L’océan sous la calotte glaciaire d’Europe est comme les océans sur terre

L’étude actuelle de la NASA donne une image prometteuse d’un deuxième monde habitable dans notre système solaire

C’est ainsi que vous imaginez la coupe transversale de la surface de l’Europe. 
Illustr.: Nasa

En spéculant sur la vie extraterrestre dans les limites de notre système solaire, les plus grands espoirs reposent sur certaines lunes de glace de nos géantes gazeuses. Au sommet de la liste des corps célestes qui pourraient fournir des habitats appropriés pour cela se trouve la plus petite lune galiléenne de Jupiter, l’Europe . D’après tout ce qui a été découvert à son sujet jusqu’à présent – comme Ganymed et les lunes de Saturne Titan et Encelade – soit dit en passant – il est probable qu’il cache un océan sous une croûte de glace d’un kilomètre d’épaisseur, maintenu fluide par les fortes forces gravitationnelles avec lesquelles Jupiter a traversé les 3100 km de diamètre. Remorqueurs de lune.

À certains endroits, l’eau pénètre du sous-sol sous la forme de geysers de glace jusqu’à la surface, qui ne dépasse jamais 160 degrés Celsius et au-delà. Le soi-disant cryovolcanisme pourrait également être un lien direct avec l’océan autrement inaccessible. Le matériel éjecté de cette façon peut être utilisé pour déduire les conditions là-bas – et peut-être un jour pourrait-il également identifier les produits métaboliques des organismes potentiels. Cependant, de nombreuses questions restent sans réponse concernant la composition chimique des eaux souterraines. Jusqu’à présent, on ne savait pas non plus d’où provenait réellement l’eau de la calotte glaciaire.

Le manteau inférieur de la Terre présente d’énormes anomalies

Des perturbations gigantesques: les chercheurs ont découvert d’énormes anomalies au bas du manteau terrestre – des zones où le matériau est inhabituellement chaud et dense. L’une de ces zones se situe sous Hawaï, l’autre sous les îles Marquises, comme l’a montré l’analyse des données sismiques du Pacifique. Ces anomalies pourraient être à l’origine des panaches du manteau, mais leur quantité et leur étendue sont surprenantes, selon les chercheurs de la revue scientifique Science.

Au bas du manteau, il y a d’énormes zones de roches inhabituellement chaudes et molles, comme le révèlent les mesures sismiques.

Le manteau profond et la frontière noyau-manteau sont une région clé de notre planète. Parce qu’ici se trouvent les racines des panaches du manteau , qui alimentent les points chauds volcaniques en magma. En même temps, cette zone est un moteur des courants à l’intérieur de la terre et donc aussi de la tectonique des plaques. En 2019, les chercheurs ont également découvert que le noyau externe liquide de la terre perd de la matière au niveau du manteau – il  » fuit « . Pourquoi n’est pas clair, car on en sait peu sur la frontière cœur-coquille.

Vagues de tremblement de terre comme tomographe

Maintenant, une étude sismique fournit des informations complètement nouvelles sur la limite inférieure du manteau terrestre – et révèle des choses surprenantes. Pour leur étude, des chercheurs dirigés par Doyeon Kim de l’Université du Maryland ont analysé les données sismiques de centaines de séismes de magnitude 6 et supérieurs qui se sont produits dans le Pacifique entre 1990 et 2018. Parce que les ondes sismiques pénètrent à l’intérieur de la terre, leur retard de propagation et leur amortissement peuvent révéler à quoi ressemble la roche en profondeur – semblable à une tomographie.

Cependant, Kim et son équipe ont choisi une nouvelle approche: ils ont utilisé un algorithme adaptatif pour évaluer les échos des ondes sismiques. «En regardant simultanément des milliers d’échos depuis la frontière noyau-manteau, nous avons acquis une toute nouvelle perspective», explique Kim. De plus, l’algorithme du «séquenceur» peut identifier les anomalies dans le modèle d’onde sans avoir à recourir à des hypothèses sur l’intérieur de la Terre.

Plus de zones de faille que prévu

Le résultat surprenant: « Dans près de la moitié de tous les trains de vagues, nous avons détecté des vagues qui ont été dispersées par des structures tridimensionnelles à la frontière cœur-coquille », rapportent Kim et son équipe. « C’était surprenant, car nous nous attendions à ce que ces anomalies soient beaucoup plus rares. » Dans ces zones de faille, les vagues sont ralenties et ralenties – les géoscientifiques se réfèrent à des zones telles que les zones de vitesse ultra-faible (ULVZ).

Jusqu’à présent, ce qui cause ces anomalies et comment le matériau de la veste est là ne peut être deviné. Les scientifiques supposent que la roche y est particulièrement chaude et dense. «Ces méga-ULVZ doivent avoir une composition exotique ou ils peuvent être attribués à la présence de roches partiellement fondues», explique Kim et ses collègues.

Zones de défaut
Anomalies à la frontière noyau-manteau sous Hawaï et les Marquises.© Doyeon Kim / Université du Maryland

Méga anomalie sous Hawaï

En plus de quelques anomalies mineures et plus faibles en Alaska et au Kamchatka, les données ont révélé deux zones étonnamment grandes et frappantes – une au nord-ouest d’Hawaï: «Nous avons trouvé une litière négative abrupte dans la région hawaïenne. Cette région est considérablement plus grande que toute autre région du bassin du Pacifique », ont déclaré les chercheurs. «Elle est unique dans le Pacifique.» Cette zone dépasse également de loin tout ce que prédisent les modèles.

Selon des calculs supplémentaires, l’anomalie hawaïenne pourrait être retracée jusqu’à une zone de faille d’environ 600 kilomètres d’épaisseur au bord inférieur du manteau. Les scientifiques soupçonnent que ce sont les racines du panache du manteau sous ce groupe d’îles. Des études antérieures avaient suggéré que ce point chaud volcanique s’étend jusqu’à un grand réservoir à la frontière noyau-manteau.

Nouvelle anomalie dans le Pacifique Sud

La deuxième anomalie majeure était encore plus surprenante. Il se trouve sous les îles Marquises, un archipel du Pacifique Sud. La taille et l’intensité de cette zone d’interférence correspondent à ce que les modèles avaient prévu auparavant uniquement pour Hawaï. « Cela témoigne de la présence d’un méga ULVZ parmi les Marquises », ont indiqué les chercheurs. « Nous avons été surpris qu’une structure aussi grande parmi les Marquises n’ait pas été découverte auparavant. »

Dans l’ensemble, Kim et son équipe voient dans leurs résultats une indication que la frontière noyau-manteau pourrait être plus hétérogène qu’on ne le pensait auparavant. Cependant, ce qui cause ces différences et ces «zones chaudes» et pourquoi le bord inférieur du manteau est plus chaud et plus doux à certains endroits qu’ailleurs reste un mystère pour le moment. Dans tous les cas, de telles structures anormales à la frontière noyau-manteau sont évidemment plus répandues qu’on ne le pensait auparavant », explique Lekic. (Science, 2020; doi: 10.1126 / science.aba8972 )

Source: Université du Maryland

Traduction de l’article :https://brightsblog.wordpress.com/2020/06/16/unterer-erdmantel-hat-riesige-anomalien/

Des armes extraordinaires qui ont vraiment existé

 

Parfois, pour gagner une guerre, il suffit d’être un peu plus inventif et plus fou que ses ennemis. Alors que votre adversaire peut être préparé à toutes éventualités venant de votre camp, vous pouvez miser sur votre imagination concernant votre armement…et  prendre votre adversaire par surprise. 

Voici les armes les plus extraordinaires  de l’histoire qui sont toutes réelles et qui ont fait leurs preuves !

 


LE PROJET ZVENO DE STALINE : UN AVION QUI TRANSPORTE D’AUTRES AVIONS !

 

 

Les Soviétiques étaient des pionniers dans le domaine de l’aviation, comme en témoigne leur lourd quadrimoteur, le Tupolev TB-3 armé de torpilles ou utilisé pour larguer des parachutistes ou pour transporter des appareils d’expéditions polaires ou de chars. Mais l’utilisation la plus insolite reste sans doute celle connue sous la forme d’un porte-avion dans le cadre de Samolyot Zveno. Ils lancent les premiers essais le 31 décembre 1931 avec un TB-1 bimoteur embarquant deux chasseurs I-4. Mais face à l’autonomie du bombardier insuffisante, dès 1935, ils passent au Zveno Z-2 composé d’un TB-3 transportant un Polikarpov I-5

L’idée de base était que le bombardier accompagne les petits avions vers une cible qui n’était pas à sa portée. Une fois dans le secteur de leurs cibles, les avions se détachaient du bombardier et se dirigeaient vers des réserves de pétroles en Roumanie ou des ponts allemands.

