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Nº DE PALABRAS : 7.808
Ministerio de Defensa Armada
Escuela de Especialidades “Antonio de Escaño” TRABAJO FIN DE CURSO
MEDIDAS CONTRA UAV’s
VIII CURSO OBTENCIÓN ESPECIALIDAD COMPLEMENTARIA “SISTEMAS DE
COMBATE” PARA OFICIALES DEL CUERPO GENERAL DE LA ARMADA
Autor/es: TN. SERGIO AMAYA MOSQUERA MARZO 2018
TN. JORGE FIOL BOLIVAR
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ÍNDICE
1. UAV/Drone............................................................................................................ 3
1.1 Definición y aspectos generales. ................................................................. 3
1.2 Uso creciente en la última década. .............................................................. 4
1.3 Modos de funcionamiento. ........................................................................... 6
2. Problemática actual. ............................................................................................ 8
2.2 Inconvenientes y amenazas que ofrecen. ................................................... 8
2.2 UAV’s sobre recintos y unidades militares. .................................................. 9
3. Métodos de detección. ...................................................................................... 10
3.1 Factores que influyen en la detección de UAV´s. ...................................... 10
3.2 Sensores para detección de UAV´s. .......................................................... 11
4. Medidas contra UAV´s. ..................................................................................... 14
4.1 Medios para neutralizar UAV´s. ................................................................. 14
5. Conclusiones. .................................................................................................... 21
5.1 ¿Presentan realmente una amenaza para la Armada? ............................. 21
5.2 Doctrina. Presente y futuro. ....................................................................... 22
5.3 Posibles medidas contra UAV en unidades de la Armada. ........................ 23
6. Glosario de términos. ........................................................................................ 29
7. Bibliografía. ........................................................................................................ 30
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1. UAV/Drone.
1.1 Definición y aspectos generales.
¿Qué es exactamente un UAV? ¿Es lo mismo que un Drone? ¿Es indiferente usar
cualquiera de los dos términos?, a lo largo del tiempo se ha llamado a las aeronaves no
tripuladas de numerosas formas. Sin embargo, la palabra dron es un término popular
que no resulta muy específico a pesar de su empleo común.
El origen de “dron” proviene del ámbito militar. En los años 40, los ingleses habían
desarrollado uno de los primeros UCAV (Unmanned Combat Aerial Vehicle o
aeronaves de combate) que se llamaba “Killerbee” (abeja asesina). Cuando se creó
una unidad de observación (y no de combate) se la denominó “Drone”, traducido
literalmente como zángano, creando un juego de palabras con el nombre anterior y que
a día de hoy, aún se mantiene este mote que se puso a los aviones espía no tripulados.
Fue desde hace unos años, cuando en ámbitos militares comenzó a usarse el término
de “Vehículos Aéreos No Tripulado” (en inglés, Unmanned Aerial Vehicle; UAV),
nombre que actualmente está algo en desuso en el ámbito civil, según indica la
directiva de la Asociación Española de RPAS -AERPAS- (el concepto RPA, Remotely
Piloted Aircraft, surgió en Estados Unidos cuando se comenzó a extender el uso de
estos aparatos entre la población civil para evitar que las personas sintieran temor con
estos equipos sólo por pensar que no había nadie controlándolos y es el término
preferido por las agencias de aviación internacionales). Por lo tanto, UAV es el término
más adecuado para referirse al objeto volador empleado para fines profesionales y/o
recreativos de tipo militar o civil.
Sin embargo, cabe destacar que cuando se habla de UAV, se está refiriendo solo al
aparato que vuela, debido a que cuando se trata del sistema completo, es decir, el
avión más el sistema de control, su nombre pasa a ser UAS (Unmanned Aerial
System), que significa sistema aéreo no tripulado.
Atendiendo a su techo de vuelo, su rango de operatividad y su superficie equivalente
radar, los UAV pueden clasificarse (Fig. 1.1) como:
- CLASE I: dentro de los cuales se encuentran los UAV “Micro”, “Mini” y “Small”.
- CLASE II: formando por los UAV “Tácticos”.
- CLASE III: divididos en “MALE” (Medium Altitud Long Endurance) y “HALE” (High
Altitud Long Endurance).
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En este trabajo se tratarán medidas contra UAV pertenecientes a la Clase I, ya que las
Clases II y III, debido a sus características físicas y de vuelo, son tratadas con
contramedidas aéreas convencionales.
1.2 Uso creciente en la última década.
La constante globalización del mundo en el que vivimos, el acercamiento que nos
aporta internet a la adquisición de nuevas tecnologías y el abaratamiento en los costes
de estas, ha provocado un enorme aumento en el uso de esta clase de dispositivos,
creados en su principio con fines militares, y que a día de hoy están a la venta como
producto para uso por parte de empresas civiles, para ocio o incluso como juguetes.
El mercado actual nos muestra un amplio abanico sobre estos dispositivos, a la venta
comúnmente con el nombre de “Drones”, aportando usos y facilidades en campos
como el deporte, la fotografía o el aeromodelismo. Son ya muchas las empresas que
cuentan con ofrecer este tipo de medios en un futuro muy cercano, de manera que será
algo común verlos al servicio de industrias como la de mensajería o paquetería,
limpieza, video vigilancia o sanitaria.
Km
ALTITUD
60.000’
40.000’
3.000’
10 20 30 40
100 200
1.200’
1.000’ 200’
MINI
SMALL
TÁCTICO
MALE
HALE
MICRO
RCS m2
0,001 0,01 1 > 10 4-5
CLASE III
CLASE II
CLASE I
Figura 1.1. Clasificación UAV atendiendo a espacio de trabajo y RCS.
