Dalam bab ini
kita akan membincangkan secara ringkas unsur-unsur yang bergabung untuk
mewujudkan UAS. Umumnya, sistem tanpa pemandu terdiri daripada sebuah pesawat
tanpa pemandu atau pandu dari jauh, elemen manusia, muatan, elemen kawalan, dan
pautan data komunikasi seni bina. Ketenteraan UAS juga mungkin termasuk
elemen-elemen seperti sistem senjata platform dan sokongan tentera. Rajah di
bawah menggambarkan UAS dan bagaimana pelbagai elemen digabungkan untuk
mencipta sistem.
· (A) UNMAINED AIRCRAFT
Pesawat
tanpa pemandu yang mempunyai sayap yang tetap , pemutar-sayap, atau kenderaan
lebih ringan daripada udara yang terbang tanpa manusia yang mengendalikan nya
di atas kapal. Sejak kebelakangan ini terdapat sokongan untuk merubah pesawat
tanpa pemandu (UA) kepada pesawat kawalan jauh (RPV).
1. Fixed-Wing (sayap yang tetap)
The
Predator ™ pada asalnya direka untuk misi dengan reka bentuk pesawat RQ-1.Dalam
sistem klasifikasi pesawat tentera R bermaksud peninjauan(reconnaissance) dan Q
diklasifikasikan sebagai sistem udara tanpa pemandu. Kebelakangan ini reka
bentuk predator ditukar kepada MQ-1, di mana M mewakili multirole yang telah
digunakan untuk menghantar peluru berpandu. Platform UAS sayap yang tetap
mempunyai kelebihan untuk mengendalikan penerbangan dalam tempoh masa yang
panjang. Northrop Grumman RQ-4 Global Hawk ™ telah menyelesaikan penerbangan
lebih daripada 30 jam meliputi lebih daripada 8200 batu nautika. Platform sayap
yang tetap juga menawarkan keupayaan untuk menjalankan penerbangan di
ketinggian yang lebih tinggi di mana kenderaan tidak dapat dilihat dengan mata
kasar. Kelemahan platform UAS sayap yang tetap ini adalah yang memerlukan
logistik yang besar untuk pelancaran dan pemulihan (Launch & Recovery)
boleh menjadi sangat besar (dikenali large logistical “footprint”). Sesetengah
mungkin memerlukan landasan mendarat dan berlepas.
2.Vertical
Takeoff and Landing (VTOL)
Sebuah platform berlepas menegak dan mendarat (VTOL) UAS mempunyai
pelbagai aplikasi. Sebuah platform VTOL boleh di dalam bentuk helikopter,
pesawat sayap tetap yang boleh hover, ataupun tilt-rotor. Platform UAS
mempunyai kelebihan L&R footprints. Ini bermakna kebanyakan tidak
memerlukan landasan. Kebanyakan juga tidak memerlukan apa-apa jenis peralatan
seperti ketapel atau jaring untuk L & R. Tidak seperti platform sayap
tetap, UAS helikopter boleh memantau dari kedudukan yang tetap yang memerlukan
hanya ruang kecil untuk beroperasi. Helikopter elektrik yang lebih kecil, saiz
radio kawalan, mempunyai kelebihan penyebaran yang cepat yang membuatkan mereka
ideal untuk mencari dan menyelamat, bantuan bencana, atau memerangi jenayah.
Sistem helikopter yang mudah boleh disimpan di dalam kenderaan responden
pertama dan dilancarkan dalam beberapa minit. Helikopter kecil juga menawarkan
kelebihan bergerak secara rahsia apabila beroperasi di altitud yang rendah. Tanpa
enjin petrol, yang motor elektrik cukup tenang untuk membolehkan ia beroperasi
pada ketinggian di mana ia tidak boleh dikesan. Kelemahan dari helikopter
elektrik kecil tiada daya tahan lama yang mencapai 30 hingga 60 minit.