Une fois la mission accomplie, les pilotes avaient deux options : soit tenter de se rattacher au TB-3 en vol ou tout simplement d’atterrir sur un aérodrome à proximité.

Il y a quelques années on a offert ce modèle réduit du Zveno.

 


LE MORTIER KARL OU CELUI QUI A LA PLUS GROSSE !

 

Le mortier Karl

 

C’est au cours de la Seconde Guerre mondiale que les Allemands ont mis au point une quantité importante de mortiers pour faire face aux besoins qu’ils avaient. En 1939, une commande est passée pour créer le mortier Karl qui a vu le jour en six exemplaires. Il s’agit ici d’un monstre de 132 tonnes qui, une fois chargé, nécessitait 107 hommes pour sa mise en opération dont quatre pour le déplacer. Ce mortier était capable de démolir 2,5 mètres d’épaisseur de ciment et 45 cm de blindage d’acier.

 

Ne pouvant se déplacer qu’à 5 km/h, il devait être installé sur des chariots ferroviaires, un à l’avant et l’autre à l’arrière, comme pour le canon Leopold, pour effectuer de longues distances. Une fois arrivé à destination, il pouvait se déplacer par ses propres moyens. Lors des tirs, il devait être accompagné par un transporteur de munitions muni d’un cric pour charger les projectiles de 2,2 tonnes. Lors du siège de la place forte de Sébastopol, Von Manstein a fait appel à ce mortier pour venir à bout de l’ennemi. En 1943, les Allemands vont modifier son canon pour un baril plus long et réduire son calibre à 540 mm au lieu de 600 ce qui augmentera sa portée de 6800 à 10 500 mètres ! Le Karl restera l’arme au plus gros calibre jamais produite dans l’histoire. Aujourd’hui encore, il n’a jamais été dépassé.

 

 


LE FLYING COG : UN BATEAU AVION… OU AVION BATEAU !

 

 

 

Conçu en 1936 et mis en service en 1940, le Blohm & Voss BV 138 (ou Flying Cog) est un véhicule qui se cherche un peu entre le bateau et l’avion. Cet hydravion de reconnaissance maritime de la Luftwaffe était l’un des projets de la filiale Blohm & Voss. La version finale choisie fut celle composée d’une coque centrale et de deux travées de queue pour le soutien des gouvernails.

Le premier vol eu lieu en février 1939 et 25 exemplaires furent commandés. Après ces essais, les Allemands l’ont modifiés pour l’équiper de deux canons MG 151 de 20 mm dans les tourelles avant et arrière et d’une mitrailleuse MG 131 mm dans un poste de tir situé à l’arrière de l’appareil. Son armement offensif était constitué de trois bombes de 50 kg. C’est suite à ces changements qu’il est rebaptisé BV 138 B1.

 

 

Pendant l’hiver 1940-1941, les unités équipées de cet armement en Norvège furent utilisées pour des missions de recherche des convois en mer du Nord et dans l’Atlantique. Puis en mars 1941 le BV 138 C1, son successeur amélioré fut mis en production. Les BV 138 furent abandonnés et transformés en appareils pour chercher des mines. Mais cet appareil fut très opérationnel, robuste et en mesure de supporter des attaques ennemies et réussir parfois à sortir vainqueur dans des face à face avec des avions plus rapides et agiles.


LE DE HAVILLAND MOSQUITO, EN CONTRE PLAQUÉ !

 

C’est un avion multirôle britannique connu pour être un chasseur-bombardier. Grâce à sa construction en bois contre plaqué, il a une très faible signature radar ce qui en fait le premier avion furtif de l’histoire. Ses équipes l’ont d’ailleurs surnommé « the wooden wonder » (La Merveille en bois) en raison de ses performances incroyables.

 

 

L’une de ses particularités est que le pilote et le navigateur sont assis l’un à côté de l’autre. Lors de sa conception, on remarque que l’ajout d’armement défensif réduit considérablement sa vitesse maximale. On décide de le redessiner. Ainsi, le Mosquito est décliné en plusieurs versions : bombardier de jour rapide, chasseur-bombardier, bombardier tactique, chasseur nocturne, avion d’intrusion ou encore avion de reconnaissance.

De leur côté, les Allemands entendent très vite parler du Mosquito et décident de s’en inspirer pour créer le Force Wulf Ta 154 Moskito, lui aussi construit en bois. Par la suite, les Alliés se serviront des plans de base du Mosquito pour mettre au point un chasseur lourd monoplace : le de Havilland Hornet.


LE FOKKER DR. I AVEC BEAUCOUP D’AILES !

 

 

Il s’agit ici d’un avion de chasse utilisé lors de la Première Guerre Mondiale. Construit par Anthony Fokker et utilisé par l’armée allemande entre 1917 et 1918, il est composé de trois ailes superposées qui lui permettent une portance adéquate et il peut aussi conserver une envergure limitée et ces deux facteurs font que cet appareil reste très maniable.

 

 

Cet avion fut produit à hauteur de 320 unités. L’appareil est devenu célèbre grâce au baron Manfred von Richthofen, plus connu sous le nom du Baron Rouge. Il a principalement volé avec la version Dr.Is numéroté 425/17 et qui était totalement rouge. La production de cet avion s’est achevée en mai 1918 et un modèle, le 152/17 a survécu à la Seconde Guerre mondiale et fut exposé à Berlin.


LES HOBART’S FUNNIES

 

 

 

Les Hobart’s Funnies sont un groupe de chars de combats modifiés par des ingénieurs anglais lors de la Seconde Guerre mondiale et qui doivent leurs nom au major-général Percy Hobart. Essentiellement utilisés sur les plages où les soldats britanniques ont débarqué. Les chars DD amphibies arrivaient en même temps que les premières troupes débarquées.

 

 

Il existe plusieurs versions. Notamment le Crab qui n’était qu’un Sherman M4 modifié équipé d’un fléau à mines où était fixées 43 chaînes lestées et qui faisaient éclater les mines sur son passage. Un bouclier anti souffle entre le fléau et le char donnait une protection supplémentaire. On y apporta aussi des lames circulaires au bout du rotor pour couper des fils barbelés.

 

 

L’autre version très convoitée est le char DD qui était aussi un char amphibie Sherman M4 capable de flotter avec une jupe imperméable en caoutchouc et de se mouvoir d’une barge de débarquement jusqu’à la terre ferme à l’aide de deux hélices.

Lors du débarquement en Normandie, sur la plage d’Utah Beach, deux escadrons de DD devaient précéder le débarquement de l’infanterie, mais 4 des chars ont été détruits. Cependant, les 28 autres chars sont arrivés à destination. Par contre, sur Omaha Beach, presque tous les chars lancés en mer ont été perdus ce qui a eu pour conséquence de ralentir les progrès sur la plage.

 


L’ANTONOV-40,LE TANK VOLANT

 

Résultats de recherche d'images pour « antonov a-40 tank plane »

 

  • Bien qu’ils fussent un concept étranger dans la guerre moderne, les planeurs militaires constituaient une part importante de la stratégie aérienne de la Seconde Guerre mondiale. Ils ont été conçus pour être transportés en altitude par un avion remorqueur et largués près du territoire ennemi, ce qui a permis de livrer rapidement les fournitures et les troupes lors d’opérations aériennes. Parmi tous les modèles de planeurs de la guerre, les Soviétiques ont produit le plus inhabituel: le char aérien A-40.

 

  • La plupart des pays ont cherché des moyens de placer les chars sur le front rapidement et efficacement. Leur transport aérien par des planeurs semblait bien valoir le coup, mais les ingénieurs ont vite compris que les réservoirs étaient parmi les véhicules les moins aérodynamiques existants. Après d’innombrables tentatives visant à mettre en place un bon système de transport aérien des réservoirs, la plupart des pays ont tout simplement abandonné. Mais pas l’Union soviétique.
  • En fait, l’armée de l’air soviétique avait déjà enregistré un certain succès avec les chars d’assaut avant de développer l’A-40. Des petits chars tels que le T-27 ont été levés à bord de gros avions de transport et largués à quelques mètres du sol. Si la boîte de vitesses était au point mort, le réservoir heurterait le sol et roulerait jusqu’à s’arrêter. Le problème était que l’équipage du char devait abandonner séparément, ce qui diminuait considérablement l’efficacité du système au combat.
  • Le Saint Graal devait faire en sorte que l’équipage du char fasse voler le char jusqu’au sol et qu’il soit en état de combat dans quelques minutes. À cette fin, les concepteurs soviétiques se sont tournés vers les idées de l’ingénieur américain John Walter Christie, qui avait initialement développé le concept de char volant dans les années 30. Avec un char attaché à un ensemble d’ailes de biplan, Christie pensait que toute guerre se terminerait rapidement, car personne ne pourrait se défendre contre un char volant.
  • S’appuyant sur le travail de Christie, les Soviétiques ont assemblé un char T-60 doté d’énormes ailes de biplan et ont effectué les premiers essais en vol en 1942 avec le pilote brave (ou fou) aux commandes, Sergei Anokhin. Bien que la traînée du char ait forcé l’avion remorqueur à abandonner le planeur avant d’atteindre l’altitude du but, Anokhin a réussi à atterrir en douceur et a même ramené le char à sa base. Bien qu’Anokhin ait présenté un rapport enthousiaste, le concept a été abandonné après que les Soviétiques se soient rendus compte qu’il leur manquait des avions suffisamment puissants pour remorquer un char opérationnel (Anokhin avait utilisé l’essentiel de son armement et de son carburant). Malheureusement, l’idée d’un char volant n’a plus jamais vu le jour.