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Pero todos estos avances, en las manos equivocadas, pueden pasar de ser una ayuda
en el día a día a ser una amenaza indiscriminada a la sociedad; ya que pueden ser
usados como medios de espionaje, como portadores de explosivos o incluso para
rociar de un modo rápido y extenso un agente NBQ de manera fácil y aportando un
gran anonimato al autor del delito. De hecho ya datamos de algunos hechos en los que
se han infringido espacios aéreos y zonas de alta sensibilidad en nuestro país, creando
ciertos estados de alarma y una alerta social hacia un “enemigo” desconocido. Es por
ello que desde unos años atrás se están creando ciertas normas que prohíban la libre
circulación con la intención de evitar accidentes, actividades ilícitas o incluso atentados
terroristas. El Reglamento de la Circulación Aérea establece, como regla general, que
las aeronaves no volaran sobre aglomeraciones de edificios, en ciudades, pueblos o
lugares habitados o sobre una reunión de personas al aire libre. Desde hace varios
años y en particular desde 2016 en España, con la redacción del Real Decreto
601/2016, de 2 de diciembre, por el que se aprueba el Reglamento de la Circulación
Aérea Operativa, se han ido implementando normas y reglamentos europeos que
regulan la actividad aeronáutica, recayendo la responsabilidad administrativa sobre la
Agencia Estatal de Seguridad Aérea.
Las compañías que deseen realizar trabajos aéreos sobre núcleos urbanos o centros
de interés (operaciones aéreas especializadas) deben estar inscritas en un registro,
estar autorizadas para esa actividad y sus vuelos deben de cumplir una serie de
requisitos como son:
- Alturas de vuelo, que será superior a 300 metros sobre el obstáculo más alto
dentro de un radio de 600 metros medidos desde la aeronave o la que permita un
aterrizaje de emergencia en caso de parada de motor (la que sea mayor).
- Presentación de un Plan Operacional que contenga el área urbana a sobrevolar,
características técnicas de la aeronave, particularidades urbanísticas, procedimientos
en caso de emergencia, aterrizaje de emergencia, etc.
- Elaboración de un Manual Básico de Operaciones que contenga el plan
operacional con indicación en plano de las rutas, itinerarios, puntos de paso, alturas de
obstáculos, etc.
- En caso de realizarse el vuelo sobre una zona de control, estará sujeto a las
autorizaciones e indicaciones del Servicio de Control de Tránsito Aéreo.
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1.3 Modos de funcionamiento.
Para entender el modo de funcionamiento de un UAV, debemos estudiar primero sus
tres elementos bien diferenciados:
- El vehículo o plataforma en si.
- La carga útil.
- El sistema de control en tierra o estación.
El vehículo o plataforma, está formado por el fuselaje, el sistema de propulsión, el
sistema de control de vuelo, el sistema de navegación de precisión y los sistemas de
detección; y es el medio para transportar y cumplir la misión de la carga útil. El UAV
puede operar a muchas alturas, debido a esto debe llevar un sistema de propulsión
acorde con la misión. Desde propulsión eléctrica para misiones silenciosas a baja cota,
hasta propulsión con turbinas cuando la misión es a gran distancia y el UAV tiene que
trepar a grandes alturas.
El sistema de control de vuelo garantiza que el UAV siga automáticamente el vuelo
preprogramado por la estación de control en tierra o embarcada. Este vuelo será
programado de tal forma que se ajuste lo más posible a la misión encomendada, con la
posibilidad de poder modificarlo en cualquier momento.
La carga útil puede variar desde sensores infrarrojos, electro-ópticos, sistemas de EW y
scanners hasta radares e incluso diferentes tipos de municiones. Por lo general, un
UAV tiene capacidad para poder transportar más de una carga útil a la vez. El propósito
fundamental del UAV es almacenar y posteriormente entregar a una unidad, datos de
una zona que debido a su peligrosidad sea desaconsejable enviar una aeronave
tripulada. La carga útil por tanto, al ser el fin último de la misión se convierte en la parte
más importante del UAV.
El último elemento que conforma el UAV, el sistema de control, que puede ser tanto en
tierra como en una estación embarcada, cuenta con sistemas de Navegación, displays
de monitorización del diagnóstico y estado del sistema, displays de aviónica de vuelo,
sistemas de cartografía gráfica, sistema de comunicaciones seguras y procesadores de
datos interno. La Estación de Control en tierra o embarcada es la parte integral del
sistema UAV que controla al vehículo en el espacio aéreo. Esta Estación aloja al piloto
del UAV y al jefe de la misión y de cara al exterior debe parecer que ambos vuelan en
el interior del vehículo. Para lograr todo esto, La Estación de Control debe poseer
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comunicaciones seguras no solo con el vehículo, si no también con todo tipo de
agencias de control del espacio aéreo, ya sean locales, regionales, nacionales o
internacionales.
El pilotaje es muy similar al de una aeronave convencional, salvo que el piloto se
encuentra en tierra o embarcado. El piloto dispone de la misma instrumentación y de
los mismos sistemas de navegación empleados en aeronaves convencionales. El UAV
también puede volar de forma autónoma controlado por un piloto automático que se
puede activar y desactivar desde el centro de control.
Dentro del UAV, su ingeniería para el vuelo no es muy complicada, siendo la carga útil
(diferente tipo de sensores, armamento, antenas…) la parte más costosa. El vuelo más
sencillo es posible gracias a un componente llamado autopiloto (hoy en día existen de
20 gramos de peso para los mini-UAV´s). Estos componentes ya no resultan ser un
monopolio de las grandes empresas aeronáuticas y se pueden encontrar en el mercado
de una forma fácil debido a su gran oferta, de ahí se deduce su reducido precio. A
medida que avanza la tecnología estos autopilotos disminuyen de tamaño y pueden
llegar a ser más pequeños que un bolígrafo con lo cual el tamaño de la aeronave será
por consecuente menor, siendo lo único que limite su tamaño la carga útil que esté
diseñado a portar.
Para el vuelo más simple es necesario un autopiloto, un vehículo que aloje el autopiloto
en el interior de su fuselaje y que tenga conexiones con los diferentes servos de la
aeronave, una antena transmisora basada en tierra y un ordenador. El funcionamiento
es tan simple como que el autopiloto recibe los datos que se le envían desde tierra, los
interpreta y le da órdenes a los servos. Los servos reciben las órdenes del sistema y
controlan mecanismos como alerones, timones, puertas de carga, cámaras…El
ordenador es el encargado de ordenar rutas, misiones y cambios de rumbo al vehículo
gracias a un software conectado a un sistema GPS. La conexión entre el ordenador y la
antena transmisora puede llegar a ser tan sencilla como un cable USB.
El combustible utilizado para esta clase de aeronaves no tripuladas puede ser muy
variado, desde gasolina, combustible pesado JP5 o baterías, hasta el que dicen que
será el nuevo combustible del futuro, la célula o pila de combustible.