· (B) COMMAND AND CONTROL ELEMENT
Ø Autopilot
Konsep autonomi adalah kemampuan untuk sistem tanpa pemandu untuk
melaksanakan misinya
berikutan satu set arahan yang telah di
program tanpa campur tangan operator. UAS autonomi sepenuhnya mampu terbang
tanpa campur tangan operator dari berlepas dan mendarat di landasan. Jumlah
autonomi dalam UAS berbeza-beza dari tidak ada kepada autonomi yang penuh. Pada
satu hujung spektrum pesawat ini beroperasi sepenuhnya oleh remote kawalan
dengan penglibatan pengendali malar (seorang juruterbang luaran). Ciri-ciri penerbangan
pesawat yang stabil adalah berdasarkan sistem autopilot nya tetapi jika tiada
kawalan pesawat daripada juruterbang, pesawat itu akan musnah. Pada lagi satu
hujung spektrum, autopilot kapal kenderaan mengawal segala-galanya
dari berlepas hingga pendaratan, tidak memerlukan campur tangan
perintis. Pilot-in-command
boleh campur tangan dalam kes kecemasan, boleh menggunakan autopilot
jika perlu untuk perubahan
laluan penerbangan atau untuk menghindari
bahaya. Autopilots untuk kenderaan ini digunakan sebagai panduan kenderaan di
sepanjang laluan yang ditetapkan melalui titik laluan yang telah ditetapkan. Banyak
sistem autopilot yang komersial boleh didapati sejak kebelakangan ini untuk
UASs yang kecil (sUASs). Sistem autopilot kecil boleh disepadukan dengan kawalan
radio (hobi) pesawat atau ke platform ini dengan set yang ditempah khas. Sistem
autopilot komersial untuk sUAS menjadi lebih kecil dan lebih ringan dalam
tahun-tahun kebelakangan ini. Mereka menawarkan banyak operasi yang sama keuntungan
yang autopilots RPA tawarkan dan jauh lebih murah. Sistem autopilot untuk UASs
diprogramkan dengan teknologi yang sesuai. Sebagai ciri keselamatan yang paling
autopilots UAS, sistem ini boleh melakukan "lost-link" prosedur jika
komunikasi terputus antara stesen kawalan tanah dan kenderaan udara. Ada banyak
cara yang berbeza bagi sistem ini melaksanakan prosedurnya.
Kebanyakan prosedur ini melibatkan membuat
profil lost-link di mana profil misi penerbangan (ketinggian, laluan
penerbangan, dan kelajuan) dimuatkan ke dalam memori sistem sebelum pelancaran
pesawat. Setelah pesawat dilancarkan, autopilot akan menjalankan misi profil
selagi ia kekal dalam hubungan radio dengan stesen kawalan tanah. Itu misi atau
lost-link profil boleh diubah suai apabila perlu jika sambungan tetap selama
penerbangan.
Ø Ground Control Station
Sebuah stesen kawalan tanah atau GCS adalah pusat
kawalan darat atau laut berdasarkan yang menyediakan kemudahan bagi kawalan
manusia dari kenderaan tanpa pemandu di udara atau di ruang . GCSs berbeza dari
segi saiz fizikal dan boleh menjadi sekecil pemancar genggam atau besar sebagai kemudahan serba lengkap
dengan beberapa stesen kerja. UASs tentera yang lebih besar memerlukan GCS
dengan beberapa kakitangan untuk operasi berasingan sistem pesawat. Salah satu
tujuan utama untuk operasi UAS masa depan adalah keupayaan krew untuk
mengoperasikan beberapa pesawat dari satu GCS.
GSC biasanya
terdiri daripada sekurang-kurangnya sebuah stesen perintis dan stesen sensor. Stesen
juruterbang adalah untuk pilot-in-command yang mengendalikan pesawat dan
sistemnya. Stesen sensor untuk pengendalian muatan sensor dan radio komunikasi.
Ia mengandungi banyak operasi, bergantung kepada kerumitan yang UAS, yang
masing-masing memerlukan lebih banyak kerja di stesen. Untuk lebih kecil kurang
kompleks UASs ini stesen kerja boleh digabungkan memerlukan hanya satu
operator.