 

English article: How to build your own drone and learn the art of control it…part 1

INTRODUCTION
It’s a small plastic toy that we would once call a model airplane, but add the military
veneer of “drone” and the toy becomes a lot more evolved than just a model I airplane. So when toys become sophisticated enough to be called drones, the name drone creates something that is currently conceived as a liability.

I have been flying for more years than I can remember, a skill that was rekindled
when I brought my first Microdrone from Germany. Its simplicity of design and ease of
control encouraged me to start a new division within the company BCB Robotics. For
the past nine years I have been immersed in every aspect of aerial robotics, while
watching my personal collection of purchased and handmade drones grow
dramatically. Like so many others, I have fallen in love with drones. Build a Drone
means just that; I built, calibrated, tuned, and flew the drone build in this book in less
than three hours.
For many people, the term drone seems to conjure images of military use and war
weaponry. As a result, the mere thought of these futuristic flying devices tends to
pose security and privacy concerns. While nothing could be further from the truth,
years ago you could hardly hear the word drone outside of military circles; now it is
spoken worldwide. Not because of the military but because of the explosion in the
sale of model drones.
Drone sales are not just hot, they are on fire. Forget the military use of drones for
a moment; civilian drone sales are set to top $40 billion worldwide, creating more than
50,000 jobs in the US alone. The proliferation of unmanned aircraft is already
outpacing the regulations that govern them; both the US FAA and the UK’s CAA are
falling behind the rapid development in drone technology that is driven by hundreds of
thousands of young innovators worldwide.
This is despite the fact that the media seem to jump on the bandwagon every time
some idiot with a private drone flies close to an airfield and puts people’s lives in
danger, and despite the cries of attacks on individual privacy. Yet their advantages
are numerous. A drone is an eye in the sky that can detect and help stop crime.
Drones were used during the recent earthquake in Nepal for damage assessment.
They can fly over areas where humans dare not venture, such as minefields. They
have rescued children from flooding and have been used for search and rescue
operations in several countries. When used with the right intentions, drones are
good.
If drones could let you know what they are good at (and that day is not far away)
they would say they are designed for dull, dirty, and dangerous work. Dull may
encompass looking at crop growth and making the farming industry more efficient so
we can feed the planet. Dirty could mean going into places inaccessible to humans,
and dangerous work might be assessing the radiation from a leaking nuclear plant.
Drones can and will be extremely useful to society as a whole. For the moment, we
only hear of military drones bombing some far-off target, or how some kid flew his
drone over an airport, or about the idiot who used a shotgun to shoot down a drone.
This is today’s news; tomorrow it will be different when drones start saving lives.
One thing is for sure: drones are here to stay.
So you are thinking about owning a drone? Well, you have a choice: buy one ready
made, or purchase one in kit form—or you can follow the instructions in this book and
make your own. Whichever path you choose, remember that with a drone comes
responsibility; it may only be a “toy,” but it’s a toy that flies in the air. No matter what
size or type of drone you possess, you have to take into consideration some basic
truths. Drones can become an obsession and take over much of your free time. And
owning or building a drone does not grant you an automatic pilot’s license—it is
equally as important to learn to fly safely.
The main aim of this book is to give you a step-by-step guide on how to build a
drone without all the technical jargon (although you will learn some technical terms as
you progress). Additionally, the book will show you how the basic drone can be
upgraded so that you can fly autonomously, using way-points, or set the drone to
Follow Me mode. You will also be able to improve the look of your drone, making it
more professional.
Build a Drone contains a vast amount of information about all forms of drones,
from those used by the military and commercial markets to the models available for
hobbyists. It also explains their use within society and how they will enhance mankind.
Most of all, it highlights the vital aspects of safety required when flying a drone,
mainly the FAA and CAA regulations that discipline its use.
If you can read, then you can build a drone. You don’t need a degree in
aeronautical engineering. True, there is some programming involved, and fine
adjustments will make your drone fly better, but they are easy to understand.
How much will it cost? To be perfectly honest, it is cheaper to buy a drone than to
build one. Most new drones come out of the box almost ready to fly after some basic
assembly and charging the battery. However, if you want to understand the drone,
you are better off building your own—added to which is great fun. The basic drone
shown in this book will cost you around $300, but if you want to remodel, adding
more sophistication such as telemetry and LIDAR, you can count on doubling that.
Build a Drone contains insight into all the types of drones available and what they
are used for. It is also a guide to the advantages of buying versus building. For those
that choose the latter, the book explains the mechanical parts required to keep a
drone stable in the air and how they control its actions and functions in flight.
Build a Drone is more than a simple step-by-step guide. It explains how to put the
parts together, calibrate, and adjust settings to get your bird into the air safely. The
book covers every aspect of obtaining your own drone, from simple construction to
the workings of a Ground Control System, and using software to control it. It also
shows how to take your basic drone and turn it into a thing of beauty by designing
your own airframe.
To build a drone, you only need to know how to read; the rest will come naturally. If
you learn what a component does and grasp its function within the drone’s structure,
slowly but surely you will understand what makes a drone fly stable in the air. You
need only to gather your component parts and assemble them, adding the firmware
and software to make it fly and carry out your commands. None of this requires
programming skills or advanced knowledge of electronics.
Why would you want a personal drone? Well, there are many possible reasons for
having your own drone. Most of us love things that fly, and up until a few years ago
this would mean going to an aero-model club and learning to fly a fixed-wing aircraft
or a helicopter. Now we have drones and things are much simpler, especially when it
comes to flying. Additionally, you may want to use your drone for a more commercial
application like aerial mapping or photography and become a professional flyer
earning your living from flying drones. No matter the reason for wanting a drone, Build
a Drone will help you decide what is best for you personally.
To build or buy your own drone means investing in some serious equipment and
personal time, both of which can be expensive. When you finally have your drone,
learning to fly it is the key element to minimizing costly crashes and damage. Although
quad-copters can literally fly themselves when in automatic mode, if they’re not
calibrated correctly and you have not installed a range of fail-safe protocols, you
could still lose your drone. Worse still, it could cause damage to people or property.
Learning to fly safely is paramount to protecting your drone investment.
Another worry is where to fly your drone; you may well own one but is it legal to
fly? Even when it is legal, there are considerations such as privacy and trespass.
Aviation law on flying a drone is different around the world and even from state to
state in America, so you are best advised to consult the law in your area. Visit a local
flying club and ask the advice of those who have been safely flying for years.
As you read through Build a Drone, the answers to all of the above questions and
advice will become clear, especially regarding construction. The one thing you might
find a little confusing is all the acronyms throughout the book, such as LIDAR (Light
Detection and Ranging). Don’t worry too much, as most are explained throughout the
book and those that are not can be found in the Glossary. Additionally, I would advise
all those truly interested in any form of aerial robotics to search through the brilliant
ArduPilot website: ardupilot.com/
In a world that is rapidly changing, I personally find that designing and building a
drone is very relaxing and extremely satisfying. So enjoy your drone build and get it
flying safely. It is a new and exciting hobby, one that reaches out to advanced
technology in a way that all of us can understand.
You may have been building model aircraft and flying at your local club for years;
you may be an engineer with an interest in drone technology; or you may have
purchased a drone for a hobby. No matter what role you play, you are a partner in
the drone revolution. The day when drones are common in the skies overhead, you
can say to your grandchildren, “I built one of those.”


Chapter 1
WHAT IS A DRONE?