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En cuanto al uso del espectro electromagnético, los UAV´s comúnmente utilizan las
Bandas G-H (4-8 GHz) para los enlaces LOS (Line of sight) y la Banda J (12-18 GHz)
para los enlaces BLOS (Beyond line of sight) a través de satélite de comunicaciones.
2. Problemática actual.
2.2 Inconvenientes y amenazas que ofrecen.
Como ya se ha explicado en el punto anterior, los UAV pueden ser un riesgo para la
navegación aérea y un arma terrible en el momento que los terroristas reparan en ellos.
Incluso constituyen una amenaza para la intimidad, pues con la gran variedad de
sensores con los que pueden contar, están ya en condiciones de convertirse en ese
“gran hermano” que invada nuestra intimidad desde el aire. A todo esto, hay que sumar
los problemas de seguridad aérea que pueden suscitar, ya que se tratan de objetos
bastante pesados que a gran velocidad, una colisión con uno de ellos equivaldría a
chocar con una bandada de pájaros; problema reiterado en la aviación, que por
ejemplo en febrero de 2009 obligó a un avión comercial de US Airways a aterrizar de
emergencia en las aguas heladas de río Hudson, en Nueva York.
Trasladando todos estos problemas al escenario militar, no son menos los riesgos que
pueden ofrecer tanto a los recintos y unidades como al personal. Un UAV equipado con
sensores infrarrojos y electro-ópticos es capaz de realizar vuelos de reconocimiento y
obtención de inteligencia que no solo cree una desventaja estratégica, sino que
también puede encontrar los puntos más vulnerables de aquello que sobrevuela.
Si a los elementos que conforman la carga útil, se le añade algún tipo de explosivo, se
crea un arma con un rango de acción muy amplio, con unos costes muy bajos y una
capacidad de adquisición elevada, ya que comprar un UAV está al alcance de
cualquiera; Amazon, por ejemplo, vende más de cien modelos de quince fabricantes
diferentes. Este arma de diseño rudimentario y que no necesita de grandes
conocimientos ni de aeronáutica ni de ingeniería estaría dentro del “modus operandi”
del terrorismo global que azota en la actualidad al mundo, y les permitiría crear
situaciones de incertidumbre, así como anular unidades valiosas haciéndolos detonar
en puntos vulnerables de estas.
No hay que olvidar, que si en lugar de añadir explosivo a la carga útil, lo que se añade
es cualquier producto de carácter NBQ, se crea un arma mucho más letal y que
actuaría de manera indiscriminada, ya fuera contando con un rociador que daría al UAV
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la capacidad de esparcir un agente a lo largo de un área de dimensiones
considerables; o haciéndolo mediante su autoderribo contra zonas aglomeradas.
2.2 UAV’s sobre recintos y unidades militares.
Que los UAV puedan ser utilizados como armas capaces de acceder a recintos
militares o de alta sensibilidad sin ser detectados no son solo suposiciones, ya que tan
solo en España se han producido varios incidentes relacionados con estos actos, que
en el caso de haber contenido explosivos o ir con una misión mal intencionada, podrían
haber sido más que solo una noticia.
En ellos, UAV’s de Clase I sobrevolaron áreas restringidas dejando a la vista carencias
en medios tanto de detección como de neutralización:
- A lo largo del mes de julio del 2015 se producen sobrevuelos de UAV’s de Clase I
sobre el Palacio de la Zarzuela que dispararon cantidad de temores y especulaciones.
Según unas fuentes, los miembros de seguridad consiguieron en algunas ocasiones
neutralizarlos con inhibidores de frecuencia, sin embargo en otras mencionan que fue
con armas de fuego. Aunque se barajó que los autores de estos hechos fueran
periodistas, no se descartaron posibles motivaciones terroristas.
- Durante la celebración del festival de música BBK Live, en julio del 2016 en
Bilbao, se producen varios vuelos ilegales de UAV’s sobre los más de 100.000
espectadores que acudieron al evento. La Agencia Estatal de Seguridad Aérea (AESA)
abrió una investigación para tratar de identificar al operador responsable de ello, ya que
entre otros mandatos infringidos, está el de sobrevolar grandes aglomeraciones de
personas.
- A principios de enero del 2017 la Policía Nacional de Castellón estrelló por
seguridad un pequeño UAV dotado de una cámara de grabación de alta calidad que
sobrevolaba la comisaría de la ciudad. Se detectó su presencia en las proximidades de
la comisaría y, al aproximarse al perímetro de seguridad, los sistemas electrónicos de
protección entraron en funcionamiento e hicieron estrellar el artilugio en un edificio
contiguo, el tejado del Palau de la Festa.
- El 4 de abril del mismo año, El equipo de seguridad de la base militar de Loiola
detectó que un UAV de pequeñas dimensiones sobrevolaba sin autorización el área
restringida del acuartelamiento. Tras dar el correspondiente aviso a los soldados que
se encontraban en ese momento realizando labores de vigilancia en el perímetro, uno
de ellos disparó con su arma reglamentaria contra el aparato que terminó derribado.
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- Otro hecho que cabe destacar, aunque en este no hubiese vuelo de ningún tipo
de aeronave, es la detención en 2012 de tres miembros de Al Qaeda los cuales
contaban con gran cantidad de explosivos. Estos terroristas, que planeaban un
atentado en España y/o en otro país europeo, habían sido preparados para el uso de
ultraligeros y aviones teledirigidos.
3. Métodos de detección.
Dentro de las acciones para defenderse de posibles ataques por parte de UAV´s, tanto
a unidades como a instalaciones militares, sin ningún tipo de duda la más importante es
la detección temprana de la aeronave no tripulada para poder tener más tiempo de
reacción y por lo tanto una mayor probabilidad de enfrentar la amenaza.
Este tipo de aeronave, como ya se explicó en apartados anteriores, ha significado un
mayor riesgo debido a su versatilidad y las distintas configuraciones con las que se
equipan dichos UAV´s además de que las características físicas y técnicas de este tipo
de vehículos hace que su detección sea más difícil que con las aeronaves
tradicionales.
3.1 Factores que influyen en la detección de UAV´s.
A pesar de la multitud de factores que pueden afectar a la hora de detectar a este tipo
de aeronaves en este trabajo se hará hincapié en los más importantes.
- RCS.
