Aeromobile a pilotaggio remoto

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Un aeromobile a pilotaggio remoto[1] o APR, comunemente noto come drone[2], è un velivolo caratterizzato dall'assenza del pilota umano a bordo. Il suo volo è controllato dal computer a bordo del velivolo, sotto il controllo remoto di un navigatore o pilota, sul terreno o in un altro veicolo.

L'inclusione del termine aeromobile sottolinea che, indipendentemente dalla posizione del pilota e/o dell'equipaggio di volo, le operazioni devono rispettare le stesse regole e le procedure degli aerei con pilota ed equipaggio di volo a bordo.

Il loro utilizzo è ormai consolidato per usi militari e crescente anche per applicazioni civili, ad esempio in operazioni di prevenzione e intervento in emergenza incendi, per usi di sicurezza non militari, per sorveglianza di oleodotti, con finalità di telerilevamento e ricerca e, più in generale, in tutti i casi in cui tali sistemi possano consentire l'esecuzione di missioni "noiose, sporche e pericolose" (dull, dirty and dangerous) spesso con costi minori rispetto ai velivoli tradizionali.

Sono noti anche attraverso altri acronimi, molti dei quali di derivazione anglosassone: oltre a RPA (Remotely piloted aircraft) possono essere indicati come UAV (Unmanned aerial vehicle), RPV (Remotely piloted vehicle), ROA (Remotely operated aircraft) o UVS (Unmanned vehicle system), ecc.

Storia[modifica | modifica sorgente]

Il primo tentativo di costruire e utilizzare un velivolo senza pilota, del quale si possa trovare traccia nella storia, risale al 1849, quando gli Austriaci attaccarono la città di Venezia utilizzando dei palloni caricati di esplosivo: alcuni di questi sistemi vennero lanciati dalla nave austriaca Vulcano. Sebbene alcuni dei palloni lanciati avessero funzionato, altri, a causa del vento, finirono per colpire le linee di attacco austriache.

I successivi esempi e prototipi di velivoli senza pilota fecero la loro comparsa durante la prima guerra mondiale: ne è un esempio l'”Aerial Target” nel 1916, che veniva controllato mediante tecniche di radio controllo. Il 12 settembre dello stesso anno, l'aeroplano automatico Hewitt – Sperry, o anche noto come “bomba volante”, compì il suo primo volo, dimostrando il concetto di aereo senza pilota. Il velivolo veniva comandato grazie ad una serie di giroscopi montato su di esso. Nel periodo di tempo compreso tra le guerre mondiali, lo sviluppo tecnologico permise alle varie aziende e alle truppe militari di portare avanti progetti che portarono alla conversione di alcuni modelli di aerei in APR e alla nascita dei primi sistemi senza pilota che potevano essere lanciati dalle navi da guerra e controllati mediante un autopilota. La prima produzione in larga scala degli APR risale però al periodo della seconda guerra mondiale grazie a Reginald Denny, che durante la prima guerra mondiale servì l'esercito britannico per poi trasferirsi negli Stati Uniti per cercare la fortuna come attore. Ciò non distolse la sua attenzione e passione dai modelli di aereo radio controllati e lo portò a fondare una piccola società che evolse nel tempo nella “Radioplane Company”. Denny era estremamente convinto del fatto che i modelli di elicottero radio controllati a basso costo potevano essere un elemento di test molto importante per l'artiglieria antiaerea e, nel 1935, effettuò una dimostrazione per l'esercito americano con il primo prototipo che creò, denominato RP - 1. La dimostrazione colpì favorevolmente gli esponenti dell'esercito americano a tal punto che Denny ne produsse circa 15.000 durante la seconda guerra mondiale. Successivamente, durante la Guerra Fredda e del Vietnam lo sviluppo tecnologico permise di raggiungere un elevato livello qualitativo, portando sul mercato soluzioni sempre più piccole e con caratteristiche tali da poter essere impiegati in innumerevoli scenari operativi.