· (C) COMMUNICATION DATA LINK
Data link adalah istilah yang digunakan untuk menggambarkan bagaimana
perintah UAS dan mengawal maklumat
dihantar dan diterima baik ke dan dari GCS dan autopilot. Operasi UAS
boleh dibahagikan kepada dua kategori: frekuensi radio line-of-sight (LOS) dan
seterusnya line-of-sight (BLOS).
1. Line-of-Sight
Line-of-sight (LOS) operasi merujuk kepada
operasi RPA melalui gelombang radio secara langsung. Dalam Amerika Syarikat
operasi LOS awam biasanya dijalankan ke atas 915 MHz, 2.45 GHz, atau frekuensi radio 5,8 GHz.. Frekuensi
ini adalah industri yang tidak berlesen, sains dan perubatan (ISM) frekuensi
yang dikawal oleh Bahagian 18 Suruhanjaya Komunikasi Persekutuan (FCC).
Frekuensi lain seperti 310-390 MHz, 405-425 MHz dan 1350-1390 MHz adalah
frekuensi LOS yang diskret yang memerlukan lesen untuk beroperasi. Bergantung
pada kekuatan pemancar dan penerima, dan halangan-halangan di antara,
komunikasi ini dapat melakukan perjalanan beberapa batu. Kekuatan isyarat juga
dapat diperbaiki dengan menggunakan arah antena. Arah antena menggunakan lokasi
RPA untuk terus memperbetulkan arah di mana ia selalu mengarahkan isyarat di
RPA. Beberapa sistem yang lebih besar mempunyai antena penerima arah dalam
pesawat yang boleh meningkatkan kekuatan isyarat lebih jauh. Jalur frekuensi
ISM yang digunakan secara meluas untuk membuat mereka lebih terdedah kepada
kesesakan frekuensi, yang boleh menyebabkan UAS kehilangan komunikasi dengan
stesen tanah kerana boleh memberi gangguan isyarat. Frekuensi hopping telah
muncul sebagai teknologi yang mengurangkan masalah ini. Frekuensi hopping
merupakan teknik asas isyarat modulasi digunakan untuk menyebarkan isyarat di
seluruh spektrum frekuensi. Ia adalah frekuensi pensuisan berulang semasa
penghantaran radio yang dapat mengurangkan keberkesanan dalam pemintasan atau
jamming. Dengan teknologi ini, pemancar beroperasi serentak dengan penerima, di
mana ia tetap ditala kepada frekuensi yang sama dengan pemancar.
2.Beyond Line-of-Sight
Di luar line-of-sight (BLOS), operasi merujuk kepada
operasi RPA melalui satelit komunikasi atau menggunakan kenderaan relay,
biasanya pesawat lain. Operator awam mempunyai akses kepada BLOS melalui sistem
satelit Iridium, yang dimiliki dan dioperasi kan oleh Iridium LLC. Kebanyakan UASs
tidak mempunyai keperluan atau keupayaan untuk mengendalikan BLOS sejak misi
mereka dijalankan dalam talian dari pelbagai aspek. Operasi BLOS tentera dilakukan
melalui satelit pada Ku band dalam 12 hingga 18 julat GHz. Satu UAS di pasaran
beroperasi hampir terus-menerus melalui Ku band. Fasa pelancarannya biasanya
dilakukan menggunakan LOS dan kemudian dipindahkan ke pautan data BLOS. Ia
kemudian dipindahkan semula ke LOS untuk kesembuhannya. Dengan peningkatan
teknologi sejak beberapa tahun yang lalu, ia adalah mungkin untuk melakukan
pelancaran dan pemulihan pesawat melalui link data BLOS.
