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Tipos de drones – Conoce todos los tipos de drones que existen | Clasificación de drones | Categorías de drones

Tipos de drones
Debido a la gran diversidad de tipos de drones existente y a las múltiples misiones que éstos pueden ejecutar, no existe una clasificación universalmente aceptada, sino múltiples taxonomías que se acostumbra a entremezclar.

Algunos de los métodos de clasificación más empleados en la literatura son:

Tipos de drones según los métodos de generación de sustentación

Este criterio de clasificación agrupa a los drones en dos grandes grupos, en uno de ellos se encuentran todos los aerodinos (aeronaves más pesadas que el aire) y en un segundo grupo los aerostatos (aquellas aeronaves cuya suspensión en el aire se debe al empleo de un gas más ligero que el propio aire). En la siguiente figura se presenta el esquema de dicha clasificación.

tipos de drones - sustentacion
Tipos de drones según el método de sustentación empleado

Los tipos de drones más populares al día de hoy son aerodinos debido a que presentan características más adecuadas para la realización de una amplia gama de aplicaciones.

Tipos de Drones según el tipo de ala

Dentro de los aerodinos, según el tipo de ala los drones se pueden clasificar en tres categorías distintas:

  • Drones de Ala Fija
  • Drones de Ala Rotatoria
  • Drones Híbridos

Drones de Ala Fija

Son  aquellos  drones  en  los  cuales  las  alas  se  encuentran unidas/encastradas  con  el  resto  de  elementos  de  la  aeronave,  y  no  poseen movimiento propio. Estas aeronaves generan la sustentación básicamente por los planos, cuyo perfil aerodinámico está diseñado específicamente para crear diferencia de presión entre el intradós (parte inferior) y el extradós (parte superior).

Los  drones  de  ala  fija dependiendo de la ubicación del ala pueden subdividirse en:

Ala alta

Drones con el ala ubicada en la parte superior del fuselaje. Este tipo de ala proporciona  una  gran estabilidad a la aeronave, en detrimento de su maniobrabilidad.

drones de ala alta
Drones de ala alta
Ala media

RPAs con el ala ubicada en la parte media del fuselaje. Esta disposición del ala aporta a la aeronave un equilibrio entre estabilidad y maniobrabilidad.

drones de ala media
Drones de ala media
Ala baja

RPAs con el ala ubicada en la parte inferior del fuselaje. Este tipo de ala facilita la maniobrabilidad.

Drones de ala baja
Drones de ala baja
Ala volante

En este tipo de UAVs el ala conforma la mayor parte del fuselaje (en algunos casos carece totalmente de un fuselaje diferenciado). Estas aeronaves presentan una baja resistencia aerodinámica y una elevada maniobrabilidad.

Drones de ala volante
Drones de ala volante

En su conjunto, los tipos de drones de ala fija se caracterizan por poseer una estructura simple, con una elevada eficiencia aerodinámica, lo que permite a estas aeronaves poseer un alto rendimiento energético. Estas características les permiten presentar tiempos de vuelo relativamente elevados.

Sin embargo, estas aeronaves requieren de elementos y/o infraestructuras externas para poder realizar el despegue y el posterior aterrizaje, lo cual eleva el nivel de complejidad en la ejecución de la misión de vuelo. El nivel de maniobrabilidad es mucho menor al que poseen las aeronaves de ala rotatoria, lo que les impide ser utilizados en espacios de alta complejidad y de poca extensión.

Drones de Ala Rotatoria

Son  aquellos  UAVs en  los  cuales  las  alas,  en  este  caso también denominadas “palas”, giran alrededor de un eje, consiguiendo de este modo  la  sustentación. Dependiendo del número de rotores y/o de su configuración, los drones de ala rotatoria pueden subdividirse en los siguientes tipos:

Aeronaves con un rotor principal y un rotor de cola

En este tipo de aeronave la sustentación es generada por el rotor principal el cual está situado en la parte superior del aparato, mientras el rotor de cola compensa el par de torsión que el primero produce. Este tipo de drones tiene buena capacidad de control y maniobrabilidad. Sin embargo, la estructura mecánica es compleja.

Drones de ala rotatoria
Drones de ala rotatoria con rotor principal y rotor de cola
Aeronaves con un único rotor o singlecopter

Este tipo de RPAs poseen un único rotor para generar la sustentación y un arreglo de alerones para compensar el torque del rotor. Tienen una estructura mecánica relativamente simple, sin embargo son difíciles de controlar aún para pilotos experimentados.

singlecopter
Dones con un único rotor o Singlecopter
Drones con dos rotores en configuración coaxial

Esta configuración posee dos rotores colocados uno encima del otro. Ambos rotores giran en direcciones opuestas, consiguiendo el emprender el vuelo a partir de la diferencia generada de la velocidad angular de ambos rotores. La configuración coaxial permite la fabricación de aeronaves compactas, pero tiene como desventaja que una cantidad significativa de la energía se pierde debido a que los rotores interfieren entre sí.