In Italia si cercò di sviluppare sin dagli anni sessanta questo tipo di velivoli. Il primo modello utilizzato dall'Esercito Italiano fu il CL - 89, o AN USD 51, prodotto dalla Canadair, in servizio fino al 2000, presso il 13° GRACO a Verona e successivamente presso il 41º Gruppo specialisti artiglieria “Cordenons” a Casarsa (PN). L'Esercito ha poi sviluppato in collaborazione con Meteor CAE il Mirach 20 (1985 - 2002), velivolo ad ala fissa con telecamera con un raggio d'azione di circa 120 km e prodotto dalla PAI di San Diego (California). Il Mirach 20 fu aggiornato nel 1995 mentre era in servizio presso il 41 Gruppo Specialisti di Casarsa poi riconfiguratosi in 41 Reggimento M.I. "Cordenons". Nel 2004, dopo l'esito negativo delle sperimentazioni dei Sistemi Mirach 26 e Mirach 150, l'Esercito acquistò il sistema FQM 151 A Pointer (classe Small) per poi passare ai modelli Raven RQ 1A e 1B, mentre l'Aeronautica militare si approvvigionò con l'RQ - 1 Predator costruito dalla General Atomics. Successivamente l'Esercito ha acquistato il sistema tattico Shadow 200 dalla ditta AAI Corp. di Hunt Valley nel Maryland. Tale sistema ha totalizzato più di 500.000 ore di volo sui cieli iracheni con le Forze Armate U.S. ed è uno dei sistemi più sperimentati del mondo.

A seguito del rapido progresso tecnologico registrato nel corso degli anni duemila e grazie alla loro versatilità, gli APR hanno cominciato ad essere utilizzati anche in ambito civile, dove sono impiegati nella sorveglianza aerea delle coltivazioni, in aerofotogrammetria, per effettuare riprese aeree cinematografiche, in operazioni di ricerca e salvataggio[3], nel controllo di linee elettriche e condutture petrolifere e nel monitoraggio della fauna selvatica.[4] In ambito civile, nei paesi anglosassoni, viene utilizzato in prevalenza il termine "drone" piuttosto che quello originario di UAS ("unmanned aerial system").[3]

Regolamenti e normativa: il ruolo dell'ENAC[modifica | modifica sorgente]

Il panorama normativo inerente alla materia è eterogeneo ed è composto dalla normativa internazionale, da quella comunitaria e da quella nazionale. Il rapporto tra queste fonti è di tipo gerarchico quindi quanto disposto da una fonte normativa inferiore soccombe in presenza di disposizioni normative di una fonte superiore.

Il quadro internazionale

L'ICAO riconosce molte categorie di aeromobili con pilota a bordo (manned) o senza (unmanned), dando a tutte lo status di “aeromobile”. Anche un APR è quindi un aeromobile e i concetti normativi non subiscono alterazioni di principio circa il velivolo, il pilota e l'operatore (valgono le stesse responsabilità e certificazioni, come certificato di immatricolazione, certificato di aeronavigabilità, licenza di pilota, licenza di operatore). In particolare esiste un quadro normativo generale applicabile, tuttavia un insieme di norme implementative adeguate è in fase di definizione. Gli APR di peso inferiore ai 150 kg sono di pertinenza delle singole autorità aeronautiche nazionali, l'ENAC in Italia, come stabilito nei regolamenti europei.

Gli aeromobili e gli APR per il codice della navigazione italiano[5]

Di seguito si riportano alcuni degli articoli rilevanti estratti dal codice della navigazione.

743. Nozione di aeromobile: Per aeromobile si intende ogni macchina destinata al trasporto per aria di persone o cose. Sono altresì considerati aeromobili i mezzi aerei a pilotaggio remoto, definiti come tali dalle leggi speciali, dai regolamenti dell'ENAC e dai decreti del Ministero della Difesa, per quelli militari.

749. Ammissione degli aeromobili alla navigazione: Sono ammessi alla navigazione gli aeromobili immatricolati mediante iscrizione nel registro aeronautico nazionale ed abilitati nelle forme previste dal presente codice.

763. Condizioni di navigabilità: L'aeromobile che intraprende la navigazione deve essere in stato di navigabilità, convenientemente attrezzato e atto all'impiego al quale è destinato.

764. Certificato di navigabilità: L'idoneità dell'aeromobile alla navigazione aerea è attestata dal certificato di navigabilità. Il certificato di navigabilità abilita l'aeromobile alla navigazione.

765. Impiego dell'aeromobile: L'aeromobile può essere adibito soltanto al servizio o all'impiego consentito alla categoria alla quale, dal certificato di navigabilità, risulta assegnato.

Concetto di permesso di volo[6][7]

Come tutte le attività di lavoro aereo svolte con aeromobili, le attività di monitoraggio con APR possono essere svolte solo dopo aver obbligatoriamente acquisito le necessarie autorizzazioni, in genere rappresentate da Permessi di Volo, che possono essere concesse solo da ENAC, e la cui mancanza porterebbe ad operare in condizioni certamente illegali, e potenzialmente di effettivo rischio per la sicurezza.