Iwatched the news this morning as they announced the death of Jihadi John,
believed killed in an American drone strike. Real name Mohammed Emwazi, he
become prominent after appearing in a series of gory propaganda videos showing the
beheading of several British, American, and Japanese captives. Jihadi John was
targeted in a vehicle as he left the ISIS stronghold of Raqqa in eastern Syria. Imagine
a flying machine, which could have flown from the United States, able to locate and
kill a man thousands of miles away. Actually, I believe the drone may have been
launched from the Ali Al Salem air base in Kuwait. The funny thing is, drone strikes
are such a regular occurrence today that it’s no longer considered news. Yet, by
contrast, in the same month, a British filmmaker was fined $1,350 (£1,200) for flying
his model drone over Hyde Park in London.
Less than a week later, 129 people were killed in a massive attack in Paris, France.
The attacks were carried out by suicide gunmen who, after shooting down many of
their victims, detonated their suicide vests killing even more. France was quick to
respond, sending fighters to bomb some of the ISIS strongholds in Syria. Within a
week, the UN Security Council unanimously approved an action that nations should
take all necessary measures in the fight against ISIS. The US increased its drone
strikes.
Surprisingly, drones have been around for some time, but the word drone seems to
have suddenly been transformed into the Prince of Darkness … well maybe not quite
that bad, but in the happy days of model making, building and flying a model plane
was something done for pleasure. So let’s step back a little in time before all the
media hype about flying objects invading your privacy and how killer drones roam the
skies looking for trouble. In reality, there is more of a risk from bird strikes on manned
aircraft than any serious danger from drones, but bird strikes do not make headline
news.
I have always called my personal drones Unmanned Aerial Vehicles (UAVs).
However, in September 2015, I attended the conference at the main Naval Air Base
in Cornwall, UK. Everyone was there, including the people who designed ScanEagle
in America and the British police, who displayed a DJI Inspire. It was without doubt
the best “across the board” drone conference I have ever attended. I was impressed
with the open debate but silently amused to hear that the official word for any UAV
was now drone. Military or civilian, large or small, in the UK it’s a drone. Likewise, it’s
not autonomous flying, it’s now called automatic, and so I will stick with these terms
for the moment.
Author’s Note: Throughout the book I may refer to “your drone” and “your quadcopters”
in the same sentence. In both cases they are one and the same.
The use of drones can be classified into three different areas: military, civilian, and
hobbyist. Although the use of drones in the military has been around for a long time,

recent innovations in communication have rekindled the possibilities and benefit of
drones upon the battlefield. As the face of war has changed, so has the weaponry
designed to wage it. In the UK, for example the British military has drones at its
disposal, the largest of these being the American-made Reaper. Britain also has the
Watchkeeper, the Desert Hawk, and the small Black Hornet—the latter is just 18
grams (0.63 ounces).
On the civilian side, drones have a very good future, but not in the present form as
most people are led to believe. The media shows parcel delivery by drone, and a hot
meal being placed on a table by the flying restaurant service. Trust me, that is not
going to happen—well, not for a long time yet. And why not? It’s because of the
“what if” factor. For example, our food delivery drone is working perfectly with
thousands of flights a day to happy customers. Then one day some idiot on the table
decides it would be fun to put a fork up into the propellers just to see what would
happen; obviously the drone would lose balance and crash wildly causing serious
damage to anyone in close proximity. Our intention was to deliver food, but we did
not anticipate the “what if” factor—the idiot sitting at the table. So it will be a long
time before drone delivery flights are considered totally safe.

The Black Hornet originated out of Norway and is the world’s smallest military drone. At just 16 grams, it has a 1.6
kilometer digital data-link range with a 25-minute flight time. The whole system, including two drones and the controls,
only weighs 1.3 kilos (45 ounces).

 

 

While the general public might refer to all drones in the same voice, the authorities
see them quite differently, and as such classify them. In both the hobbyist and
commercial worlds, size is the determining factor. A drone is classified in (mm) with
the frame size being represented by the greatest point–to-point distance between
two motors on a drone; yet you will often find that most propellers are sized in
inches. However, when it comes to the government, both the UK and the US classify

the type of drone by weight:
7 ounces (200 grams) or less is called Nano
7 ounces (200 grams) to 4½ pounds (2 kilograms) is called Micro
4½ pounds (2 kilograms) to 45 pounds (20 kilograms) is called Mini
45 pounds (20 kilograms) to 330 pounds (150 kilograms) is called Small
After this we move into the larger military drones, normally called Tactical, Male,
and Hale, which is anything 330 pounds (150 kilograms) and above. More recently
there has been a review of drones, and the military now classifies a drone according
to its potential. For example, a 200 gram Nano quad-copter would not be so
harmless if it had the ability to deliver an explosive device or become weaponized;
then it would be classified right up there with the Predator.

 

 

 

The internal electronic components of a smartphone are similar to those found in the autopilot that is used for our drone build in this book.
The internal electronic components of a smartphone are similar to those found in the autopilot that is used for our drone build in this article.

So why have drones become so newsworthy? I personally think it’s the sudden and
rapid development of unmanned aviation. The driving force and contributing factors
could be the technical innovations in aviation: the autopilot, the inertial navigation
system, and data links to name a few. In the past, drone development was hindered
by technological insufficiencies through most of the twentieth century; however,
concentrated efforts in various military projects overcame the basic problems of

automatic stabilization, remote control, and autonomous navigation by the sixties.
Microprocessors have become ever more capable in their ability, and are now
smaller and more lightweight. Nano sensors and GPS were used to convert the
mobile phone industry into a worldwide network, producing a handheld
communications device that your could slip into your pocket. What has this got to do
with drones? Well a smartphone and a drone share many similarities, minus the
motors and propellers. Today’s autopilots have a main processor, GPS,
magnetometer, gyroscope, and accelerometer just like the phone in your pocket.

DRONE USAGE
The one thing about drones is that they use the open sky above and, for the most
part, are out of reach and without hindrance; the major drawback is if they fail, they
fall to earth. So, until we can develop drones that are considered totally safe, we
must restrict them to areas where, if they fail, they will do no damage and cause no
injury. Strangely enough, this still leaves us with lots of possibilities:
• Flying a drone over a wilderness searching for a missing person.
• Damage assessment of a devastated area after an earthquake.
• Search and rescue at sea.
• Helping farmers control the growth of crops.
• Checking landfill sites for leaking gasses.
None of those activities poses a problem should the drone crash and fall to earth, yet
these areas account for most of the planet’s surface. Once the media hype has died
down, drones will become more widely acceptable. People may complain about the
noise, but cars make more noise; it’s a matter of acceptance. The old saying “what
the eye does not see the heart does not grieve over” is very apt for drones. If our
drone is flying high enough not to be heard, then almost certainly no one will bother;
it’s only when the drone is low enough for people to hear that they will look up.

This photo of a German Albatross C.III reconnaissance plane was taken in 1916 from a Belgian plane. This was both strategically and technically difficult, in addition to the inherent danger of photographing.

Safety and media hype behind us for the moment, let us look at how we arrived at

present-day drones. On August 22, 1849, Austria used balloons to drop explosives on
Venice. While the city was under siege, one bright artillery officer had the idea of
sending balloons with a bomb attached that would explode when over Venice. As the
prevailing winds were from the sea, the balloons were actually launched from a ship
called the Volcano. Many of the balloons did explode over Venice with devastating
effect, not just in collateral damage but by terrifying the people, as the bombs were
filled with shrapnel.
In the American Civil War, both sides used hot-air balloons to monitor each other’s
movements and occasionally to direct troops or adjust artillery fire. In 1898, during
the Spanish-American War, the US used a kite with a camera attached to it, thus
creating the first aerial surveillance. Both British and German planes of the First
World War used cameras to take excellent imagery of enemy positions.
However, the first true drones appeared around 1941, when German scientists
experimented with radio-controlled missiles during World War II, bombarding both
British shipping at sea as well as strategic locations inland. They developed a method
of dropping the missile from an aircraft, after which the pilot guided it to its target.
During 1941, the Naval Aircraft Factory developed an early unmanned combat
aerial vehicle, called the TDN, referred to at the time as an “assault drone.” It was
tested in early 1942, and by March the government had ordered ten units. Expensive
to build, the TDN was quite sophisticated, with a television camera in the nose, and
could be flown by remote control by pilots aboard chase aircrafts. It proved only
partially successful, although the TDN did destroy some Japanese shipping in thePacific. The final mission was flown on October 27, 1944, with a total of some 50
drones having been expended, of which 31 reached their target successfully.
They were, in fact, the drones of their day. In the fifties, America and Russia were
competing to conquer space; the scientists on both sides had to figure out how to fly
a rocket without a human on board, launching satellites, and remotely controlling the
path of rockets and missiles. In this era, three prime technologies had to be
improved:
• Flight power source
• Stabilization
• Navigation
BEKAA VALLEY, LEBANON
I think it is true to say that the birth of modern drones evolved out of the Israeli
desert, when someone had the bright idea of flying a fixed-wing model aircraft with a
camera strapped to it—this might also explain why Israel has such a grip on the UAV
market. Nevertheless, it did not take long for the American intelligence world to
realize that here was a novel way of obtaining information over enemy occupied
territory. That’s when the growth in modern unmanned war planes really began.
During the seventies, and through its checkered military history, Israel Aircraft
Industries (IAI) developed into one of the world’s leading drone manufacturers. During
this time, the Israeli military was becoming progressively more interested in using
UAVs for military purposes. The American-made Chukar target drone was used during
the Israeli counterattack against Egypt in 1973. Its main aim was to get Egypt to
reveal its radar sites.
One of IAI’s more successful drones was the Scout, which first operated combat
missions in Angola by the South African Defense Force. In 1982, the IAI Scout drone
was used to combat the threat by Syrian surface-to-air missiles (SAMs) positioned in
the Bekaa Valley of Lebanon. Using the same techniques and lessons Israel had
developed fighting Egypt, they used these drones to flush out the Syrian SAM site
locations. All 28 SAM sites in the Bekaa were destroyed. The American military was
quick to learn from the Israeli battlefield success of deploying UAVs and, by1984, had
embarked on a massive program. While the American military is highly reluctant to
purchase its hardware from foreign countries, initially it formed cooperative
companies that worked closely with counterparts in Israel. While the US has gone on
to develop its own family of drones, Israel remains at the very forefront of the UAV
industry.
Drone technology increased dramatically during the 1996 war in Bosnia, when
Predators flew over six hundred missions. This gave way to improved command and
control of operating unmanned drones in a manned aircraft environment. Today these
large drones navigate the skies on the prowl for enemy locations and can deliver an
instant unseen retaliatory strike if required.