3. Payload
Selain penyelidikan dan pembangunan, kebanyakan
UASs digunakan untuk mencapai misi dan misi
biasanya memerlukan muatan di atas kapal. Muatan ini boleh berkaitan dengan
pengawasan, penghantaran senjata,
komunikasi, penderiaan udara, atau kargo. UASs sering merancang di sekitar muatan yang dicadangkan untuk
mereka kerjakan. UASs memiliki pelbagai muatan. Ukuran dan berat muatan adalah
salah satu perkara yang perlu dipertimbangkan ketika merancang UAS. Kebanyakan aplikasi
komersial platform ini memerlukan muatan yang kurang daripada 5 lbs. Merujuk
kepada misi pengawasan dan penderiaan udara, muatan sensor wujud dalam pelbagai
bentuk yang berbeza untuk misi yang berbeza. Contoh sensor boleh termasuk
elektro-optik (EO) kamera, inframerah (IR) kamera, radar bukaan sintetik (SAR),
atau laser range finder designators.
Pakej sensor optik (kamera) boleh dipasang dengan secara permanent mounting
mereka kepada pesawat UAS yang memberi pengendali sensor pandangan yang tetap sahaja, atau mereka boleh
menggunakan sistem yang dipasang disebut gimbal atau menara. Sistem gimbal atau
pemasangan menara memberikan sensor yang telah ditetapkan pelbagai gerakan,
biasanya dalam dua paksi (menegak dan mendatar). Gimbal atau menara menerima
input sama ada melalui sistem autopilot atau melalui penerima yang berasingan.
Beberapa gimbal juga dilengkapi dengan pengasingan getaran, yang mengurangkan getaran
jumlah pesawat yang dihantar kepada kamera itu memerlukan penstabilan imej elektronik yang kurang untuk menghasilkan
imej yang jelas atau video. Getaran isolasi boleh dilakukan
oleh sama ada pemasangan elastik / getah atau
menggunakan sistem gyrostabilization elektronik
4. Electro-Optical
Kamera elektro-optik dinamakan sedemikian kerana ia menggunakan
elektronik untuk poros, zoom, dan fokus imej. Kamera ini beroperasi dalam
spektrum cahaya yang boleh dilihat. Gambaran
yang dihasilkan boleh dalam bentuk video pergerakan penuh, gambar
statik, atau dicampur gambar dan video.
Kebanyakan kamera ini dengan set muatan EO menggunakan narrow to mid field view
(FOV) lenses. Muatan kamera UAS yang lebih besar juga boleh dilengkapi dengan
wide atau ultrawide FOV (WFOV) sensor.
Sensor EO boleh digunakan untuk pelbagai misi dan digabungkan dengan pelbagai jenis sensor
untuk membuat gambar rata. Ia sering
beroperasi pada siang hari untuk kualiti video yang optimum.
5. Infrared
Kamera inframerah beroperasi dalam julat
inframerah spektrum elektromagnet (Kira-kira
1-400 THz). IR, atau kadang-kadang disebut FLIR untuk pandangan hadapan. Inframerah,
sensor membentuk sebuah gambar menggunakan IR atau radiasi haba. Dua jenis
kamera IR digunakan untuk muatan UAS cooled dan non-cooled. Cooled cameras biasanya
lebih mahal dan lebih berat dari noncooled camera. Cooled cameras yang moden didinginkan
oleh cryocooler yang menurunkan suhu sensor ke suhu kriogenik (Di bawah 150 °
C). Sistem ini boleh dibuat untuk menghasilkan imej-imej dalam inframerah midwave (MWIR) jalur spektrum di
mana perbezaan haba tinggi. Jenis kamera ini juga boleh direka bentuk untuk berfungsi
di dalam gelombang panjang inframerah (LWIR) band. Secara umum, cooled camera menghasilkan
gambar berkualiti tinggi daripada uncooled camera.
Non-cooled kamera menggunakan pengesan yang berada
pada atau di bawah suhu ambien
dan berfungsi melalui perubahan rintangan atau voltan
yang terhasil apabila dipanaskan
oleh pengesan radiasi inframerah. Pengesan Non-cooled
dirancang untuk bekerja dalam
LWIR band dari 7 hingga 14 mikron panjang gelombang,
di mana sasaran suhu daratan
memancarkan kebanyakan tenaga inframerah mereka.