Los UAV´s clase I son aeronaves no tripuladas de pequeño tamaño, que por lo general
vuelan a baja altitud y baja velocidad. Su superficie equivalente radar es muy pequeña
y esto dificulta mucho su detección y seguimiento.
- Emisiones electrónicas.
Otro de los factores a tener en cuenta para la detección de estos UAV´s es utilizando
ESM (Electronic Support Measures) para intentar detectar las emisiones producidas por
la aeronave y utilizarlas para su detección e incluso su identificación.
- EO/IR.
También debe valorarse la posibilidad de incluir equipos optrónicos e IR. Estas
aeronaves desprenden calor debido a sus métodos de propulsión y elementos
electrónicos, si bien es verdad que su detección mediante estos métodos se producirá
a poca distancia ya que su firma IR es bastante débil.
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- Características acústicas.
Aunque es evidente que este factor influirá en mayor medida dependiendo del tipo de
propulsión con la que se haya construido el UAV, el ruido producido por el UAV se verá
afectado por las condiciones meteorológicas por lo que la distancia de detección
variará.
3.2 Sensores para detección de UAV´s.
Una vez que se han expuesto los factores que influyen para poder detectar y seguir
una aeronave no tripulada.
No todos los métodos que existen en la actualidad para la detección y seguimiento de
UAV´s pueden utilizarse para todos ellos, es por ello que los medios de detección que
se planean a nivel mundial son sistemas polivalentes con varios tipos de equipos para
la explotación de esos factores explicados anteriormente. A continuación se expondrán
los distintos medios que se usan actualmente para la detección y seguimiento de
dichas aeronaves.
- Radar Activo/Pasivo
Es el sistema más generalizado y con el que, por normal general, se obtiene el
resultado más eficiente.
Nos permite, además de la detección y seguimiento del blanco, nos permite conocer su
velocidad (únicamente en radares activos).
Tiene un alcance elevado y es un sistema muy robusto.
Baja sensibilidad a fenómenos climatológicos adversos.
Dificultad en la detección de UAV´s muy pequeños, generalmente los de tipo comercial.
Poco eficaz en detectar UAV´s volando a ras de suelo.
- Equipos ESM.
Son los encargados de detectar las emisiones electromagnéticas que emite el blanco
para la comunicación con su centro de control y el piloto.
Nos permite detectar al blanco y darnos su demora e incluso saber exactamente a qué
tipo de UAV nos enfrentamos, siempre y cuando tengamos inteligencia del UAV que
detectemos.
Además son equipos de gran movilidad ya que se pueden embarcar en camiones,
aviones y buques.
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El principal inconveniente de este sistema es que si el UAV no mantiene
comunicaciones con su estación de control ni realizar navegación por GPS (autopiloto),
no se puede detectar con estos equipos.
- Sensores EO/IR.
Son equipos que nos permiten detectar al objetivo y seguirlo visualmente mediante
equipos ópticos y térmicos (Fig. 3.1).
Son sensores que nos permiten la identificación positiva del blanco y nos induce a
cometer menos errores de detección ya que este método es por identificación visual.
Nos permite el seguimiento visualmente de contactos por la noche.
Poco sensible a fenómenos climatológicos.
Uno de los grandes inconvenientes que tiene este sistema es la escasa distancia a la
que se puede identificar el blanco positivamente.
Su velocidad de escaneo a la hora de buscar el blanco es bastante lenta y no nos
permite el seguimiento de dos contactos o más.
Huella térmica muy reducida en este tipo de vehículos.
- Sensores acústicos.
Nos permiten la detección y seguimiento a través de las emisiones de ruido emitidos
por el contacto (Fig. 3.2).
Este sistema puede ser instalado de dos maneras diferentes dependiendo de la antena
que se instale.
Por un lado la antena omnidireccional nos proporciona mayor facilidad en su
mantenimiento y es a todas luces más económica pero no nos permite la triangulación
Figura 3.1. Sensor multifunción.
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de blancos y hace compleja la eliminación de armónicos y fenómenos climatológicos
como nos pasa si se instala una antena direccional.
Además, la antena direccional nos da una mayor movilidad al poder embarcarla en
equipos y nos permite discernir la dirección de la amenaza e incluso el tipo de
propulsión usada por el UAV pero a un precio más elevado.
El problema más importante independientemente de la antena que se coloque es que
para identificar un UAV se necesita una extensa biblioteca de firmas acústicas.
- Personal adiestrado.
Última línea de defensa en el caso de que el resto de equipos han fallado en la
detección.
Es el menos complejo de los sistemas y además el menos eficaz.
Muy poco alcance de detección pero podría enfrentar la amenaza a corta distancia
donde quizá ningún otro medio de defensa podría.
Es importante establecer unas reglas de enfrentamiento específicas para vehículos
aéreos no tripulados, así como un adiestramiento determinado tanto para la
identificación de la amenaza como para enfrentarla con los medios necesarios y
proporcionados.
Cada sistema de detección y seguimiento tiene sus ventajas y desventajas y es por eso
que todos los países implicados en el uso e investigación de tecnología referente a
UAV´s tienden a combinar varios de estos equipos de detección para suplir las faltas
inherentes a cada uno de ellos individualmente.
Figura 3.2. Sensor acústico Hydra.
.
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4. Medidas contra UAV´s.
En este apartado se explican las acciones que se toman una vez que el contacto ha
sido detectado, clasificado y se mantiene seguimiento sobre él. Para este tipo de
acciones se usarán equipos para la neutralización acorde al tipo de amenaza.
Hay que hacer una especial mención a que hay una inmensa variedad de drones en el
mercado. La seguridad de dichos drones es directamente proporcional a la inversión
que las empresas han destinado para la mejora de los medios de seguridad de dichos
drones. Esto implica que los drones de uso militar son mucho más seguros que los
drones que podemos adquirir en tiendas o internet. Las medidas contra UAV´s que se
mencionan a continuación están especialmente enfocadas a drones de uso militar, por
su alto nivel de seguridad, por lo que se deduce que son altamente efectivos contra
drones civiles.
4.1 Medios para neutralizar UAV´s.
Muchas son las armas y equipos utilizados para la neutralización de UAV´s una vez
que han sido detentados, identificados y se mantienen en seguimiento.