 

The debate about drones in both America and Europe for military purposes
continues unabated, focused largely on the morality of drone warfare. Are they an
unacceptable moral hazard, or are they a tool to combat terrorism? The number of
innocent civilians killed (collateral damage) is a major factor and one that cannot be
ignored even by the pro-drone vote.
There has been a call on the Obama administration to reduce the dependence on
drones, but for the moment it seems they are the weapon of choice. Despite all the
rhetoric, drones have done their job with great efficiency by successfully killing
terrorist commanders in places hereto not accessible. They have penetrated deep
into the terrorist refuges of Pakistan, Yemen, Somalia, and Syria, scourging
organizations like al Qaeda and ISIS. They have done so without putting allied
soldiers in harm’s way while reducing the overall cost of warfare.
However, being on the receiving end of a drone strike is not much fun. A bomb
released from a Reaper drone will damage everything within a 200-meter radius. So,
imagine a football field full of people and when the bomb hits you have a 5 percent
chance of living, albeit with critical injury. There are claims that drones kill thousands
of innocent civilians, which sets a dangerous precedent as much of this criticism is
valid.

The sophistication of the MQ-9 Reaper is really futuristic, yet here we are in 2016 with an unmanned war plane
capable of delivering unprecedented destruction with great accuracy over vast distances.

 

 

At lot of work has been done to minimize the collateral damage and reduce civilian
casualties. There have been a lot of improvements in re-configuring the Hellfire antitank
missile to fit onto a Predator and Reaper drones, which is the type of missile we
see taking out a moving vehicle. There has also been a change in the targeting
scenario, making sure the weapons fired are equated to the target they are attacking.
Another problem, not widely published, is the number of drones that crash for one
reason or another. Up until January this year, the US has lost or crashed at least 85
drones, with an average cost of around $1 million each. Some go down due to lost
data-link communications or flying in extremely poor weather, while human error has
also been reported. Yet neither collateral damage nor crashes have put a stop to the
use of drones; if anything their use has expanded.
MQ-9 REAPER
The MQ-9 Reaper is manufactured by General Atomics Aeronautical Systems, Inc.
Reapers can do just about anything: gather intelligence, carry out surveillance, and hit
a designated target really hard, as the MQ-9 Reaper is an armed, multi-mission,
medium-altitude, long-endurance, remotely piloted aircraft. It can carry a combination
of AGM-114 Hellfire missiles, GBU-12 Paveway II, and GBU-38 Joint Direct Attack
Munitions. In addition to its many other highly robust sensors, it can employ laserguided
munitions like the Paveway II. It’s known as the Find, Fix, and Finish drone.
The MQ-9 can be packed into a single container and shipped by C130 Hercules
transport aircrafts anywhere it’s needed. It can take off and land using local line of
sight (LOS) communications and, once airborne, it switches to Predator Primary
Satellite Link (PPSL) during its 1,000 nautical mile flight range. It requires two pilots:

 

 

 

one to fly the drone and one to act as sensor operator.

Reapers are not the kind of drone you would want to crash, as they cost some
$64.2 million each with sensors but excluding munitions. Between the US and the
United Kingdom, there are over a hundred in use; most fly out of Creech AFB in
Nevada or RAF Waddington in Lincoln, UK.
Power plant: Honeywell TPE331–10GD turboprop engine
Wingspan: 66 feet (20.1 meters)
Length: 36 feet (11 meters)
Height: 12.5 feet (3.8 meters)
Maximum takeoff weight: 10,500 pounds (4,760 kilograms)
Payload: 3,750 pounds (1,701 kilograms)
Speed: cruise speed around 230 mph (200 knots)
Range: 1,150 miles (1,000 nautical miles)
Ceiling: Up to 50,000 feet (15,240 meters)
COMMERCIAL CIVILIAN DRONES
The best civilian use of drones for the foreseeable future is where they pose the
least amount of threat to human life. Rescue at sea, search and rescue in remote
areas, and farming land all fall into this category because, if there is a failure and the
drone falls from the sky, there is little or no possibility of it hurting anyone or causing
much damage. They are also extremely useful in areas of great danger to humans,
such as detecting and dealing with nuclear radiation or leaking toxic gasses.
Somewhere in between the larger military drones and the small hobbyist playthings
is a whole new field of drones being developed. While the media reports military
drones striking some terrorist group or some idiot flying his newfound toy near an
airport, there are a lot of smaller drones hard at work doing what they do best: “dull,
dirty, and dangerous” assignments. This is where the real innovation is being
developed—inspired ideas to use drones to make our lives easier and more
productive, or to offer assistance in the event of a disaster. Today, drones are being
successfully deployed in police work, the film industry, farming, fighting wild fires,
searching for victims after an earthquake, and a great deal of other uses. This
“Drones for Good” crusade is growing in strength, aided by people who share a
dream whereby drones save and improve lives.

One of the most common uses for potential drone activity is the desire to reduce
costs for industry and make things more efficient. The general perception is that
drones are either military destroyers or big boy toys. This is not the case; somewhere
in the middle is the drone built using advanced manufacturing techniques, with
commercial off-the-shelf components. The economics of civil-use drones has been
improved dramatically; consequently, this has opened up a new commercial market full
of potential. Some examples:
• Fishing fleets: Monitoring of illegal fishing or fish stock location
• Environmental: Oil spills, pollution monitoring, iceberg surveillance
• Disaster relief: Governmental and charitable organizations
• Land surveying: Geo/Digital mapping
• Infrastructure security: Ports, nuclear power plants, wind farms, oil rigs
• Cross-border immigration control
• Anti-piracy
• Search and rescue including a life craft/jacket deployment
• Meteorology
• Agricultural surveying and sampling
• Communication relaying
• Forestry management
Our planet needs food, and as the population grows so does the demand on farmers.
Farming is tough, and drones are making it easier. With their aerial abilities, drone can
now help farmers see if their irrigation systems are working, how their crops are
growing, and even detect whether any of the plants are sick by using infra-red
technology. This enables farmers to make critical decisions about where and when to
fertilize, plant, or water. When you couple a drone with automated farm machinery,
you take the human error out of the equation. The end result: better crop yields at a
better cost.
Take the film industry. The use of drones allows directors to take footage from
incredible angles, achieving effects that otherwise would be done by wires, cranes,
and more traditional apparatuses to a limited effect. Drones can get high above the
scene, keep pace with a running man, and fly over water or clifftops. They are a key
innovation in the film industry.
For the media, drones can cover a news story without getting in the way of
emergency services. Drones can help firefighters by tracking the fire’s movement as
well as locating firemen that may have become cut off and offer them a safe escape
route. By the same inference, drones can help search for survivors after an
earthquake or tsunami using thermal cameras to detect body heat. Natural disasters
and other types of emergencies call for timely distribution of medication and aid.
Drones are ideal for this and can do it efficiently.

