ไม่สามารถยึดได้ เครื่องยนต์ไม่ไวต่อการกระแทก-หล่อเย็นระหว่างทางลง และไม่ต้องการส่วนผสมของเชื้อเพลิงที่เสริมสมรรถนะเพื่อระบายความร้อนด้วยกำลังสูง คุณลักษณะเหล่านี้ลดการใช้เชื้อเพลิง เพิ่มระยะ หรือน้ำหนักบรรทุก การระบายความร้อนด้วยโดรนอย่างเหมาะสมเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับความทนทานของโดรนในระยะยาว เครื่องยนต์ร้อนจัดและเครื่องยนต์ขัดข้องเป็นสาเหตุที่พบบ่อยที่สุดของความล้มเหลวของโดรน [84] เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนซึ่งใช้พลังงานไฮโดรเจน สามารถยืดความทนทานของ UAV ขนาดเล็กได้สูงสุดถึงหลายชั่วโมง [85] [86] [87] ไมโครยานพาหนะทางอากาศเป็นความอดทนเพื่อให้ห่างไกลประสบความสำเร็จที่ดีที่สุดกับ UAVs ปีกกระพือตามด้วยเครื่องบินและ multirotors ยืนก่อนเนื่องจากการลดลงของจำนวน Reynolds [62] UAV ไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ ซึ่งเป็นแนวคิดที่สนับสนุนโดย AstroFlight Sunrise ในปี 1974 ประสบความสำเร็จในการบินเป็นเวลาหลายสัปดาห์ ดาวเทียมบรรยากาศที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์ ("atmosats") ที่ออกแบบมาสำหรับการทำงานที่ระดับความสูงเกิน 20 กม. (12 ไมล์หรือ 60,000 ฟุต) เป็นเวลานานถึงห้าปีสามารถปฏิบัติหน้าที่ได้อย่างประหยัดและมีความเก่งกาจมากกว่าดาวเทียมโคจรรอบโลกต่ำ การใช้งานที่น่าจะรวมถึงการตรวจสอบสภาพอากาศ , การกู้คืนภัยพิบัติ , การถ่ายภาพโลกและการสื่อสาร UAV ไฟฟ้าที่ขับเคลื่อนโดยการส่งกำลังด้วยไมโครเวฟหรือลำแสงเลเซอร์เป็นวิธีแก้ปัญหาความทนทานอื่นๆ [88] อีกแอปพลิเคชันหนึ่งสำหรับ UAV ที่มีความทนทานสูงคือการ "จ้อง" ในสนามรบเป็นระยะเวลานาน (ARGUS-IS, Gorgon Stare, Integrated Sensor Is Structure) เพื่อบันทึกเหตุการณ์ที่สามารถเล่นย้อนกลับเพื่อติดตามกิจกรรมในสนามรบได้ เที่ยวบินที่มีความอดทนยาวนาน
ความน่าเชื่อถือการปรับปรุงความน่าเชื่อถือกำหนดเป้าหมายทุกด้านของระบบ UAV โดยใช้วิศวกรรมความยืดหยุ่นและเทคนิคความทนทานต่อข้อผิดพลาด ความน่าเชื่อถือส่วนบุคคลครอบคลุมถึงความทนทานของตัวควบคุมการบิน เพื่อความปลอดภัยโดยไม่ซ้ำซ้อนมากเกินไปเพื่อลดต้นทุนและน้ำหนัก [98]นอกจากนี้ การประเมินแบบไดนามิกของซองบินช่วยให้ UAV ที่ทนทานต่อความเสียหายได้ โดยใช้การวิเคราะห์แบบไม่เชิงเส้นกับลูปที่ออกแบบเฉพาะกิจหรือโครงข่ายประสาทเทียม [99]รับผิดซอฟต์แวร์ UAV ดัดที่มีต่อการออกแบบและการรับรองของซอฟแวร์การบิน crewed [100] ความยืดหยุ่นของ Swarm เกี่ยวข้องกับการรักษาความสามารถในการปฏิบัติงานและการกำหนดค่างานใหม่เนื่องจากความล้มเหลวของยูนิต [11] แอปพลิเคชั่นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา โดรนไร้คนขับได้เริ่มเปลี่ยนรูปแบบการใช้งานที่หลากหลาย เนื่องจากสามารถบินได้ไกลเกินกว่าสายตา (BVLOS) [102]ในขณะที่เพิ่มการผลิตสูงสุด ลดต้นทุนและความเสี่ยง ทำให้มั่นใจในความปลอดภัยของสถานที่ปฏิบัติงาน การรักษาความปลอดภัย และการปฏิบัติตามกฎระเบียบ[103]และ ปกป้องกำลังคนในยามโรคระบาด [104]สามารถใช้สำหรับภารกิจที่เกี่ยวข้องกับผู้บริโภค เช่น การจัดส่งพัสดุ ตามที่แสดงโดยAmazon Prime Airและการส่งมอบเวชภัณฑ์ที่สำคัญ มีแอปพลิเคชั่นพลเรือน การค้า การทหาร และการบินและอวกาศมากมายสำหรับ UAV [6]เหล่านี้รวมถึง: ทั่วไป สันทนาการ , การบรรเทาภัยพิบัติ , โบราณคดี , การอนุรักษ์ ความหลากหลายทางชีวภาพและ ที่อยู่อาศัย , การบังคับใช้กฎหมาย , อาชญากรรมและ การก่อการร้าย เชิงพาณิชย์ การเฝ้าระวังทางอากาศ , การสร้างภาพยนตร์ , สื่อสารมวลชน , การวิจัยทางวิทยาศาสตร์ , การสำรวจ , การขนส่งสินค้า , การทำเหมืองแร่ , การผลิต , ป่าไม้ , การทำฟาร์มพลังงานแสงอาทิตย์ , พลังงานความร้อน , พอร์ตและ การเกษตร ป้องกัน ลาดตระเวน , การโจมตี , เก็บกู้ทุ่นระเบิดและ เป้าหมายการปฏิบัติป้องกันในปี 2020 มี 17 ประเทศติดอาวุธ UAV และมากกว่า 100 ประเทศใช้ UAV ในขีดความสามารถทางการทหาร [105]ตลาด UAV ทางการทหารทั่วโลกถูกครอบงำโดยบริษัทที่ตั้งอยู่ในสหรัฐอเมริกาและอิสราเอล โดยตัวเลขการขาย, สหรัฐอเมริกาจัดขึ้นกว่าส่วนทหารตลาด 60% ในปี 2017 สี่ห้าอันดับแรกของ UAV ทหารอเมริกันผู้ผลิตรวมทั้งทั่วไปอะตอม , ล็อกฮีดมาร์ติน , Northrop Grummanและโบอิ้งตามด้วย บริษัท จีนCASC [106]บริษัทของอิสราเอลส่วนใหญ่เน้นระบบ UAV สอดแนมขนาดเล็กและตามปริมาณของโดรน อิสราเอลส่งออก 60.7% (2014) ของ UAV ในตลาดในขณะที่สหรัฐอเมริกาส่งออก 23.9% (2014); ผู้นำเข้า UAV ทางทหารอันดับต้น ๆ ได้แก่ สหราชอาณาจักร (33.9%) และอินเดีย (13.2%) สหรัฐอเมริกาเพียงประเทศเดียวดำเนินการ UAV ทางทหารมากกว่า 9,000 ลำในปี 2014 [107] General Atomics