La elección del arma o equipo que se va a utilizar para neutralizar la aeronave no
tripulada depende de factores en muchos casos técnicos, en otros por la situación y
cinemática del objetivo o por la situación táctica como se explicará a continuación sin
olvidarnos de las condiciones meteorológicas. Hay que tener en cuenta que estas no
sólo afectan a los medios de detección y neutralización si no que afectan de manera
importante al propio dron.
- Medidas de bajo nivel tecnológico.
Estas medidas pueden considerarse como la última defensa posible ante la amenaza
de UAV´s. Esto se debe a que son medidas de un bajo nivel tecnológico y por lo tanto,
de fiabilidad bastante más reducida que los medios más tecnológicos aunque tienen la
ventaja de ser mucho más baratos.
Algunas de las más importantes de estos medios de defensa son:
Personal armado.
Sería la opción más básica de medida contra UAV. Personal equipado con
armas de fuego de pequeño calibre y basando su puntería en el adiestramiento
personal. Para esta opción, las escopetas de postas serían las armas más
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adecuadas ya que ofrecen una mayor cobertura, sin embargo disminuye la
cadencia y el alcance efectivo.
Halcón interceptador.
La presencia en los últimos años de este tipo de ave rapaz no es extraña en
instalaciones como aeropuertos, aeródromos y bases aéreas, sin ir más lejos,
desde hace años en la base naval de Rota existe esta figura.
La función de este halcón (Fig. 4.1), con el adiestramiento pertinente, es la de
atacar drones que vuelen a baja altura y baja velocidad.
Dron contra Dron.
Son drones utilizados para interceptar otros drones. Para ello utilizan material
muy variado, siendo los más comunes aquellos dotados con armamento o con
medios para atraparlos como las redes.
Bombas de agua.
Este método consiste simplemente en, mediante la utilización de una bomba de
agua, el uso de un chorro de agua a mucha presión y de gran alcance para
derribar el dron. El ejemplo más común es un camión de bomberos, este tiene la
ventaja de la movilidad.
- Armamento y municiones.
Es un arma mucho más barata y de un uso más proporcional que los misiles. Por
norma general, las armas de este tipo no tienen integrados complejos sistemas de
guiados por lo que no son los más eficaces para abatir objetivos del tamaño de un UAV
debido a su escasa puntería ya que en la mayoría de los casos la eficacia de dicho
arma depende de la habilidad de su tirador.
Figura 4.1. Halcón neutralizando un dron.
.
.
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Este armamento puede clasificarse dependiendo de su calibre: Armamento ligero
(5,56mm-12,7mm), armamento pesado (20mm-57mm) y cañones (a partir de 76mm).
El armamento ligero y los cañones no son considerados muy eficaces contra UAV´s.
El armamento ligero puede, dependiendo del fuselaje del UAV, no dañar al vehículo lo
suficiente para impedir el cumplimiento de su misión, además de que, como se explicó
anteriormente, la puntería depende del tirador y de su adiestramiento.
Los cañones pueden causar enormes daños y existe munición específica para objetivos
aéreos además de poseer complejos sistemas de guiado pero su cadencia de fuego y
la limitación por proximidad hacen que no se recomiende su uso para este tipo de
menesteres.
Por otro lado el armamento pesado tiene el calibre necesario para dañar el objetivo y
en muchos casos sistema de guías complejos con lo que son los más utilizados para
abatir aeronaves no tripuladas clase I.
La munición se divide en los tres casos siguientes:
Kinetic energy amunnition- Consisten en municiones subcalibradas de gran
poder de penetración, se usa tanto para ataques a objetivos en tierra como para
objetivos aéreos.
High explosive- Munición cargada con alto explosivo. La munición que se
usa de este tipo contra UAV´s es la multipropósito ya que además de ir cargada
con el alto explosivo está fragmentada para un mayor daño.
Air burst amunnition- Munición muy polivalente ya que nos permite enfrentar
una gran variedad de objetivos tanto en tierra como aéreas. Para ello permite
una configuración como espoleta de impacto o de proximidad con munición de
alto explosivo o fragmentado respectivamente (Fig. 4.2).
Figura 4.2. Munición Air Burst de 30mm.
.
.
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- Misiles.
Podemos dividirlos en varios tipos según OTAN:
VSHORAD (Very Short Range Air Defence): Misiles de corto alcance sin
guía propia independientes del sistema desde los que son lanzados (Fig. 4.3).
Son los antecesores del sistema MANPAD.
SHORAD (Short Range Air Defence): Misiles de largo alcance con su propia
guía para dirigir el misil. Son los misiles actuales (Fig. 4.4).
Figura 4.3. Sistema de misiles VSHORAD.
.
.
Figura 4.4. Vehículo Hummer equipado con sistema de misiles SHORAD.
.
.
18
En el contexto de la guerra tradicional, buques de guerra, vehículos, instalaciones y
aviones, el misil es un arma con una más que probada eficacia como medio ofensivo y
defensivo. El uso de los misiles en los últimos años se ha centrado en objetivos de un
elevado nivel tecnológico y económico convirtiéndose este en el arma más importante
de la guerra moderna por su efectividad, el elevado daño que produce en el objetivo y
su gran alcance, muy por encima de cualquier otra arma del buque.
Es lógico pensar que cuando hablamos de neutralizar UAV´s de la clase I, sobre el que
se centra este trabajo, nos damos cuenta que el precio que cuesta adquirir un misil es
demasiado elevado para que se use para derribar un UAV aunque, claro está, si fuera
necesario su derribo es un arma más que no puede ser descartada como medio de
defensa.
Es por ello que este tipo de arma no se considera un arma para la destrucción de
UAV´s clase I, recomendándose para ello armas de menor coste económico y menor
poder destructivo.
- Armas láser.
Este tipo de arma lleva años utilizándose como arma defensiva, siendo ya probado
contra UAV´s en los años 80 y derribándolo.
Existen tres tipos de armas láser:
Láser de baja potencia- Utilizado principalmente como contramedidas
ópticas. Se apunta a la lente del sensor óptico y el láser a baja potencia lo deja
inoperativo.
Laser de mediana potencia- Se usa igual que el láser de baja potencia pero
este deja inoperativo no sólo el sensor óptico sino que todo el sistema óptico.
Laser de alta potencia- Al apuntar contra un objetivo este destruye el fuselaje
del mismo. Esta tecnología está en auge en los últimos años y ha sufrido una
importante inyección económica en proyectos de investigación (Fig. 4.5).