Inoltre, il completo svolgimento del processo autorizzativo costituisce anche prerequisito irrinunciabile per l'ottenimento di polizze assicurative che coprano effettivamente i rischi correlati alle attività di lavoro aereo come richiesto dalle normative europee.

L'abilitazione per i piloti commerciali di APR

Chi pilota da remoto un APR ha, dal punto di vista normativo, le stesse caratteristiche e responsabilità che ha chi pilota un aeromobile da bordo. Ciò significa che i piloti di APR adibiti a lavoro aereo devono essere dotati di apposite licenze rilasciate da ENAC dopo adeguata e comprovata formazione.

Classificazione degli APR[modifica | modifica sorgente]

Con l'acronimo APR (o UAV) si fa riferimento ad un'ampia gamma di velivoli che presentano caratteristiche e tecnologie differenti e che, a seconda di questi e altri parametri, possono esser utilizzati in differenti scenari operativi.

Nel giugno 2011 l'UVS International ha stilato una classificazione degli APR, basata su alcuni parametri quali la quota di volo, la durata del volo e il peso massimo al decollo (MTOW).

Categoria Acronimo Raggio operativo [km] Quota di volo [m] Durata del volo [h] MTOW [kg] Operativo
Tactical UAV
Nano η < 1 100 < 1 < 0,0250
Micro μ < 10 250 1 < 5
Mini Mini < 10 150 - 300 < 2 < 30
Close Range CR 10 - 30 3 000 2 - 4 150
Short Range SR 30 - 70 3 000 3 - 6 200
Medium Range MR 70 - 200 5 000 6 - 10 1 250
Medium Range Endurance MRE > 500 8 000 10 - 18 1 250
Low Altitude Deep Penetration LADP > 250 50 - 9 000 0,5 - 1 350
Low Altitude Long Endurance LALE > 500 3 000 > 24 < 30
Medium Altitude Long Endurance MALE > 500 14 000 24 - 48 1500
Strategic UAV
High Altitude Long Endurance HALE > 2 000 20 000 24 - 48 12 000
Special purpose UAV
Unmanned combat aerial vehicle UCAV 1 500 10 000 2 10 000
Lethal LETH 300 4 000 3 - 4 250
Decoy DEC 0 – 500 5 000 < 4 250
Stratospheric STRATO > 2 000 > 20 000 & < 30 000 > 48 Da definire No
Exo – stratospehric EXO Da definire < 30 000 Da definire Da definire No
Space SPACE Da definire Da definire Da definire Da definire No

Fonte: 2011 - 2012 UAS Yearbook - UAS: The Global Perspective - 9th Edition - June 2011 - Blyenburgh & Co - www.uvs-info.com - Page: 151/216.[8]

Utilizzo degli APR in ambito militare[modifica | modifica sorgente]

Nei primi anni di sviluppo della tecnologia la maggior parte degli APR mercato sono stati utilizzati per scopi militari. Dai modelli di elevate dimensioni, fino a quelli di ultima generazione, caratterizzati da tecnologie e sensori sofisticati e miniaturizzati che permettono il controllo da remoto della missione senza perdere vite umane in aree molto pericolose.[9]

Gli APR utilizzati per scopi bellici possono essere attrezzati con armamenti o, più semplicemente, con sensori di ripresa che permettono l'invio in tempo reale, notte/giorno, alla stazione di controllo che è posta a decine di chilometri di distanza: ne è un esempio l'utilizzo per il monitoraggio delle attività di Osama bin Laden precedenti alla sua morte del 2 maggio 2011 da parte delle unità speciali dell'esercito americano.

Utilizzo degli APR in ambito civile[modifica | modifica sorgente]

Negli ultimi anni, le tecnologie legate allo sviluppo di sistemi APR hanno subito una impennata rapidissima. In particolare lo sviluppo tecnologico nell'ambito della sensoristica, permette di equipaggiare APR con molteplici carichi, nello spettro del visibile (camere digitali compatte o professionali), dell'infrarosso (camere termiche), camere multi spettrali fino ad arrivare a sensori più evoluti come ad esempio sensori Lidar o per il monitoraggio della qualità dell'aria.

È però estremamente importante ricordare come l'utilizzo degli APR in ambito civile non sia una mera questione tecnologica ma va sempre subordinato alla regolamentazione presente nel Paese in cui si ha intenzione di operare.

