Kvalita, množství a pořizovací cena UAV jako „Game Changer“, a to i zásluhou 3D tisku

 31. 10. 2024      kategorie: Téma

Rozvoj autonomních systémů a zavádění robotických prostředků stále více ohrožuje vojáky nasazené v poli, které zároveň také postupně nahrazuje. Důležitým aspektem pro další vývoj těchto systémů pak bude stále dokonalejší umělá inteligence (AI).

Využívání umělé inteligence na všech úrovních, tj. od zbraňových a jiných systémů pro řízení vojenských operací, vytváření modelových situací včetně rychlé reakce na měnící se podmínky, umožní rychle a přesně reagovat na hrozby a dynamiku vývoje situace.

Rozvoj ozbrojených sil

Pro rychlé budování a rozvoj ozbrojených sil (OS) bude stále důležitější, jak rychle bude možné si opatřit potřebné schopnosti, které odpovídají trendům, a tedy i rychlému rozvoji požadovaných schopností. Rychlé a flexibilní osvojování nových taktik a trendů, včetně aplikování nových efektivních technologií, si nekompromisně vyžaduje vývoj bezpečnostní situace i konkurence v oblasti rozvoje nových disruptivních (přelomových) technologií.

Mezi nové schopnosti bude bezpochyby patřit využívání bezpilotních prostředků (UAV), a to v celé škále možných využití (průzkumné, bojové, jako klamné cíle či k ničení UAV nepřítele apod.). Je tak důležité zvažovat pořízení UAV různých typů, jež budou vhodné pro nasazení pro různé situace a zároveň jejich nasazení bude účelné a efektivní. Bude tedy žádoucí mít k dispozici jak technologicky a finančně náročnější řešení, tak i také levné UAV, jež by splňovaly požadavek na výrazně levnější výrobu, než představuje prostředek nepřítele použitý k jejich eliminaci. 

Výroba levných UAV

Mezi levná řešení pořízení UAV mohou spadat i upravená „modelářská“ letadýlka, jako například výrobky společnosti 3DLabPrint se sídlem v Kuřimi. Velkou výhodou konstrukčního řešení je jeho modularita a jednoduché řešení.

Foto Modulární řešení UAV | 3DLabPrint
Foto: Modulární řešení UAV | 3DLabPrint

UAV/letadlo je složeno z menších dílů, což umožňuje jejich snadnější výrobu, přepravu a opravu poškozených částí. Přestože je letadlo velmi lehké, dosahuje dobré stability i při autonomním letu a různé úrovni obsluhy/pilotů. Dolet se může pohybovat od 45 do 150 km. Natáčivé vrtule, včetně pomocné vrtule ve spodní části, umožňují kolmý start a přistání.

Foto: Příprava před letem | Ing. Pavel Lipowský
Foto: Příprava před letem | Ing. Pavel Lipowský

Možnosti výroby UAV 3D tiskem, rychlého vývoje a adaptace jsou velmi zajímavé. S využitím kontejneru vybaveným 30 ks 3D tiskárnami Original Prusa MK4S lze vyrobit cca 100 až 220 ks UAV měsíčné při spotřebě 135 kg filamentu. Z 1 kg filamentu lze vytisknout cca 2 letadla (podle jejich velikosti). To znamená, pokud bychom disponovali 100 ks těchto kontejnerů, můžeme vyrobit přes 20 tisíc UAV, což může mít zásadní vliv na průběh konfliktu a může představovat tzv. „Game Changer“. Otevřená konstrukce tiskáren MK4S poskytuje snadný přístup ke všem jejich komponentům, což značně usnadňuje údržbu těchto tiskáren. Vyžádané úpravy konstrukce, vývoj a další změny vlastností samotných UAV je pak možno provádět v rámci několika dnů. Vývoj zcela nového modelu UAV technologií 3D tisku lze zvládnout do půl roku.