En los últimos años se ha conseguido reducir las dimensiones de este tipo de armas, lo
que implica la posibilidad de montar en vehículos de pequeño tamaño y por supuesto
en buques, como es el caso de la armada norteamericana que ya ha instalado estos
equipos en algunos de sus buques.
Es un equipo muy caro en su instalación pero de un coste despreciable en su
utilización.
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- ECM.
Consiste en las contramedidas electrónicas que se pueden usar para impedir o al
menos dificultar al UAV cumplir su misión. Al ser estos tipos de contramedidas usadas
contra un UAV en muchos de los casos no se da cuenta que están usando
contramedidas contra él, pudiendo incluso cambiarle el tipo de navegación en pleno
vuelo. Existen métodos para afectar su navegación GPS, cortar comunicaciones entre
el piloto y el UAV o incluso producir el ruido suficiente para impedir el uso eficiente del
mismo.
Una gran parte de la inversión económica que se está llevando en el sector dedicado a
este tipo de producto es para defenderse de este tipo de ataques, ya que en los últimos
años se han probado realmente eficaces contra este tipo de amenaza.
Existen tres tipos de medidas ECM (Electronic Countermeasures) que se pueden usar
contra UAV´s:
Radar ECM.
Puede dañar al sistema para evitar que el objetivo transmita datos link además
de no permitir el uso de SAR y MTI.
Comms ECM.
Consiste en la posibilidad de atacar mediante un ciberataque los datos de
transmisión del objetivo consiguiendo afectar dichos datos y que no puedan ser
usados correctamente por el UAV objetivo.
GPS ECM.
Consiste en hacer que el enemigo no puedan hacer uso del GPS ya sea
mediante el uso de la perturbación o incluso haciéndole spoofing. Se ha
Figura 4.5. Sistema láser de alta potencia instalado en buque US Navy
.
.
.
20
demostrado que mediante el uso del espectro electromagnético es posible
conseguir que el UAV reciba datos GPS con errores y por lo tanto se situaría
mediante posiciones erróneas. A día de hoy, esto último no puede hacerse con
el sistema ruso GLONASS.
Debido a la mejora en la tecnología de contramedidas por parte de los drones de uso
militar, cada vez es más difícil realizar estas medidas ECM pero está comprobado que
si son eficaces contra este tipo de vehículos.
- Armas HPM/HPEM.
Tanto las HPM (High Power Microwave) (Fig. 4.6) como las HPEM (High Power
Electromagnetic) son armas que emiten pulsos en un ancho de banda pequeños y
pulsos muy cortos en ancho de banda grande desde los 100Mhz hasta unos pocos
GHZ. Dependiendo de la antena el lóbulo puede ser de varios grados. Al dar en el
objetivo y debido a la fuerza del campo eléctrico generado, este empieza a actuar
sobre los componentes eléctricos pudiendo incluso destruir dichos componentes
eléctricos que estén desprotegidos.
Estudios efectuados han demostrado que los UAV´s clase I son muy sensibles, sus
componentes electrónicos, a este tipo de arma llegando a quedar afectados a
distancias relevantes.
Figura 4.6. Unidad móvil HPM
.
.
21
5. Conclusiones.
5.1 ¿Presentan realmente una amenaza para la Armada?
Habiendo estudiado las capacidades de los UAV’s y las acciones que pueden llevar a
cabo, se puede obtener una conclusión fiable en respuesta a la pregunta que da título a
este apartado: los UAV’s SI presentan una amenaza real a las unidades de la Armada.
Empezando por las unidades en sí, un UAV con una pequeña carga explosiva y
direccionado hacia equipos sensible de un buque, tendría la capacidad de inutilizar
dicha unidad fácilmente, ya que por ejemplo, una pequeña explosión en un array del
Spy de una fragata clase “Álvaro de Bazán” (Fig. 5.1), inutilizaría este radar, y por
tanto, dejaría “fuera de combate” dicha unidad; o el mismo caso ocurriría con una
explosión en el mástil o en alguna de las direcciones de tiro de una fragata clase “Santa
María” (Fig. 5.2).
Figura 5.1. Puntos sensibles de una fragata clase “Álvaro de Bazán”.
Figura 5.2. Puntos sensibles de una fragata clase “Santa María”.
22
En cuanto al personal, otra de las amenazas que ofrecen sería en el caso de un UAV
equipado con un rociador de carácter bacteriológico, el cual podría sobrevolar una
unidad, ya sea un buque, un arsenal o cualquier otra instalación en tierra y esparcir su
carga a lo largo de una extensa área de manera rápida y sigilosa.
A estas dos amenazas hay que sumar también la de obtención de inteligencia, de igual
o mayor importancia incluso que las anteriores. Un UAV equipado con equipos de video
y/o fotografía (Fig. 5.3) puede realizar una acción de espionaje sobre nuestras
unidades obteniendo información sensible acerca de equipos, de movimiento de tropas
o buques o de intenciones.
5.2 Doctrina. Presente y futuro.
En cuanto a doctrina, lo único en vigor actualmente es la publicación AXP-5
“Experimental Tactics and Amplying Tactical Instructions” de carácter OTAN, en la que
se tratan tanto las instrucciones en el uso de UAV’s en apoyo a la fuerza, como las
medidas de protección contra ellos. Esta publicación, define la amenaza y establece
unos perfiles de vuelo para la clasificación según su misión y/o propósito. Cuenta con
dos anexos para incluir tanto en el OPGEN como en el OPTASK AAW con los criterios
de detección e identificación a mostrar atendiendo a características como la firma radar
y las emisiones electromagnéticas, así como con las medidas de reacción a tomar en
base a unas ROE’s que deben ser establecidas por el OTC/AAWC en concordancia
con las intenciones de protección de la fuerza. El AXP-5 contempla también la
posibilidad de usar UAV’s como medida contra UAV y técnicas ECM como el Jamming.