6. Laser
Seorang pencari julat laser menggunakan
sinar laser untuk menentukan jarak ke objek. Laser designator menggunakan laser
beam untuk designate sasaran. Laser designator
mengirimkan satu siri denyutan berkod yang memantulkan balik kepada target dan
dikesan oleh penerima. Walau bagaimanapun, kelemahan menggunakan penanda laser
ini ialah laser mungkin tidak tepat jika keadaan atmosfera tidak jelas, seperti
hujan, awan, debu bertiup, atau merokok. Laser juga boleh diserap oleh cat
khusus atau memantulkan dengan salah tetapi tidak secara keseluruhan.
(D) LAUNCH AND RECOVERY
Pelancaran dan pemulihan elemen (LRE) dari
UAS adalah salah satu aspek yang paling laborintensive dalam operasi UAS .
Beberapa UASs mempunyai prosedur LRE sangat rumit. Sistem yang lebih besar
mempunyai prosedur dan peralatan khusus
yang menyediakan, melancarkan, dan memulihkan RPA. Panjang landasan mencapai sehingga
10,000 kaki dan peralatan sokongan seperti kapal tunda tanah, trak bahan api
dan Ground Power Unit (GPU) diperlukan untuk UASs yang besar. VTOL UASs yang
bersaiz kecil cenderung untuk mempunyai
prosedur kurang kompleks dan peralatan
ketika ke LRE. UASs lain, seperti Raven
diproduksi oleh AeroVironment Inc., mempunyai LRE sangat kecil kerana mereka
boleh menjadi hand launched dan pemulihan
dengan onboard parachute. Terdapat
banyak cara untuk melakukan pelancaran dan operasi pemulihan untuk UASs pada
masa kini. Kebiasaannya melibatkan sistem katapel untuk mendapatkan kelajuan pesawat
dalam jarak yang singkat. The Aerosonde Mark 4.7 diproduksi oleh Aerosonde
mempunyai pilihan peralatan LRE. Ia
boleh dilancarkan menggunakan ‘car top launcher’ di mana kenderaan darat
digunakan. Untuk membolehkan UAS untuk mencapai kelajuan terbang . Sistem ‘catapult’
juga boleh didapati untuk Aerosonde.
Bagi fasa pendaratan, ia boleh “belly land” di atas rumput atau permukaan kasar, atau ia boleh mendapatkan
semula ke dalam jaring yang bergerak.
(F) HUMAN ELEMENT
Unsur yang
paling penting dalam UAS adalah unsur manusia. Pada titik ini, unsur manusia
diperlukan untuk operasi UAS. Elemen ini terdiri daripada juruterbang, sensor, dan ‘supporting ground crew’. Seperti yang dinyatakan sebelum ini, sebahagian kedudukan boleh
digabungkan bergantung kepada kerumitan sistem. Di masa hadapan, unsur manusia
mungkin akan lebih kecil selari dengan kemampuan teknologi yang maju. Sebagai pesawat komersial dari masa
lalu, automasi memerlukan kurang interaksi
manusia. UAS ‘pilot-in-command’ diberi tanggungjawab untuk memastikan
operasi selamat dijalankan .
SUMBER: INTRODUCTION TO UNMANNED AIRCRAFT SYSTEMS, Edited by Richard K. Barnhart • Stephen B. Hottman Douglas M. Marshall • Eric Shappee, 2012 by Taylor & Francis Group, LLC
TERIMA KASIH SINGGAH! KALAU SUKA LIKE O COMMENT :)
Di Malaysia ia boleh
digunakan sebagai pembantu dalam aktiviti pemantauan udara siang dan malam dan
pada sebarang cuaca. 
Kemampuannya untuk merekodkan segala data-data secara terperinci dengan pembinaan struktur kerangka dari pelbagai peralatan elektronik dan optik di badan pesawat