Di seguito vengono presentati alcune applicazioni in ambito civile per gli APR:

  • Sicurezza territoriale, delle frontiere e lotta ai narcotrafficanti

Gli Stati Uniti nel 2011 hanno iniziato una collaborazione col Messico per arginare il fenomeno dell'immigrazione clandestina e del traffico di sostanze stupefacenti attraverso il loro confine. L'esercito americano ha iniziato ad impiegare i propri aeromobili a pilotaggio remoto nei cieli del Paese vicino in seguito all'uccisione dell'agente dell'immigrazione Jaime Zapata, freddato da alcuni uomini armati nel Nord del Messico il 15 febbraio 2011. Le azioni congiunte USA-Messico sono state definite dai due presidenti Barack Obama e Felipe Calderón, con la finalità di adottare una strategia aggressiva per mettere fine all'escalation di violenza dei trafficanti di droga (negli ultimi anni questa "guerra" silenziosa ha causato circa 34 000 vittime). Gli APR verranno impiegati per segnalare i movimenti e la forza numerica dei narcotrafficanti, informazioni che vengono subito comunicate agli agenti sul territorio. Volano a 18 000 metri d'altezza, praticamente invisibili da terra, e in un solo giorno possono controllare minuziosamente un'area di circa 100 000 chilometri quadrati.[10]

  • Monitoraggio siti Archeologici, contro la depredazione e il commercio illegale di reperti

Chiaro esempio il monitoraggio dell'antichissima necropoli di Fifa (Giordania) ad opera dei Droni [11]. Una soluzione valida, considerando anche la difficoltà oggettiva di avere e reperire personale in zone militarmente attive come il Medio Oriente.

  • Monitoraggio centrali termoelettriche e impianti industriali

Gli APR possono essere utilizzati anche per monitorare nel tempo gli impianti di produzione di energia elettrica, o più in generale impianti industriali, utilizzando degli appositi sensori (termocamere, camere multispettrali ecc.).

  • Telerilevamento

Il telerilevamento, in inglese Remote Sensing, è la disciplina tecnico-scientifica o scienza applicata con finalità diagnostico-investigative che permette di ricavare informazioni, qualitative e quantitative, sull'ambiente e su oggetti posti a distanza da un sensore mediante misure di radiazione elettromagnetica (emessa, riflessa o trasmessa) che interagisce con le superfici fisiche di interesse. Grazie alla possibilità di volare anche a quote molto basse e di disporre di sensori di piccole dimensioni ma di buona qualità, gli APR appartenenti in particolare alla categoria mini possono essere utilizzati per applicazioni legate al telerilevamento quali la creazione di mappe di vigore di colture agricole e monitoraggio dello stato di salute della vegetazione, la creazione di mappe di copertura e uso del suolo, per l'analisi e il supporto nelle fasi immediatamente successive a calamità naturali oppure per il monitoraggio e la mappatura delle dispersioni termiche di edifici (case, capannoni, impianti industriali) privati e pubblici in un periodo, come quello attuale, in cui si parla molto di sviluppo sostenibile e perdita di terreno da destinare ad aree verdi.

  • Aerofotogrammetria e rilievo dell'architettura

La fotogrammetria è una tecnica di rilievo che permette di acquisire dei dati metrici di un oggetto (forma e posizione) tramite l'acquisizione e l'analisi di una coppia di fotogrammi stereometrici. Con l'avvento delle camere digitali di ridotte dimensioni (compatte o reflex), ma che possono garantire un elevato standard qualitativo relativamente all'immagine prodotta, la fotogrammetria può essere accostata agli APR e al loro utilizzo per la creazione di Modelli digitali del terreno (DTM), produzione ortofoto e, allo stesso tempo, per il rilievo architettonico di infrastrutture ed edifici per la creazione di modelli 3D.[12]

  • Monitoraggio ambientale e calamità naturali

Gli APR sono stati accostati in maniera diretta al monitoraggio ambientale e delle aree colpite gravemente da terremoti e inondazioni. Un esempio sono gli APR americani Global Hawk che hanno sorvolato la Centrale nucleare di Fukushima Dai-ichi, in Giappone, addentrandosi nella zona vietata ("no go zone"), col fine di monitorare i reattori dopo le esplosioni causate dal terremoto del Tōhoku del 2011, scattando anche foto con i sensori a infrarossi[13]. L'alta radioattività rendeva infatti impossibile l'avvicinamento degli esseri umani.

  • Biodiversità e monitoraggio fauna

Gli APR possono essere utilizzati per il monitoraggio degli animali selvatici e il controllo numerico periodico per quelle specie con un alto tasso di riproduzione che potrebbero essere un problema sia per la biodiversità dell'ambiente in cui vivono sia per quanto riguarda i danni economici causati alle produzioni agricole e zootecniche presenti sul territorio.