Foto: Tiskárny Original Prusa MK4S v kontejneru | Ing. Pavel Lipowský
Foto: 3D tiskárny Original Prusa MK4S v kontejneru | Ing. Pavel Lipowský

Společnost produkuje také vlastní odlehčené náplně do tiskáren vhodné pro letecké užití, tzv. filament, který vyrábí z biopolymeru na bázi kukuřičného škrobu a dalších složek. Při jeho výrobě je potřeba dbát na kvalitní vysušení, což má značný vliv na výslednou kvalitu. V souvislosti s použitým materiálem je UAV v podstatě nedetekovatelný prostředek. K jeho zjištění tedy dochází až při jeho spatření. Případné použití průhledného materiálu by pak ještě více ztížilo i vizuální odhalení.

Vlastní tisk UAV je prováděn dnes nejrozšířenější a nejdostupnější metodou FDM/FFF, která umožňuje masovou produkci. Jedná se o nanášení roztaveného plastu tryskou ve vrstvách. Vlastnímu 3D tisku předchází vytvoření digitálního modelu v programech jako jsou 3D studio Max, Blender, Solidworks, Rhinoceros apod. Maximální nosnost těchto „letadýlek“ se pohybuje mezi 3 až 4 kg. Co se týče velikosti těchto UAV je použití 3D tisku do velikosti 
cca 2,5 m efektivní, u větších rozměrů pak zatím dávají větší smysl konstrukce na bázi laminátu.

Trendy

Jedním z trendů používání technologie 3D tisku je snižování pracnosti a vstupů v rámci výroby výsledných produktů. Dalším jsou požadavky na škálovatelnost (umožňující další možné úpravy), pevnost, uživatelskou přívětivost a realizovatelnost výroby pomocí 3D tisku. 

Závěrem

Vzhledem k rychlému vývoji 3D tisku (materiálů/filamentů, 3D tiskáren a skenerů) máme příležitost výrazně posunout naše schopnosti v rychlém získávání/zavádění nejen UAV, ale i dalšího vojenského materiálu. Významným přínosem 3D tisku je dále výroba náhradních dílů (ND) a oprav různých poškození vojenského materiálu, zejména vojenské techniky poškozené během bojové činnosti v přední linii či její blízkosti (Battle Damage Repair), kdy jsou opravy techniky ovlivněny bojovou činností a nedostupností potřebných opravárenských kapacit a ND.

K tomu, abychom přistoupili k efektivnímu využití této technologie pro naši obranyschopnost, navíc nepotřebujeme horentní finanční prostředky, jako je tomu např. u jiných technologií (kvantové počítače, vesmírné technologie apod.). Další příznivou zprávou pro ČR, resp. její ozbrojené složky, jsou v této oblasti dobré výsledky domácího průmyslu. Máme zde již řadu společností, které vyrábí jak 3D tiskárny a filamenty, tak společnosti, jež využívají technologii 3D tisku pro produkci UAV, ND a dalších výrobků používaných v různých oborech (automobilní průmysl, zdravotnictví, stavebnictví apod.).

Měli bychom si také uvědomit, že s rychlým vývojem technologií není možné pořizovat novou bojovou techniku a další vojenský materiál dosavadním způsobem. Akviziční proces tak musí být zjednodušen a k zamyšlení může být např. také delegování pravomocí o rozhodování, jaký vojenský materiál a v jakém množství bude pořizován pro urgentní potřebu, samozřejmě za zachování schváleného finančního rámce. 

Aditivní výroba (3D tisk) nám může výrazně napomoci překlenout období zvýšené poptávky a „nedostatku“ cestou produkce a nahrazení stále širší škály hotových výrobků, ND a oprav zejména během krizového období a narušení dodavatelských řetězců.

Nemuselo by být rovněž od věci zvážit zařazení 3D tiskáren a zásob filamentů do státních hmotných rezerv, tedy jejich začlenění mezi zásoby důležitých surovin, materiálů, polotovarů a výrobků určených pro zajištění obranyschopnosti a obrany státu.

Spolupracujeme sCZ- LEXCZ - AOBP