A nivel nacional no hay nada en firme, sin embargo existen grupos de trabajo tanto del
Ministerio de Defensa, en el que colaboran los Ejércitos, la Armada, el INTA y la
DGAM, y cuyos resultados pueden encontrarse en los boletines trimestrales de
Figura 5.3. UAV clase I tipo Sextocopter equipado con cámara 4k
23
“Estrategia de Tecnología e Innovación de la Defensa” (ETID) y en las monografías del
“Sistema de Observación y Prospectiva Tecnológica” (SOPT); como del Ministerio del
Interior, el cual participa en proyectos europeos compuestos por fuerzas y cuerpos de
seguridad del estado y diferentes empresas y universidades, definiendo las
necesidades, estableciendo los escenarios operativos, especificando los requisitos,
etc…
Existe también un grupo interministerial el cual ha iniciado el “Programa Nacional de
Defensa Anti-Drones” que analiza los riesgos y amenazas que aportan los UAV’s clase
I, crea un mapa de conocimiento nacional sobre tecnologías y productos para
contrarrestar drones intrusivos y define un plan de respuesta contra ellos.
A nivel OTAN, un grupo de trabajo de la STO (Science and Technology) formado por 8
países colaboradores (Fig. 5.4), entre ellos España, colaboran bajo el nombre “Defence
Against UAV Attacks” aportando contribuciones científicas para el desarrollo de C-UAS
de 2ª Generación, los cuales buscan un mayor automatismo en estos medios,
capacidad en la detección y seguimiento mono y multi-drone (enjambres) y respuesta a
posible contramedidas.
5.3 Posibles medidas contra UAV en unidades de la Armada.
Para atender a las medidas a tomar contra UAV en las unidades de la Armada,
debemos examinar primero el escenario en el que tienen lugar estas amenazas.
Debido a que el espacio de trabajo máximo de los UAV Clase I es de 50 km, el
escenario para buques en alta mar queda completamente descartado, por lo que nos
Figura 5.4. Países colaboradores de la STO de la OTAN
DINAMARCA TURQUÍA FRANCIA SUIZA
ALEMANIA ESPAÑA PAÍSES BAJOS REINO UNIDO
24
ceñiremos a las situaciones de navegaciones costeras o por pasos angostos y a las de
atracados en puerto y fondeados, así como a las unidades en tierra tales como
arsenales, escuelas y acuartelamientos.
Atendiendo a las capacidades de detección propias de las unidades, las únicas con
capacidad para detectar un UAV con la SER propia de los Clase I, serían las fragatas
clase “Álvaro de Bazán” a través de su radar multipropósito Spy y las clase “Santa
María” con su dirección de tiro CAS; por el contrario, el resto de unidades no contarían
con ningún equipo propio capaz de detectar este tipo de blanco. Las primeras, serían
capaces de detectar esta clase de drones desde las 50 MN hasta 2 MN con respecto el
buque y a una altura de hasta 1000 pies con un 90% de probabilidad de detección (Fig.
5.5); las segundas por su parte, podrían hacerlo con el sensor mencionado cuando
estos se encuentren a 15 MN de distancia con respecto la unidad.
Sin embargo, estos sensores, debido a las radiaciones que emiten, no pueden ser
usados atracados en puerto o en fondeaderos próximos a costa, por lo que en estos
escenarios, estos buques se encuentran en la misma situación que el resto unidades,
sin capacidad de detección.
Es cuestión también a tener en cuenta, los sistemas de guerra electrónica con
capacidad ECM de las unidades. Los equipos con los que cuenta la Armada en la
actualidad no cubren un pequeño margen de frecuencia en los que trabajan los UAV
Clase I descritos en el pto. 1.3. A esto habría que añadir que la efectividad de estos
sistemas ECM frente a los UAV no está probada.
Fig. 5.5. UAV de mínima RCS usado en ejercicio NEMO-16
25
En cuanto a las capacidades de neutralización de las unidades, ninguna cuenta con un
arma que sea altamente eficaz contra una amenaza de esta clase, ya que sería
necesario armamento de pequeño calibre, automatizado y que use como dirección de
tiro un sensor capaz de detectarlo. En la Armada Española, los buques antes
mencionados que cuentan con estos sensores, no cuentan con armamento que cumpla
estas características. El único caso en el que se dan más favorables estas condiciones,
es el de la fragata F-105 “Cristóbal Colón”, la cual cuenta con dos montajes MK-38 que
cumplen las características antes descritas, sin embargo, no están integradas en el
sistema de combate, por lo que no podrían enfrentar un blanco detectado directamente
por el radar SPY-1, si no que este, tendría que pasar la traza detectada a la dirección
de tiro DORNA y esta realizar la adquisición para enfrentarlas con las MK-38, cosas
que es prácticamente imposible. A todo esto habría que sumar la alta dificultad de
enfrentar un blanco de un tamaño tan reducido y una alta maniobrabilidad con armas
de fuego con proyectiles convencionales, ya que las probabilidades de hacer blanco
son extremadamente bajas, especialmente a largas distancias.
Con todas estas características expuestas, encontramos como mejores opciones en el
mercado para hacer frente esta amenaza los siguientes equipos:
- Bloqueadores direccional Anti-Drone: Actúan inhibiendo los comandos
receptores de navegación logrando un amplio rango de acción (Fig. 5.6). Mientras
mayor distancia exista entre el Control remoto y el UAV, mayor será la cobertura de
inhibición. Los alcances de estos equipos varían entre 15 y 100 metros dependiendo la
distancia entre el operador y el UAV (pruebas realizadas en condiciones favorables,
donde el operador del UAV se encontraba a 300 metros de este, ha bloqueado sus
comandos de a más de 100 metros, haciéndolo retomar a su base).
Figura 5.6. Bloqueador direccional Anti-Drone de la empresa TAMCE
.
.
26
- Dispositivo Battelle DroneDefender V1LF: Contramedida consistente en un
fusil de energía dirigida que interrumpe rápidamente el control del dron por parte del
adversario, neutralizándolo para que no pueda producirse ninguna acción remota,
incluida la detonación, lo que minimiza el daño del dron y el riesgo para la seguridad
pública (Fig. 5.7). Cuenta con un alcance efectivo de 400 metros a través de un cono
direccional de 30º y un peso de 6.8 kg. Este dispositivo ya ha sido embarcado en
unidades navales destacadas en la misión Atalanta en el océano Índico.
- Sistema AUDS contra-RPAS: Equipo de adquisición y neutralización adquirido
por el Ministerio de Defensa en apoyo a la operación A/I, para la base Gran Capitán en
Besmayah (Irak). Este sistema combina la capacidad de detección, seguimiento y
clasificación mediante escaneo electrónico de objetivos de radar y/o electro-ópticos
(EO) con la capacidad de inhibición mediante RF direccional. Está diseñado para
interrumpir y neutralizar vehículos aéreos no tripulados que participen en vigilancia
aérea hostil o en actividad potencialmente maliciosa (Fig. 5.8).