Configuracion coaxial
Drones con dos rotores en configuracion coaxial
Aeronaves con dos rotores en configuración tándem

Este tipo de aeronaves poseen dos rotores ubicados en la parte superior del aparato en configuración tándem. Ambos rotores giran en direcciones opuestas lo cual neutraliza el torque generado. La estructura mecánica de estos drones es extremadamente compleja.

configuración tándem
Drones con rotores en configuración tándem
Multirrotores

Un multirrotor es una aeronave de ala rotatoria que posee tres o más rotores. Dependiendo del número de rotores y de su configuración, los multirrotores pueden subdividirse en diferentes tipos, yendo desde aeronaves con tres rotores (tricópteros o trirrotores), cuatro rotores (quadcópteros o cuatrirrotores) hasta configuraciones de 8 (octocópteros) o más rotores.

tipos de multirrotores
Tipo de multirrotores según el número de rotores y de su disposición

Al igual que los otros tipos de drones de ala rotatoria, los multirrotores generan la sustentación necesaria para el vuelo a través de sus rotores, aunque en este caso, sus hélices son de paso fijo (ángulo fijo) y de revoluciones variables. Las hélices son instaladas en sentidos de rotación opuestos de forma diametral, es decir, se alternan hélices de giro a derecha con hélices de giro a izquierdas resultando nula la suma de las fuerzas que generan. Este juego de sumas y restas de fuerzas es el que permite la maniobrabilidad de este tipo de aeronaves. Si todos los rotores producen la misma fuerza de sustentación y ésta se encuentra en equilibrio con el peso de la aeronave, entonces el aparato se mantendrá en vuelo estacionario. Si este equilibrio se ve alterado porque uno de los rotores presenta más o menos velocidad angular que el resto, entonces se producirá el balanceo del aparato.

Los multirrotores son aeronaves de una configuración mecánica muy sencilla y de fácil fabricación, lo que, unido a su versatilidad, ha hecho de esta aeronave la opción más popular entre los RPAs para uso civil.

En su conjunto, los tipos de drones de ala rotatoria pueden despegar o aterrizar de forma vertical sin requerir de infraestructuras externas. Este tipo de aeronaves presentan un alto nivel de maniobrabilidad, pudiendo realizar desde vuelos estacionarios hasta la realización de maniobras de elevado nivel de precisión,  lo que les permite llevar a cabo misiones tanto en interiores como en exteriores. También son capaces de volar a alturas muy bajas con respecto al suelo, lo que les permite captar imágenes con un elevado nivel de resolución. También debido a su mecánica de vuelo poseen una buena capacidad de carga de pago.

Sin embargo, al necesitar que todos sus rotores estén funcionando permanentemente para lograr la sustentación necesaria, estas aeronaves presentan tiempos de autonomía de vuelo limitados, ya que poseen un elevado consumo energético. Esto hace que los drones de ala rotatoria estén limitados a sobrevolar áreas relativamente pequeñas.

Por otro lado, tras haber realizado un breve recorrido por las características generales de los diferentes tipos de drones de ala rotatoria, hemos llegado a la conclusión de que dentro de esta clase de aeronaves, al día de hoy, los multirrotores representan la mejor opción, ya que es la que ofrece un mejor equilibrio de características técnicas.

Drones Híbridos

Este tipo de RPAs son capaces de despegar y aterrizar de forma vertical, como las aeronaves de ala rotatoria, y de realizar vuelos a alta velocidad, como un ala fija tradicional.

Estas aeronaves poseen redundancia de mecanismos de sustentación, lo que convierte a esta solución en una opción robusta ante fallos inesperados. Sin embargo, su estructura mecánica y de control es compleja. Fruto de esta complejidad, actualmente existen muy pocas ofertas comerciales de este tipo de drones, y las aeronaves que ya se encuentran en el mercado poseen precios sumamente elevados.