Last year, some eight hundred teams from nearly sixty countries registered for the

Drones for Good” competition, which was rounded down to five ideas that made it
through to the finals. There was a great deal of innovative thinking on how to use
drones for humanitarian reasons including saving lives at sea. The competition proved
so popular that it is being repeated in 2016, and with a purse of $1 million, there will
be no shortage of competitors.
THE MARID
Not being one to miss out on a prize of $1 million, I entered my own team this year.
We have developed a heavy lift drone capable of operating at sea or on land; it’s
called the Marid. Its main function is lifesaving, damage assessment, and delivery of
emergency equipment or supplies. Six prototypes were originally built and given to
MIT in Boston for its Waterfly project. These drones were flown at the 2015 Drones
for Good by MIT, using its own electronics. The new Marid is three times larger and
capable of carrying and delivering the newly developed Seapod. The Marid has a flight
duration of 40-plus minutes, with super long range, and is capable of automatic
search patterns.
The Seapod is a totally new innovation, capable of saving lives among those in

danger of drowning at sea, such as those escaping the conflict in Syria and seeking a

better life in Europe. Once dropped from the Marid, the Seapod automatically deploys
when it touches the water. The design is advanced, allowing even small children to
crawl onto it. The Seapod can accommodate up to eight people and carries lifesaver
equipment to produce water and sustain life for up to four weeks. It also has an
emergency location beacon.

The Marid can also be used over land, responding to a natural disaster scenario.
The drone can be a source of valuable information by carrying out an immediate
damage assessment, while at the same time searching for survivors. Its secondary

role is to aid those survivors by providing emergency supplies to inaccessible places.
An early damage assessment is one of the most important factors in responding to
an earthquake, typhoon flooding, or a tsunami. It takes 875 man hours to search one
square mile, whereas an autonomous drone can do it in 40 minutes. Using thermal
cameras a drone can detect heat signatures in rubble and get medical aid and survival
equipment to those that need it rapidly. Best of all, a drone can work in any dull, dirty,
or dangerous environment.
The drone itself is a VTOL (Vertical Take Off and Landing) which presents a new
standard in aerodynamics, flight stability, payload capacity, and flight time. It is
designed to operate in high winds and adverse weather (35 kmh wind burst) while
carrying a massive 10-kilo payload, using an ultra-light carbon gyro-stabilized gimbal
with visible and thermal infrared cameras that can be utilized both day and night.
Using the new UX400 purpose-designed Ground Control System, the Marid can be
safely flown after a few hours’ instruction, although a week’s course is recommended.
The UX400 not only allows for rapid autonomous flying, but also outputs the video
downlink to any authorized person worldwide. As it provides a vast amount of
exceptional visual information, it prevents collision accidents by scanning the skies for
other aircraft at a distance of up to 200 miles.

Marid Features and Capabilities
• Capable of deploying the new self-inflating seapod
• Highly stable auto hovering with medical, location, and survival package drop
• Autonomous navigation—way-points and search pattern based missions
• Automatic takeoff and landing
• Bidirectional data link with 7½ mile (12 km) range
• Auto stabilized camera payload (pan, tilt, and roll gimbal)
• Digital encoded video link for worlwide distribution
• Visible, thermal, and NIR cameras
• Automatic target lock system
• Advanced flight and NAV control system
• Autopilot black box
By hobbyist drone, I am referring to all those we now see in the stores or online—the
ones that your significant other or child wants for Christmas. A top FAA official
predicted that as many as one million toy drones could be sold during the 2015
Christmas holiday. It’s not just the US that’s under drone attack: in the UK almost
every major outlet is offering at least ten different varieties. Drones have indeed
caught the imagination of many. They range in price from $100 to $4,000 at the top
end, and although the cheaper end will simply fly—albeit in a rather ungainly fashion—
the top end offers extremely smooth flight control, with functionality and a video

downlink quality even the military would find difficulty to match.

While most drone sales will be of the smaller cheaper “toy” models at the other end of the spectrum, the DJI
Phantom 3 and the 3DR Solo can be purchased for around the $1,000 mark—and I can assure you these are
extremely professional drones.
Trust me when I say that some of the newest drones are incredibly sophisticated—
not just in their functionality but also in the aerial imagery they can produce. Many
now use 4K camera systems with boosted communications out to a range of 3 miles
(5 kilometers). Given the average size of a hobbyist drone, that is way out of human
sight, therefore control is via the camera and the telemetry mapping. I have been in
this industry for many years, and the ingenuity never ceases to amaze me. From
an object and climb up the object as it does so, the ingenuity still blows me away.
DRONE MANUFACTURING
Globally, the total drone market is expected to more than quadruple to be worth
over $4 trillion in the next eight years. This market is driven and currently dominated
by military and commercial users, but the hobbyist market is closing rapidly. The
current market in the US is worth $36 billion; in Western Europe, it is worth $9.9
billion; and in China, $9.8 billion. Over a third of the drones in the world are made in
the US. The second-largest known manufacturer is Israel, with approximately 16
percent of the market share. Many of the Chinese and Russian military drone
programs remain secret.

The staff of BCB Robotics at EU headquarters demonstrating a model of the seagoing border protection drone,
similar to that supplied to MIT.
In the US, it is anticipated that the US Department of Defense will nearly double
the number of unmanned aircraft in its fleets by 2021. Meanwhile, the use of drones is
increasingly becoming accepted doctrine within the European armed forces and
civilian authorities alike, in a context of increased sensitivity to risking human life
combined with cost-efficiency requirements. Drones have demonstrated their
benefits, advantages, and strategic potential that could constitute a valuable asset
for the requirements of European missions.
Although remotely piloted drones can perform tasks that manned systems would
not be able to perform and go on missions where the lives of the pilots would be put
at risk, there are some considerations that need to be addressed. These include:
• Lack of airspace regulation that covers all types of drone systems
• Liability for civil operation
• Capacity for payload flexibility (the heavier the drone, the more damage on crashing)
• Lack of secure nonmilitary frequency for civil operation
• Perceived reliability (vehicle attrition rate versus manned aircraft)
• Operator training issues (who needs permission to fly what)
• Recognition/customer perception (Drones for Good)
• Safety (drone safety record must be higher than manned aircraft)

 

DRONE TECHNOLOGY

In the years I have been flying, there has been a massive shift in technology. True,
in the seventies I had a radio-controlled plane which I could fly around 200 meters.
However, in the past eight years since drones entered the arena, there has been a
massive leap in technology, especially in the commercial and hobbyist markets.
The Hycopter is an “H” configured quad-copter that is currently being tested using ultra-light fuel cells created by
Horizon Energy Systems. It is hoped that the drone will fly for at least 2.5 hours while carrying a payload of 2 pounds;
if this works it will be a massive leap forward in flight duration.
Using new materials for the airframe, improved communications, and better
propulsion systems, drone technology has improved dramatically. One of the biggest
physical restraints on smaller drones is power supply. Batteries can only hold so much
energy, and because adding more batteries to a drone also increases the weight of
that drone, there are finite limits on how long quad-copters can fly in a single flight.
Most of the smaller commercial drones are powered by lithium polymer batteries, but
it seems this technology has reached its peak and a new energy source is needed.
Hydrogen fuel cells may be the answer. Fuel cells, which create an electrical current
when they convert hydrogen and oxygen into water, are attractive as energy sources
because of their high energy density. Tests using hydrogen fuel cells to power fixedwing
aircraft have been highly successful, resulting in a dramatic leap in flight duration.
Possibly the hardest technological challenge to meet is the need for long-range
communications between the pilot and the drone. Traditional frequencies for this task
have been pushed to the limit, and while good ranges have been established for radio
control and telemetry, the bandwidth required for transmitting video remains an issue.
Although the military has dedicated satellite communications for the control and
transfer of data on its larger drones, the rest of the industry is left to rely on ground
communications. However, there is a shift in thinking taking place. The problem is the
type of communication being used to fly the drone and the length of time required for
instructions and data to be passed between the ground control station and the

drone. Latency and missed messages can cause the drone to fly off course or do
things it should not. Long-range communications are improving rapidly, and no doubt
some bright engineer will develop a solution.

SUMMARY
The rise in the usage of drones and the numbers being manufactured clearly
indicate they are here to stay. Although there can be no doubt as to drones’
effectiveness within current society, there are still many issues to be addressed for all
types of drone.
Should we use military grade drones to monitor our borders? Should we try and
weaponize many of the smaller drones for use in war? The answers to these
questions are mainly out of our hands; but the use of drones for peaceful purposes is
certainly within our reach. In the latter case, we are only barred by law concerning
where we can fly and the restrictions placed upon us.
The path of parcel delivery by drone is subject not just to the “what if” factor
previously mentioned, but to weather conditions. For areas of low human population
and where human life is at risk, commercial drones will most certainly come into their
own. As technology and safety advance, so will the functionality and usage of drones.

(End of Part 1)

 

 

 

 

Photos aériennes d’éoliennes

À la Une

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Le planeur vient d’être lâché par sa fusée porteuse…C’est une mission suicide car il se perdra dans la mer,capturé par les vents!

 

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De 20,000 pieds environ l’appareil commence a descendre!

 

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Descente très rapide poussé par les vents…La caméra du petit planeur commence a centrer des éoliennes.