Ha sido probado simulando ataques con hasta 3 RPAS simultáneamente (tanto del tipo
“Cuatrocopter” como de ala fija), mostrándose efectivo en todas las pruebas. El sistema
fijo, el cual puede integrarse en un solo mástil, consta de tres subsistemas y una
estación de control que aportan:
● Detección (radar Doppler con 4 antenas que cubren los 360º y un sector de
20º en vertical que permite detectar vehículos en movimiento sobre tierra, con
alcance 3,5 Km)
● Identificación (con cámaras EO/IR con un alcance 2,2 Km)
Figura 5.7. Centinela armado con dispositivo Battelle Drone Defender V1LF
.
.
27
● Neutralización (inhibidor con alcance 2 Km). Puede inhibir de forma
simultáneamente o individualmente las señales: de control, GPS y/o
vídeo/telemetría. Cubre los márgenes de frecuencia estándar de operación.
● Estación de control formado por dos puestos para detectar, identificar y
neutralizar los UAV’s.
Aplicando estos equipos a las unidades de la Armada para aportar las medidas
necesarias contra UAV’s, podemos concluir:
- En los buques operativos en la actualidad, debido al elevado coste económico
que conllevaría la instalación de un sistema AUDS contra-RPAS en cada uno de ellos,
la mejor opción sería la de equiparlos tanto con Bloqueadores Direccionales Anti-Drone
como de Dispositivos Battelle DroneDefender V1LF, usando como métodos de
detección el propio personal actuando como centinelas. Los Bloqueadores aportarían
una cobertura total al buque con la simple instalación de uno o dos equipos, variando
esta cantidad en función de las dimensiones de la unidad y el modelo de Bloqueador;
además de que eliminan la necesidad del uso de centinelas para la detección y por
tanto la sobrecarga de trabajo que conllevaría este estado de alerta 24 horas al día. Por
otro lado, los fusiles Batelle DroneDefender ahorrarían los costes en instalación así
como permitiría una flexibilidad en cuanto a su distribución entre todos los buques.
- En los buques de próxima construcción, contemplar la integración en el
propio mástil y en el sistema de combate, un equipo AUDS contra-RPAS o similar que
se sirva de los propios sensores de la unidad para detectar los UAV’s y que además
cuente no sólo con inhibidores para su neutralización, si no con sistemas láser de alta
Figura 5.8. Sistema AUDS contra-RPAS integrado en mástil
.
.
28
potencia tales como el sistema LAWS americano, cuya eficacia ya ha sido demostrada
y que ya ha sido instalado en unidades de la US Navy, realizando varias pruebas del
mismo con éxito.
Otra de las opciones posibles a instalar en los buques de próxima generación, sería la
adquisición e instalación de armamento pesado (20mm-76mm) con sistema de guiado
y una mayor cadencia de fuego para enfrentamiento a poca distancia, como por
ejemplo podría ser el “Vulcan Phalanx” americano.
- En las unidades en tierra, tales como arsenales, escuelas o acuartelamientos,
instalar dependiendo de la sensibilidad de la unidad y el coste económico a invertir, o
bien Bloqueadores Direccionales Anti-Drone, o bien el sistema AUDS contra-RPAS. En
el caso de instalar los primeros, habría que tener en cuenta la expansión de la unidad y
el área a defender para atender al número de inhibidores a instalar, ya que un área de
una expansión de medio kilómetro cuadrado necesitaría una cantidad de 15
bloqueadores aproximadamente para aportar una cobertura total; mientras que con un
solo sistema AUDS se proporcionaría esta cobertura completa. En este caso habría
que sopesar por un lado el coste de tal cantidad de equipos de inhibición sumado al de
la instalación de cada uno de ellos, con el del sistema AUDS, para decantarse por uno
u otro equipo.
29
6. Glosario de términos.
A/I (Operación): Operación Apoyo a Irak.
AERPAS: Asociación Española de RPAS.
AESA: Agencia Estatal de Seguridad Aérea.
BLOS: Beyond Line Of Sight
C-UAS: Counter Unmanned Aerial System.
DGAM: Dirección General de Armamento y Material.
ECM: Electronic Counter Measures.
EO: Electro-Optical.
ESM: Electronic Support Measures.
ETID: Estrategia de Tecnología e Innovación de la Defensa.
GLONASS: Global'naya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema
HALE: High Altitud Long Endurance.
HPEM: High Power Electromagnetic.
HPM: High Power Microwave.
INTA: Instituto Nacional de Técnicas Aeroespaciales.
IR: Infrared.
LAWS: Laser Weapon System.
LOS: Line Of Sight.
MALE: Medium Altitud Long Endurance.
MTI: Moving Target Indicator.
NBQ: Nuclear Bacteriológico Químico
RCS: Radar Cros Section.
RPA: Remotely Piloted Aircraft.
RPAS: Remotely Piloted Aircraft System.
SAR: Synthetic Aperture Radar.
SER: Superficie Equivalente Radar.
SHORAD: Short Range Air Defense System.
SOPT: Sistema de Observación y Prospectiva Tecnológica.
STO: Science and Technology.
UAS: Unmanned Aerial System.
UAV: Unmanned Aerial Vehicle.
UCAV: Unmanned Combat Aerial Vehicle.
VSHORAD: Very Short Range Air Defense System.
30
7. Bibliografía.
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https://www.gowlook.com/blog/index.php/2017/01/23/diferencias-entre-dron-uav-y-rpa/
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https://hipertextual.com/2011/12/iran-podria-haber-hackeado-el-dron-perdido-por-estados-unidos
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drone-un-uav-y-un-rpa.html
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Real Decreto 601/2016, de 2 de diciembre, por el que se aprueba el Reglamento de la
Circulación Aérea Operativa. Seminario “AMENAZA RPAS. MediosC-RPAS” del ESTADO MAYOR DEL EJÉRCITO.
11/05/2017 Todrone (2016). Productos. Consultado el 18/10/2017.
http://www.todrone.com/diferencias-hay-entre-rpa-uav-rpas-uas-dron/