เป็นผู้ผลิตรายใหญ่ที่มีกลุ่มผลิตภัณฑ์ระบบ Global Hawk and Predator/Mariner สำหรับภารกิจข่าวกรองและการลาดตระเวน การลักลอบโดยธรรมชาติของออร์นิทอปเตอร์ที่มีปีกกระพือUAV ขนาดเล็กซึ่งเลียนแบบนกหรือแมลง ทำให้เกิดศักยภาพในการสอดส่องอย่างลับๆ และทำให้พวกมันตกเป็นเป้าหมายที่ยากจะกำจัด พลเรือนตลาดโดรนพลเรือน (เชิงพาณิชย์และทั่วไป) ถูกครอบงำโดยบริษัทจีน DJIผู้ผลิตโดรนสัญชาติจีนเพียงรายเดียวมีส่วนแบ่งตลาดพลเรือนถึง 74% ในปี 2561 โดยไม่มีบริษัทอื่นใดคิดเป็นสัดส่วนมากกว่า 5% และคาดการณ์ยอดขายทั่วโลกไว้ที่ 11 พันล้านดอลลาร์ในปี 2563 [108]หลังจากการตรวจสอบกิจกรรมของบริษัทที่เพิ่มขึ้น กระทรวงฯ ระงับกองบินโดรน DJI ในปี 2020 ในขณะที่กระทรวงยุติธรรมห้ามใช้เงินทุนของรัฐบาลกลางในการซื้อ DJI และ UAV ที่ผลิตในต่างประเทศ [109] [110] DJI ตามมาด้วยบริษัทจีนYuneecบริษัท3D Robotics ของสหรัฐฯและบริษัทParrotของฝรั่งเศสที่มีช่องว่างในส่วนแบ่งการตลาดอย่างมีนัยสำคัญ [111]ณ เดือนพฤษภาคม 2564 UAV 873,576 ลำได้รับการจดทะเบียนกับ US FAA โดย 42% ถูกจัดประเภทเป็นโดรนเชิงพาณิชย์และ 58% เป็นโดรนเพื่อการพักผ่อนหย่อนใจ [112] 2018 NPD ชี้ให้เห็นถึงผู้บริโภคที่ซื้อโดรนด้วยคุณสมบัติขั้นสูงมากขึ้นโดยเพิ่มขึ้น 33% ในกลุ่มตลาดทั้ง $500+ และ $1,000+ [113] ตลาด UAV พลเรือนค่อนข้างใหม่เมื่อเทียบกับตลาดทหาร บริษัทต่างๆ กำลังเติบโตทั้งในประเทศที่พัฒนาแล้วและกำลังพัฒนาในเวลาเดียวกัน สตาร์ทอัพในระยะเริ่มต้นจำนวนมากได้รับการสนับสนุนและเงินทุนจากนักลงทุนเช่นเดียวกับในสหรัฐอเมริกาและจากหน่วยงานของรัฐเช่นเดียวกับในอินเดีย [114]มหาวิทยาลัยบางแห่งเสนอโครงการวิจัยและฝึกอบรมหรือปริญญา [115]หน่วยงานเอกชนยังจัดให้มีโปรแกรมการฝึกอบรมออนไลน์และแบบตัวต่อตัวสำหรับการใช้ UAV ทั้งเพื่อการพักผ่อนหย่อนใจและเชิงพาณิชย์ [116] โดรนสำหรับผู้บริโภคยังถูกใช้อย่างกว้างขวางในองค์กรทางการทหารทั่วโลก เนื่องจากลักษณะที่คุ้มต้นทุนของผลิตภัณฑ์สำหรับผู้บริโภค ในปี 2018 กองทัพอิสราเอลเริ่มใช้UAV ซีรีส์DJI Mavicและ Matrice สำหรับภารกิจลาดตระเวนเบา เนื่องจากโดรนพลเรือนใช้งานง่ายกว่าและมีความน่าเชื่อถือสูงกว่า โดรน DJI เป็นระบบทางอากาศไร้คนขับเชิงพาณิชย์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดที่กองทัพสหรัฐฯ ใช้ [117] [118]ตำรวจจีนในซินเจียงได้ใช้โดรนเฝ้าระวัง DJI ตั้งแต่ปี 2560 [119] [120] ตลาด UAV ทั่วโลกจะมีมูลค่าถึง 21.47 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ โดยตลาดอินเดียจะแตะระดับ 885.7 ล้านดอลลาร์สหรัฐภายในปี 2564 [121] โดรนแบบมีไฟเริ่มถูกนำมาใช้ในการจัดแสดงในเวลากลางคืนเพื่อวัตถุประสงค์ทางศิลปะและการโฆษณา [ ต้องการการอ้างอิง ] ภาพถ่ายทางอากาศโดรนเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการถ่ายภาพทางอากาศในการถ่ายภาพและภาพยนตร์ และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่อจุดประสงค์นี้ พวกเขาหลีกเลี่ยงความจำเป็นในการประสานงานที่แม่นยำระหว่างนักบินและช่างกล้อง โดยบุคคลคนเดียวกันจะรับหน้าที่ทั้งสอง โดรนยังให้การเข้าถึงไซต์อันตราย ห่างไกล และน่าอึดอัด ซึ่งไม่สามารถเข้าถึงได้ด้วยวิธีการทั่วไป [ ต้องการการอ้างอิง ] เกษตรกรรมและป่าไม้เมื่อความต้องการทั่วโลกสำหรับการผลิตอาหารเพิ่มขึ้นอย่างทวีคูณ ทรัพยากรหมดลง พื้นที่การเกษตรลดลง และแรงงานทางการเกษตรขาดแคลนมากขึ้นเรื่อยๆ มีความจำเป็นเร่งด่วนในการแก้ปัญหาทางการเกษตรที่สะดวกและชาญฉลาดกว่าวิธีการแบบเดิม และอุตสาหกรรมโดรนและหุ่นยนต์เพื่อการเกษตรกำลัง คาดว่าจะมีความคืบหน้า [122]มีการใช้โดรนเพื่อการเกษตรในพื้นที่ต่างๆ เช่น แอฟริกา เพื่อช่วยสร้างการเกษตรแบบยั่งยืน [123] นอกจากนี้ ยังมีการตรวจสอบการใช้ UAV เพื่อช่วยในการตรวจจับและต่อสู้กับไฟป่า ไม่ว่าจะผ่านการสังเกตหรือการยิงอุปกรณ์พลุไฟเพื่อเริ่มแบ็คไฟร์ [124] การบังคับใช้กฎหมายตำรวจสามารถใช้เจ้าหน้าที่สำหรับการใช้งานเช่นการค้นหาและกู้ภัยและตรวจสอบการจราจร [125] ความปลอดภัยและความมั่นคงโปสเตอร์ของกระทรวงเกษตรสหรัฐเตือนเกี่ยวกับความเสี่ยงของการบิน UAV ใกล้ไฟป่า ภัยคุกคามรบกวนUAV สามารถคุกคามความปลอดภัยของน่านฟ้าได้หลายวิธี รวมถึงการชนโดยไม่ได้ตั้งใจหรือการรบกวนอื่น ๆ กับเครื่องบินลำอื่น การโจมตีโดยเจตนา หรือโดยนักบินหรือผู้ควบคุมการบินที่เสียสมาธิ เหตุการณ์ครั้งแรกของการชนกันของเครื่องบินโดรนเกิดขึ้นในช่วงกลางเดือนตุลาคม 2560 ที่เมืองควิเบก ประเทศแคนาดา [126]ตัวอย่างการบันทึกครั้งแรกของการชนกันของโดรนกับบอลลูนอากาศร้อนเกิดขึ้นเมื่อวันที่ 10 สิงหาคม พ.