Tipos de drones según la aplicación

Drones civiles

Dentro de esta categoría se incluyen todos los drones empleados para llevar a cabo aplicaciones destinadas a cubrir una necesidad propia de la sociedad, como por ejemplo:

  • Filmografía
  • Ocio y Entretenimiento
  • Inspección de obra civil
  • Reconocimiento y toma de datos en zonas de desastre
  • Vigilancia fronteriza
  • Inspección de obra civil
  • Levantamiento de mapas
  • Monitorización de contaminación atmosférica
  • Monitoreo y cuidado de cultivos
  • Supervisión del tráfico vehicular
  • Monitoreo y control de incendios
  • Localización de recursos naturales
  • Enlace de comunicaciones
  • Transporte de paquetería
  • Búsqueda y rescate

Drones militares

Estos tipos de drones son empleados por los ejércitos para llevar a cabo una amplia variedad de tareas, entre las cuales podemos citar:

  • Vigilancia, inteligencia y reconocimiento
  • Ataques de guerra electrónica (para esto son equipados con jammers, generador de pulsos electromagnéticos, etc.)
  • Misiones de ataque (para esto son equipados munisiones de diferentes tipos: misiles aire-tierra, misiles aire – aire, bombas guiadas por laser, etc.)
  • Servir como señuelos de prácticas de artillería

Tipos de drones según sus dimensiones, altura de vuelo, alcance máximo, autonomía y peso [1]

Peso (kg)Alcance (km)Alt. de vuelo (m)Autonomía (h)
Micro <5 <10 250 1
Mini <20/25/30/150 <10 150/250/300 <2
Tactical
Close range (CR) 25-150 10-30 3000 2-4
Short range (SR) 50-250 30-70 3000 3-6
Medium range (MR) 150-500 70-200 5000 6-10
MR endurance (MRE) 500-1500 >500 8000 10-18
Low altitude deep penetration (LADP) 250-2500 >250 50-9000 0.5-1
Low altitude long endurance (LALE) 15-25 >500 3000 >24
Medium altitude long endurance (MALE) 1000-1500 >500 3000 20-48
Strategic
High altitude long endurance (HALE) 2500-5000 >2000 20000 24-48
Stratospheric (Strato) >2500 >2000 >20000 >48
Exo-Stratospheric (EXO) TBD TBD >30500 TBD
Special task
Unmanned Combat Aerial Vehicle (UCAV) >1000 1500 12000 2
Lethal TBD 300 4000 3-4
Decoys (DEC) 0-500 50-5000 <4

Tipos de drones según el nivel de autonomía en la toma de decisiones [2]

ACLLevel descriptor
0- Remotely piloted vehicle
1 Execute pleplanned mision
2 Changeable mision
3 Robust response to real-time faults/events
4 Fault/event adaptive vehicle
5 Ral-time multi-vehicle coordination
6 Real-time multi-vehicle cooperation
7 Battlespace knowledge
8 Battlespace cognizance
9 Battlespace swarm cognizance
10 Fully autonomous

En esta clasificación se van otorgando valores al nivel de control autónomo (ACL por sus siglas en inglés), los cuales van desde el 0 para las aeronaves que dependen totalmente de un piloto remoto para la toma de decisiones hasta alcanzar un valor de 10 para aeronaves que son capaces de tomar toda clase de decisiones de forma autónoma.

Clasificación basada en el peso máximo de despegue (MTOW por sus siglas en inglés) [2]

ClassMTOWRange categoryTypical max altitude (ft)
<= 25 Close range 1000 ft
1 25-500 Short range 15000 ft
2 501-2000 Medium range 30000 ft
3 >2000 Long range Above 30000 ft

En este caso el valor de clasificación va desde 0 para aeronaves menores o iguales a 25 kg de peso máximo de despegue hasta llegar a 3 para las que superan los 2000 kg.

Clasificación militar de la OTAN [3]

En la siguiente tabla se muestra la clasificación para las aeronaves no tripuladas empleadas por la Organización del Tratado del Atlántico Norte (NATO por sus siglas en inglés), en la cual se puede observar que dicha clasificación está basada en el peso máximo de despegue. Los distintos tipos de drones son clasificados por clases, yendo de la clase 1 para aquellos que poseen 150 kg o menos de MTOW hasta la clase 3 para las aeronaves que posean más  de 600 kg.

Tipos de drones según el método de clasificación empleado por la OTAN

Referencias

[1] P. van Blyenburgh, UAV systems: global review. Presented at the Avionics’06 conference, Amsterdam, 2006

[2] Industrieanlagen-Betriebsgesellschaft mbH, CARE innovative action – preliminary study on integration of unmanned aerial vehicles into future air traffic management. Final report, 2001

[3] The Joint Air force Competence Centre, Strategic concept of employment for unmanned aircraft systems in NATO, Kalkar, Germany, 2010 http://www.japcc.org/wp-content/uploads/UAS_CONEMP.pdf

Ernesto Santana

Soy editor y administrador de XDrones.es, un portal web especializado en todo lo referente al mundo de las aeronaves no tripuladas (UAVs por su sigla en inglés) y/o drones.

2 Comentarios

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