  • Operazioni di ricerca e soccorso

Gli APR possono svolgere un ruolo importante nelle operazioni di ricerca e soccorso consentendo di effettuare delle ricognizioni in tempi rapidi, in particolare a seguito del verificarsi di situazioni di emergenza.

  • Videoriprese e fotografie in generale

Gli APR in combinazione con le più recenti e leggere video-fotocamere digitali, anche di largo consumo e non solo professionali, si stanno rendendo sempre più concorrenziali per tutte quelle necessità di ripresa "aerea" che fino ad ora sono state appannaggio quasi esclusivo di complicati e costosi strumenti quali il dolly se non addirittura l'elicottero vero e proprio

Attività sperimentali in Italia di rilievo internazionale[modifica | modifica sorgente]

Il progetto SMAT si propone di studiare e dimostrare un sistema di monitoraggio avanzato del territorio per la prevenzione e il controllo di una vasta gamma di eventi naturali (alluvioni, incendi, frane, traffico, urbanistica, inquinamento e coltivazioni). SMAT-F1 è focalizzato sulla dimostrazione dell'utilizzo integrato delle tre piattaforme UAV all'interno di uno scenario operativo lo Sky-Y di Alenia Aermacchi, il Falco di SELEX Galileo (entrambe aziende del gruppo Finmeccanica) e il piccolo C-Fly della Nimbus e rappresenta un record europeo di grande rilievo in quanto è la prima volta che più sistemi senza pilota operano congiuntamente e contemporaneamente nello stesso spazio aereo non militare.[14]

Vantaggi nell'uso degli APR[modifica | modifica sorgente]

A differenza degli aerei tradizionali, gli APR possono essere utilizzati in situazioni caratterizzate da un elevato pericolo per la vita umana e nelle aree inaccessibili o impervie, volando a bassa quota. Per questo motivo possono trovare impiego durante le fasi di monitoraggio di aree colpite da calamità naturali o da avvenimenti particolari (terremoti, esondazioni, incidenti stradali ecc.). Ne è un esempio il recente (marzo 2011) terremoto del Tōhoku in Giappone che ha colpito la centrale nucleare di Fukushima Dai-ichi: in quell'occasione sono stati utilizzati dei Global Hawk, col fine di monitorare i reattori dopo le esplosioni che si erano verificate.

Un ulteriore vantaggio che deriva dall'uso degli APR per scopi civili è il contenuto costo di acquisizione e di esercizio di tali sistemi, rispetto ai tradizionali sistemi di ripresa aerea utilizzati fino ad ora. A questo aspetto si affianca la facilità di utilizzo e la loro versatilità.

Sistemi APR esistenti[modifica | modifica sorgente]

Gli APR sono stati sviluppati e distribuiti da molti paesi in tutto il mondo.

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ Legge 14 luglio 2004, n. 178, "Disposizioni in materia di aeromobili a pilotaggio remoto delle Forze armate" dove si stabilisce che Per aeromobile a pilotaggio remoto, di seguito denominato «APR», si intende un mezzo aereo pilotato da un equipaggio che opera da una stazione remota di comando e controllo.
  2. ^ Sostantivo inglese che si pronuncia [dɹəʊn], in americano [dɹoʊn], adattamento italiano /ˈdrone/.
  3. ^ a b Brian Fung, Why drone makers have declared war on the word ‘drone’ in The Washington Post, 16 agosto 2013. (archiviato dall'url originale il 17 agosto 2103).
  4. ^ Andrea Peterson, States are competing to be the Silicon Valley of drones in The Washington Post, 19 agosto 2013. (archiviato dall'url originale il 22 agosto 2013).
  5. ^ Codice della navigazione.
  6. ^ ENAC, Permessi di volo e attività sperimentale.
  7. ^ [1], Rilascio di Permesso di Volo per Aeromobile a Pilotaggio remoto per l'effettuazione di attività sperimentale.
  8. ^ UVS International, Classificazione APR.
  9. ^ Articolo che riporta la notizia sul sito del The Washington Post.
  10. ^ Articolo che riporta la notizia sul sito del quotidiano La Stampa.
  11. ^ Droni tombaroli
  12. ^ Atti ASITA 2011.
  13. ^ Fukushima e i droni
  14. ^ Il progetto SMAT-F1.

Voci correlate[modifica | modifica sorgente]

Altri progetti[modifica | modifica sorgente]

Collegamenti esterni[modifica | modifica sorgente]