• Il primo velivolo senza equipaggio — Curtiss N9
   
• Primo velivolo senza pilota in grado di trasportare esplosivi al suo obiettivo
   
• Costruito da Elmer Sperry e Peter Cooper Hewitt per la Marina degli Stati Uniti durante la prima guerra mondiale
• Una parte della tecnologia di questo aereo telecomandato è stata ispirata dalla "tele-automazione", una tecnologia utilizzata per il controllo dei siluri sott'acqua nel 1893.
   
• Altri aerei che sono stati successivamente costruiti per l'esercito per servire come un ‘siluro aereo' sono stati il Liberty Eagle, TDN-1 ‘drone d'assalto'

Fig. 1 Curtiss N9

Fig. 2 Liberty Eagle

Fig. 3 TDN-1 ‘Drone d'assalto’

• I disegni iniziali dei fratelli Wright erano difficili da controllare.
   
• Sono stati attribuiti per lo sviluppo del controllo a tre assi ampiamente utilizzato (Yaw/Pitch/Roll) per più pesante che aereo pilotato.
   
• Un altro famoso scienziato di quel tempo, il Dr. Samuel P. Langley dedicò i suoi sforzi per realizzare voli stabili con equipaggio. Ma non è riuscito ad avere successo nonostante abbia ricevuto sovvenzioni dal governo e dall'esercito.
   
• Alcune aree che hanno visto uno sviluppo significativo sono state le strutture ottimizzate, l'aerodinamica, le superfici di controllo, la configurazione dell'ala di sollevamento

Fig. 7 Wright Flyer

Fig. 8 Langley Aerodrome No. 6 del Dr. Langley

• Diverse invenzioni hanno contribuito allo sviluppo di aerei pilotati da remoto, ovvero aerei senza equipaggio/Drones.
   
• Prima dell'invenzione degli aerei, la discopvery delle onde radio e il suo uso per la trasmissione del segnale wireless portarono all'invenzione di quella che fu allora chiamata "Teleautomazione".
   
• I siluri subacquei furono inventati nel 1898 per guidare gli esplosivi alle navi nemiche usando la teleautomazione.
   
• Un'altra tecnologia specificamente progettata per i siluri era il giroscopio a tre assi di Elemer Sperry.
   
• Queste tecnologie menzognere hanno permesso a Sperry di perfezionare il suo design del primo pilota automatico meccanico affidabile.

Fig. 9 Barca giocattolo guidata da Teleautomation di Nikola Tesla

Fig. 10 Giroscopio meccanico a tre assi

• Secondo la Federal Aviation Administration (FAA) — Un sistema aereo senza equipaggio è un aeromobile senza equipaggio e l'equipaggiamento necessario per il funzionamento sicuro ed efficiente di tale aeromobile.
   
• Un aereo senza equipaggio è un componente di un UAS.
   
• Tutti gli aeromobili operati senza la possibilità di un intervento umano diretto dall'interno o dall'aeromobile sono classificati come Unmanned Aircraft VHeycle (UAV). (Legge pubblica 112-95, articolo 331, paragrafo 8).

Fig. 11 Piattaforme UAS ala fissa CTOL* (sinistra) e multirotore** (destra)

* Take-off & atterraggio convenzionale
** Decollo verticale & atterraggio

• Per comprendere il blocco di base di UAS si richiede la comprensione delle informazioni fondamentali sul controllo del veicolo, la stabilizzazione e la progettazione del sensore
   
• I metodi di controllo utilizzati in un UAS possono essere ampiamente classificati in:
  • Controllo manuale  – Questo consente a un pilota UAS esperto di manipolare con precisione la traiettoria di volo e l'esito prevedibile di un UAV
  • Controllo stabilizzato — Questo consente a un operatore di manipolare con precisione la posizione di un aeromobile attraverso un pilota automatico a bordo dell'UAV. Il livello di autonomia per l'UAV è più alto in questo caso.
  • Controllo automatizzato — Questo scenario di controllo richiede la minor quantità di controllo dell'operatore. Attraverso l'uso del software viene pianificata una missione completa prima dell'implementazione e il controllo completo viene assunto dal software di controllo a terra e dal pilota automatico a bordo.

Fig. 12 Different levels of UAS Autonomy

• Il carico utile è definito come il peso totale che un UAV può trasportare. Non include il peso della piattaforma stessa.
   
• Il tipo di carico utile può variare a seconda degli obiettivi della missione delle piattaforme. In genere, vengono utilizzati per la raccolta di dati come immagini, video, temperatura, coordinate, ecc.
   
• I carichi utili tipici utilizzati su UAV sono::
  • Sensori di imaging elettro-ottici
  • Sensori RGB visibili
  • Sensori IR (Infrarosso)
  • SensoriLiDAR (Light Detection & Ranging)
  • SAR (radar di apertura sintetica)

• Il software è un componente chiave di qualsiasi sistema UAS indipendentemente dal livello di autonomia che l'UAV ha.
   
• L'autopilota a bordo, l'elaborazione dei dati a terra e molte altre funzioni oggi sono soddisfatte dal software.
   
• I software tipici che sono oggi disponibili in commercio sono:
  • Software di gestione della flotta UAS
  • Software di pilotaggio automatico
  • Sensor Data Asset Management
  • Software di fotogrammetria analitica
  • Rilevamento dei cambiamenti e apprendimento automatico 
  • Software di visione computerizzata
  • Software autonomo di pianificazione delle traiettorie di volo

Fig. 18 UAV pianificazione della traiettoria di volo Interfaccia utente