 

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Reprise du contrôle de l’appareil et redirection de la caméra: on aperçoit l’ensemble du parc d’éoliennes et un peu le bout de l’aile en balsa du petit planeur.

 

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Le petit planeur plonge vers le sol.

 

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Ce fut la dernière photo du petit planeur largué depuis une fusée miniature .En tentant de reprendre le contrôle de l’appareil,il fut emporté par des vents ascendants et il disparut au-dessus de la mer .

 

 

 

 

 

 

Bientôt un drone au-dessus des nuages de Vénus

Si Mars focalise aujourd’hui tous les regards, rappelons que la NASA a l’intention d’envoyer une sonde sur Vénus pour en apprendre davantage sur le passé de la planète, anciennement “jumelle de la Terre”.

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Vénus est belle de loin. Sur place, c’est un véritable enfer, avec des conditions dantesques. Mais ce ne fut peut-être pas toujours le cas. La NASA pense d’ailleurs qu’il y avait, il y a environ deux milliards d’années, de l’eau sous forme liquide à la surface (un océan peu profond), et peut-être même la vie. Celle-ci pourrait encore être présente dans les nuages de la planète. Mais pour en avoir le coeur net, il faut se rendre sur place. Afin de relever ce formidable défi, la NASA s’est récemment associée à Black Swift Technologies – une société spécialisée dans les systèmes aériens sans pilote – pour construire un drone capable de survivre dans la haute atmosphère de Vénus.

L’idée serait donc d’envoyer des plateformes aériennes capables d’étudier les sommets des nuages ​​de Vénus pour déterminer si des traces de vie organique subsistent encore. Comme l’explique Jack Elston, co-fondateur de Black Swift Technologies : “Le but est d’explorer la zone située juste au-dessus de la couche nuageuse. La pression et les températures sont similaires à ce que vous trouveriez sur Terre, donc ce pourrait être un bon environnement pour chercher des preuves de vie. Les vents dans la haute atmosphère de Vénus sont incroyablement forts, ce qui crée un défi de conception“.

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Pour relever ce défi, l’entreprise a l’intention de créer un drone qui utilisera ces vents forts pour maintenir l’engin en altitude tout en réduisant la quantité d’électricité dont il a besoin. Jusqu’à présent, la NASA a attribué un contrat initial de six mois à l’entreprise pour concevoir un drone d’essai. “Notre expérience de travail sur des systèmes d’avions sans pilote qui interagissent avec des tempêtes convectives sévères sur Terre apportera, nous l’espérons, une contribution précieuse à la discussion en cours sur la meilleure façon d’explorer cet environnement turbulent“, poursuit Jack Elston.

À la fin de la période de six mois, Black Swift présentera son concept à la NASA pour approbation. “S’ils aiment ce que nous avons imaginé, ils vont financer un autre projet de deux ans pour construire des prototypes“.

Ce n’est pas la première fois que Black Swift s’associe à la NASA pour créer des véhicules aériens sans pilote afin d’étudier des environnements difficiles. L’année dernière, la société a remporté un contrat de 875 000 dollars pour construire un drone capable de surveiller la température, les niveaux de gaz, les vents et les niveaux de pression à l’intérieur des volcans du Costa Rica. Après une série de vols d’essai, le drone devrait être déployé à Hawaii, où il étudiera l’activité géothermique qui s’y déroule.

Source

 

La Chine espionne son peuple avec des pigeons robotisés

Au cours des cinq dernières années, plus de 30 agences militaires et gouvernementales chinoises ont déployé des drones ressemblant à des oiseaux et des dispositifs connexes dans au moins cinq provinces pour surveiller la population, rapporte le quotidien South China Morning Post.  

Le fameux drone-pigeon.

 

 

Certains de ses drones-oiseaux ressemblent à des colombes ou pigeons et imitent leur vol, de sorte qu’il est plus difficile de distinguer s’il agit d’un engin sans pilote ou d’un animal. En 2011, plusieurs images de drones présentant de fortes similitudes avec des pigeons avaient été diffusées. Cependant, la dernière génération de drones a été actualisée et est maintenant capable de faire des photos ou des vidéos en haute définition.

 

Liaison par satellite

« Chaque machine est équipée d’une caméra haute définition, d’une antenne GPS, d’un système de contrôle de vol et d’une liaison de données par satellite », précise le journal. »Les dispositifs peuvent parfaitement se cacher dans un vol d’oiseaux, de sorte qu’ils peuvent faire des enregistrements inaperçus de l’environnement. »

Cette technologie aurait été déployée dans le Xinjiang, une région autonome située à l’extrême ouest de la Chine. Cette vaste région qui borde la Mongolie, la Russie, le Kazakhstan, le Kirghizistan, le Tadjikistan, l’Afghanistan, le Pakistan et l’Inde, abrite une importante population musulmane. Pékin a longtemps considéré cette région comme un foyer de séparatisme. Par conséquent, cette région et ses habitants sont soumis à une importante surveillance de la part du gouvernement central.

En outre, les drones seraient également utilisés pour les patrouilles frontalières, pour la protection de l’environnement et pour l’aménagement du territoire. Les drones-pigeons pèsent environ 200 grammes et ont une envergure de 50 cm. Ils peuvent par ailleurs voler à des vitesses allant jusqu’à 40 km/h pendant un maximum de 30 minutes comme de nombreux drones commerciaux. Ils sont également capables d’éviter la détection des radars.

Le mécanisme de battements d’ailes comprend une paire de manivelles actionnées par un moteur électrique, tandis que les ailes elles-mêmes peuvent se déformer légèrement lorsqu’elles montent et descendent. Un logiciel aide à contrer les mouvements saccadés pour s’assurer que la caméra embarquée offre des images nettes et des séquences vidéo stables.

Dessin schématique du drone-pigeon.

Crash

Yang Wenqing, professeur agrégé à la School of Aeronautics de Northwestern, a confirmé l’utilisation de la nouvelle technologie, mais a déclaré qu’elle n’était pas très répandue. « Elle est encore utilisée à petite échelle comparativement à d’autres types de drones utilisés actuellement. Toutefois, Nous croyons que cette technologie dispose d’un bon potentiel pour une utilisation à grande échelle dans le futur. Elle comporte a des avantages uniques pour répondre à la demande de drones dans les secteurs militaires et civils », a déclaré Wenqing.

Près de deux mille vols d’essai ont déjà été réalisés pour simuler un certain nombre de conditions réelles. L’appareil est développé pour être utilisé par les forces policières et militaires. Les chercheurs croient, cependant, que le drone peut même être utilisé par les secours et pour les interventions d’urgence. Enfin, l’appareil reste particulièrement vulnérable aux fortes rafales de vent, à la pluie abondante et à la neige, ce qui pourrait provoquer l’écrasement du drone.

 


EN COMPLÉMENT

Des drones high-tech qui ressemblent et bougent comme de vrais oiseaux ont déjà survolé la région rétive du Xinjiang

Si vous avez déjà levé les yeux vers le ciel et apprécié la vue d’un oiseau planant au-dessus, soyez averti: il pourrait s’agir d’un drone chinois surveillant chacun de vos mouvements.

L’idée peut sembler farfelue, mais les oiseaux robotiques sont une réalité, et la Chine les utilise pour surveiller les gens à travers le pays.

que plus de 30 agences militaires et gouvernementales ont déployé des drones ressemblant à des oiseaux et des dispositifs connexes dans au moins cinq provinces au cours des dernières années.

La région autonome ouïgoure du Xinjiang,dans l’extrême ouest de la Chine, est une partie du pays qui a largement utilisé la nouvelle technologie . La vaste région, qui borde la Mongolie, la Russie, le Kazakhstan, le Kirghizistan, le Tadjikistan, l’Afghanistan, le Pakistan et l’Inde, abrite une importante population musulmane et a longtemps été considérée par Pékin comme un foyer de séparatisme. En conséquence, la région et ses habitants ont été soumis à une forte surveillance de la part du gouvernement central.

Le nouveau programme des «espions d’oiseaux», baptisé «Dove», est dirigé par Song Bifeng, professeur à la Northwestern Polytechnical University de Xian, capitale de la province du Shaanxi, dans le nord-ouest de la Chine. Song était auparavant un scientifique senior sur le programme de jets furtifs J-20 et a déjà été honoré par l’Armée populaire de libération – l’armée chinoise – pour son travail sur Dove, selon les informations sur le site de l’université.

Yang Wenqing, professeur agrégé à la School of Aeronautics de Northwestern et membre de l’équipe de Song, a confirmé l’utilisation de la nouvelle technologie, mais a déclaré qu’elle n’était pas très répandue.

« L’échelle est encore petite », par rapport aux autres types de drones utilisés aujourd’hui, at-elle déclaré auSouth China Morning Post.