ศ. 2561 ในเมืองดริกส์ รัฐไอดาโฮประเทศสหรัฐอเมริกา แม้ว่าบอลลูนจะไม่ได้เสียหายอย่างมีนัยสำคัญหรือได้รับบาดเจ็บใดๆ ต่อผู้โดยสารทั้ง 3 คน แต่นักบินบอลลูนได้รายงานเหตุการณ์ดังกล่าวต่อคณะกรรมการความปลอดภัยการขนส่งแห่งชาติโดยระบุว่า "ฉันหวังว่าเหตุการณ์นี้จะช่วยสร้างการสนทนาเกี่ยวกับการเคารพธรรมชาติ น่านฟ้า และ กฎระเบียบและข้อบังคับ". [127]เที่ยวบิน UAV ที่ไม่ได้รับอนุญาตเข้าหรือใกล้สนามบินหลักได้แจ้งการปิดเที่ยวบินเชิงพาณิชย์เป็นเวลานาน [128] โดรนทำให้เกิดการหยุดชะงักอย่างมีนัยสำคัญที่สนามบิน Gatwick ในช่วงเดือนธันวาคม 2018จำเป็นต้องส่งกำลังกองทัพอังกฤษ [129] [130] ในสหรัฐอเมริกา การบินใกล้ไฟป่ามีโทษปรับสูงสุด 25,000 ดอลลาร์ อย่างไรก็ตามในปี 2014 และในปี 2015 การสนับสนุนทางอากาศดับเพลิงในรัฐแคลิฟอร์เนียถูกขัดขวางหลายต่อหลายครั้งรวมทั้งที่ทะเลสาบไฟ[131]และไฟนอร์ท [132] [133]ในการตอบสนอง สมาชิกสภานิติบัญญัติแห่งรัฐแคลิฟอร์เนียได้เสนอร่างกฎหมายที่จะอนุญาตให้นักดับเพลิงปิดการใช้งาน UAV ซึ่งบุกรุกน่านฟ้าที่ถูกจำกัด [134]ภายหลัง FAA จำเป็นต้องลงทะเบียน UAV ส่วนใหญ่ ช่องโหว่ด้านความปลอดภัยภายในปี 2560 โดรนถูกใช้เพื่อกำจัดของเถื่อนเข้าเรือนจำ [135] ความสนใจในความปลอดภัยทางไซเบอร์ของ UAV เพิ่มขึ้นอย่างมากหลังจากเหตุการณ์การจี้แจ็กสตรีมวิดีโอ Predator UAV ในปี 2552 [136]ที่กลุ่มติดอาวุธอิสลามใช้อุปกรณ์ราคาถูกและขายได้ทั่วไปเพื่อสตรีมวิดีโอฟีดจาก UAV ความเสี่ยงอีกประการหนึ่งคือความเป็นไปได้ของการจี้เครื่องบินหรือติดขัด UAV ในเที่ยวบิน นักวิจัยด้านความปลอดภัยหลายคนได้เปิดเผยช่องโหว่บางประการใน UAV เชิงพาณิชย์ ในบางกรณีถึงกับให้ซอร์สโค้ดหรือเครื่องมือเต็มรูปแบบเพื่อสร้างการโจมตีซ้ำ [137]ที่การประชุมเชิงปฏิบัติการเกี่ยวกับ UAV และความเป็นส่วนตัวในเดือนตุลาคม 2559 นักวิจัยจากFederal Trade Commissionแสดงให้เห็นว่าพวกเขาสามารถแฮ็คเข้าไปในquadcoptersสำหรับผู้บริโภคที่แตกต่างกันสามตัวและตั้งข้อสังเกตว่าผู้ผลิต UAV สามารถทำให้ UAV ของพวกเขาปลอดภัยยิ่งขึ้นด้วยมาตรการรักษาความปลอดภัยพื้นฐานของการเข้ารหัส สัญญาณ Wi-Fi และเพิ่มการป้องกันด้วยรหัสผ่าน [138] ความก้าวร้าวUAV สามารถบรรทุกสิ่งของอันตรายได้ และพุ่งชนเป้าหมายที่เปราะบาง น้ำหนักบรรทุกอาจรวมถึงอันตรายจากวัตถุระเบิด สารเคมี รังสีวิทยา หรืออันตรายทางชีวภาพ UAV