« Nous croyons que la technologie a un bon potentiel pour une utilisation à grande échelle à l’avenir … elle a des avantages uniques pour répondre à la demande de drones dans les secteurs militaires et civils », a-t-elle déclaré.

À la différence des véhicules aériens sans pilote avec des ailes fixes ou des pales de rotor, les nouveaux drones imitent en fait l’action battante des ailes d’un oiseau pour grimper, plonger et tourner dans l’air.

Un autre chercheur impliqué dans le projet Dove a déclaré que l’objectif était de développer une nouvelle génération de drones avec une ingénierie d’inspiration biologique qui pourrait échapper à la détection humaine et même au radar.

Les machines du troupeau robotique actuel reproduisent environ 90% des mouvements d’une vraie colombe, a ajouté la personne, ajoutant qu’elles produisent également très peu de bruit, ce qui les rend très difficiles à détecter depuis le sol, et sont si réalistes que les oiseaux réels volent souvent à leurs côtés.

L’équipe a effectué près de 2 000 vols d’essai avant de déployer les drones dans des situations réelles, a déclaré le chercheur, qui a demandé à ne pas être nommé en raison de la sensibilité du programme.

Une expérience dans la Mongolie intérieure du nord de la Chine impliquait de faire voler les oiseaux au-dessus d’un troupeau de moutons – des animaux qui sont bien connus pour leur sens aigu de l’ouïe et leur capacité à être facilement effrayés. Le troupeau n’a fait aucune attention au drone qui volait au-dessus, a dit la personne.

Bien que la technologie en soit encore aux premiers stades de développement, son large éventail d’utilisations – non seulement policières et militaires, mais aussi dans les domaines de l’intervention d’urgence et des secours en cas de catastrophe, de la protection de l’environnement et de l’urbanisme – Les drones pourraient représenter 10 milliards de yuans (1,54 milliard de dollars) rien qu’en Chine, a précisé le chercheur.

Les humains ont été obsédés par l’idée de vol depuis la nuit des temps. Et au cours du siècle qui s’est écoulé depuis que Wilbur et Orville Wright se sont brièvement envolés à Kitty Hawk, des ingénieurs et des scientifiques ont tenté de décoder les secrets du vol des oiseaux pour améliorer les performances des avions.

Les oiseaux sont des dépliants incroyablement efficaces. La barge à queue barrée, par exemple, malgré son poids de seulement 290 grammes (10 onces) vole 11 000 km (6 800 miles) non-stop de l’Alaska à la Nouvelle-Zélande chaque automne. Le voyage épique ne prend que huit jours.

En comparaison, les drones Dove pèsent 200 grammes, ont une envergure d’environ 50 centimètres (20 pouces) et peuvent voler à des vitesses allant jusqu’à 40 km / h (25 mph) pendant un maximum de 30 minutes.

Chaque machine est équipée d’une caméra haute définition, d’une antenne GPS, d’un système de contrôle de vol et d’une liaison de données avec possibilité de communication par satellite. Le mécanisme de battement comprend une paire de manivelles actionnées par un moteur électrique, tandis que les ailes elles-mêmes peuvent se déformer légèrement lorsqu’elles montent et descendent, ce qui génère non seulement une poussée mais aussi une poussée pour entraîner le drone vers l’avant.

Un logiciel spécialement conçu aide à contrer les mouvements saccadés pour assurer que la caméra embarquée atteigne des images nettes et une vidéo stable.

La capacité des drones Dove à sembler se fondre dans l’arrière-plan a suscité beaucoup d’intérêt dans les milieux militaires et gouvernementaux.

Le professeur Li Yachao, un chercheur de radar militaire au Laboratoire de technologie de défense de Radar à Xian, a déclaré que le mouvement des ailes de Dove était si réaliste qu’il pouvait tromper même les systèmes radar les plus sensibles.

L’utilisation de camouflage – peut-être même de vraies plumes – sur le corps extérieur du drone pourrait déformer davantage la signature radar, a-t-il ajouté.

Conscients des dangers que représentent ces drones furtifs pour les systèmes de détection conventionnels, les spécialistes des radars ont cherché de nouvelles façons de repérer et de suivre les petites cibles de basse altitude volant à basse vitesse.

Ceux-ci incluent le radar holographique, qui est capable de produire des images tridimensionnelles d’objets volants et a été salué comme un pas en avant significatif dans la technologie de détection.

Cependant, « il n’y a aucune garantie » que même un radar holographique – ou l’une des autres nouvelles technologies en développement – serait capable de détecter un drone avec un battement d’aile presque identique à ceux trouvés dans la nature, et « en particulier si elle était entourée d’autres oiseaux « , a dit Li.

« Ce serait une menace sérieuse » pour les systèmes de défense aérienne, a-t-il dit.

La colombe n’est pas le seul drone aviaire à avoir été développé en Chine. En 2012, l’Université d’Aéronautique et d’Astronautique de Nanjing a publié « Tian Ying », un oiseau robotique de la taille d’un aigle.

En outre, selon des informations sur les sites Web du gouvernement, le Harbin Institute of Technology, la plus grande université chinoise pour la recherche en matière de défense, développe un drone aviaire d’une grande envergure et capable de fonctionner dans l’air raréfié des hauts plateaux.

Mais la Chine n’est pas la seule à développer des oiseaux robotiques

En 2013, l’armée américaine a acheté plus de 30 drones de Prioria Robotics en Floride, conçus pour ressembler à des rapaces.

Leur ressemblance avec les rapaces n’était cependant que cosmétique, car ils étaient propulsés par des turboréacteurs et leurs ailes ne bougeaient pas.

Un rapace robotique beaucoup plus convaincant, nommé de manière appropriée « Robird », a été développé par la société technologique néerlandaise Clear Flight Solutions. Bien qu’il ressemble et vole comme un vrai oiseau, le drone, qui est actuellement disponible uniquement à des fins de démonstration, nécessite un opérateur pour le décollage et l’atterrissage, et sa batterie dure moins de 10 minutes.

Selon le site Web de l’entreprise, l’utilisation principale de l’appareil est d’effrayer les oiseaux loin des aéroports et des cultures.

En 2011, la société allemande Festo Corporation a développé «SmartBird», un goéland robotisé capable de décoller, de voler et d’atterrir sans intervention humaine.

Bien que ce soit l’un des oiseaux robotiques les plus vivants jamais construits, il n’a jamais été lancé sur le marché et le magazineSciencea déclaré que l’entreprise n’avait aucun intérêt à rendre la technologie disponible pour des applications militaires.

Selon un document gouvernemental récent publié par laposte, l’armée chinoise a testé le système Dove et en est impressionné.

Une évaluation du système par un centre de recherche militaire non spécifié a conclu que le drone, avec sa capacité à rester dans l’air pendant plus de 20 minutes et à parcourir 5 km, avait une «valeur pratique».

Gan Xiaohua, ingénieur en chef à l’Institut de recherche sur l’équipement de l’Armée de l’air de l’APL à Beijing, a déclaré que la conception unique de Dove signifiait qu’il pouvait convertir l’énergie électrique en force mécanique avec une «haute efficacité».

C’est « le seul micro-drone bionique au monde capable de mener une mission tout seul », a-t-il déclaré dans le document gouvernemental.

Bien que lePostn’ait pu joindre le chef du projet Song pour un commentaire, il a confirmé dans une interview accordée à la revue académique chinoiseAeronautical Manufacturing Technologyque Dove et d’autres appareils avaient été déployés au Xinjiang et dans d’autres provinces.

« Les produits … ont stimulé le changement et le développement dans des secteurs tels que la protection de l’environnement, l’aménagement du territoire … et la patrouille frontalière », a-t-il déclaré.

Malgré les progrès technologiques réalisés sur le projet Dove, les drones ressemblant à des oiseaux de Chine étaient encore loin d’être parfaits, a déclaré Song.

En plus d’être incapable de parcourir de longues distances ou de maintenir son cap par vent fort, leur performance pourrait être sérieusement entravée par de fortes pluies ou de la neige, a-t-il ajouté.

De plus, l’absence d’un mécanisme anti-collision signifiait que les drones risquaient de s’écraser lorsqu’ils volaient à basse altitude, alors que leurs circuits électroniques étaient vulnérables aux perturbations électromagnétiques.

Néanmoins, les chercheurs travaillaient dur pour résoudre ces problèmes, et grâce aux progrès delatechnologie de l’ intelligence artificielle , tels que l’apprentissage en profondeur, Song espérait que la prochaine génération d’oiseaux robotiques pourrait voler dans des formations complexes et prendre des décisions indépendantes.

Quand ce jour viendra, les colombes pourront «égaler ou surpasser l’intelligence des créatures trouvées dans la nature», a-t-il dit.