ที่มีเพย์โหลดที่ไม่เป็นอันตรายโดยทั่วไปอาจถูกแฮ็กและนำไปใช้ในวัตถุประสงค์ที่เป็นอันตราย ระบบต่อต้าน UAV กำลังได้รับการพัฒนาโดยรัฐเพื่อตอบโต้ภัยคุกคามนี้ อย่างไรก็ตามนี่เป็นการพิสูจน์ได้ยาก ดังที่ Dr J. Rogers กล่าวในการให้สัมภาษณ์กับ A&T "ขณะนี้มีการถกเถียงกันอย่างใหญ่หลวงเกี่ยวกับวิธีที่ดีที่สุดในการตอบโต้ UAV ขนาดเล็กเหล่านี้ ไม่ว่าพวกเขาจะถูกใช้โดยมือสมัครเล่นที่ก่อให้เกิดความรำคาญเล็กน้อยหรือมากกว่านี้ พฤติกรรมร้ายกาจของนักแสดงผู้ก่อการร้าย". [139] มาตรการรับมือระบบอากาศไร้คนขับเคาน์เตอร์ทหารกองทัพอิตาลีของกองทหารปืนใหญ่ต่อต้านอากาศยานที่ 17 "Sforzesca" พร้อมแบบพกพา [2] CPM-Drone Jammer ใน กรุงโรม การใช้ UAV อย่างมุ่งร้ายได้นำไปสู่การพัฒนาเทคโนโลยีระบบตอบโต้ไร้คนขับ (C-UAS) เช่น Aaronia AARTOSซึ่งได้รับการติดตั้งในสนามบินนานาชาติหลัก [140] [141]ระบบขีปนาวุธต่อต้านอากาศยาน เช่นโดมเหล็กก็ได้รับการปรับปรุงด้วยเทคโนโลยี C-UAS ระเบียบข้อบังคับหน่วยงานกำกับดูแลทั่วโลกกำลังพัฒนาโซลูชันการจัดการจราจรของระบบอากาศยานไร้คนขับเพื่อรวม UAV เข้ากับน่านฟ้าได้ดียิ่งขึ้น [142] การใช้อากาศยานไร้คนขับ (UAV) หรือโดรน กำลังถูกควบคุมโดยหน่วยงานด้านการบินแห่งชาติของแต่ละประเทศมากขึ้น ระเบียบข้อบังคับอาจแตกต่างกันอย่างมากตามขนาดและการใช้งานของโดรน องค์การการบินพลเรือนระหว่างประเทศ (ICAO)เริ่มการสำรวจการใช้เทคโนโลยีจมูกไกลกลับเป็นปี 2005 ซึ่งส่งผลให้ใน 2011 รายงาน [143]ฝรั่งเศสเป็นหนึ่งในประเทศแรก ๆ ที่กำหนดกรอบการทำงานระดับชาติตามรายงานนี้ และหน่วยงานด้านการบินที่ใหญ่กว่า เช่นFAAและEASAได้ดำเนินการตามอย่างรวดเร็ว [144]ในปี 2564 FAA ได้ตีพิมพ์กฎที่กำหนดให้ UAV ที่ใช้ในเชิงพาณิชย์และ UAV ทั้งหมดโดยไม่คำนึงถึงความตั้งใจที่มีน้ำหนัก 250 กรัมขึ้นไปเพื่อเข้าร่วมในRemote IDซึ่งทำให้ตำแหน่งของโดรน ตำแหน่งตัวควบคุม และข้อมูลอื่นๆ เป็นแบบสาธารณะตั้งแต่เครื่องขึ้นจนถึงปิดเครื่อง กฎนี้ได้ถูกท้าทายในระหว่างการพิจารณาของรัฐบาลกลางคดีRaceDayQuads v. จอห์นฟา [145] [146] การควบคุมการส่งออกการส่งออกของ UAVs หรือเทคโนโลยีที่มีความสามารถในการดำเนินการ 500 กก. น้ำหนักบรรทุกไม่น้อยกว่า 300 กิโลเมตรถูก จำกัด ในหลายประเทศโดยควบคุมเทคโนโลยีขีปนาวุธ ดูสิ่งนี้ด้วย
อ้างอิงการอ้างอิง
Bibliography
ลิงค์ภายนอกFurther reading
|