UAV (drone) là gì, người ta điều khiển nó ra sao và có thể dùng cho những mục đích nào?

  • 531

Chúng ta được nghe nói khá nhiều về cụm từ "drone" hay "UAV". Đây là một loại máy bay không người lái được sử dụng cho nhiều mục đích, từ bay giám sát và tiêu diệt mục tiêu quân sự cho đến chụp ảnh, quay phim hay thậm chí là giao... bánh pizza. Và tất nhiên, UAV không phải là đồ chơi, thế nên để nó bay lên trời thì cũng có nhiều quy định phải tuân theo.

Trong bài viết này, chúng tôi sẽ giới thiệu đến các bạn khái niệm về UAV, cách mà các cơ quan hàng không quản lý UAV cũng như lợi ích và cả rủi ro của loại máy bay này.

UAV là gì?

Theo Cục quản lý hàng không liên bang Mỹ (FAA), drone hay còn gọi là unmanned aerial vehicle (UAV) là máy bay không người lái. "Nó có thể có nhiều hình dạng, kích thước và phục vụ nhiều mục đích khác nhau. Chúng có thể có sải cánh rộng như một máy bay phản lực hay chỉ nhỏ như một chiếc máy bay mô hình điều khiển bằng sóng radio".

UAV có thể có nhiều loại và kích thước khác nhau​.
UAV có thể có nhiều loại và kích thước khác nhau​.

Nhiều người cho rằng một mẫu máy bay điều khiển bằng sóng radio do Hải quân Hoàng gia Anh phát triển vào năm 1930 chính là hình hài đầu tiên của những chiếc drone hiện đại ngày nay. Đến những năm 60, UAV được gắn thêm camera và phục vụ trong chiến tranh Việt Nam. Đến thời hiện đại thì drone còn được gắn thêm nhiều hệ thống vũ khí phức tạp khác. Ngoài sử dụng cho mục đích quân sự, UAV còn được dùng cho mục đích dân sự như giao hàng, quay phim, chụp không ảnh...

Vậy nếu một chiếc máy bay có phi công bên trong nhưng nó được cài đặt chế độ bay tự động và được dẫn đường bởi GPS thì có gọi là UAV hay không? Tất nhiên là không, vì khi đó vẫn có sự hiện diện của con người trong khoang lái, và họ chỉ đơn giản là không điều khiển máy bay trong một thời gian ngắn mà thôi. Trong khi đó, drone phải có khả năng hoạt động gần như đầy đủ mà không bao giờ cần có người xuất hiện trong buồng lái.

UAV Predator nổi tiếng của Mỹ khi được trang bị vũ khí hạng nặng​.
UAV Predator nổi tiếng của Mỹ khi được trang bị vũ khí hạng nặng​.

Và để làm được điều đó, người ta đã phải phát triển nên các hệ thống điều khiển từ xa vô cùng phức tạp. Ở mức cao hơn, nếu muốn một chiếc máy bay hoàn toàn có khả năng tự bay mà không cần sự can thiệp của con người thì lại càng khó hơn. Cũng chính vì lý do này mà Tổ chức Hàng không dân dụng Quốc tế (ICAO) chia drone thành 2 loại chính:

  • Máy bay tự hành (hiện ít xuất hiện trong thực tế vì các lý do an toàn)
  • Máy bay điều khiển từ xa (xuất hiện phổ biến hơn)

Thế nếu chơi máy bay mô hình thì có gọi là UAV hay không? Đứng từ xa điều khiển, không ngồi trong buồn lái của máy bay, thế thì phải là drone chứ nhỉ? Câu trả lời là có và không. Theo định nghĩa của FAA thì máy bay mô hình cũng là UAV, nhưng có một quy định bắt buộc đó là máy bay mô hình chỉ được phép bay trong tầm nhìn của người điều khiển. Trong khi đó, những chiếc UAV đúng nghĩa có thể bay được rất xa, vượt cả chục, cả trăm kilomet hay thậm chí là hơn thế nữa.

Máy bay mô hình thực chất là "tổ tiên" của UAV. Nó bắt đầu được chế tạo nhiều thế kỷ trước cho mục đích kiểm nghiệm các lý thuyết thiết kế máy bay. Một vài mẫu máy bay mô hình nhỏ hơn thì được những người thích máy bay mua về để giải trí và thỏa niềm đam mê. Và hầu hết chúng đều được điều khiển bằng các bộ radio cầm tay, trong khi theo Học viện Mô hình Hàng không (một tổ chức phi lợi nhuận được thành lập nhằm quảng bá cho máy bay mô hình) thì UAV thường được điều khiển bằng các hệ thống máy tính chứ không chỉ là sóng radio đơn thuần.

Những chiếc UAV được điều khiển ra sao?

Với những chiếc UAV tầm gần, việc điều khiển có thể thực hiện thông qua sóng radio, tương tự như máy bay mô hình mà bạn hay thấy. Trong những trường hợp này thì trạm điều khiển, hoặc bộ điều khiển và UAV sẽ nói chuyện trực tiếp.

Nhưng với những chiếc UAV tầm xa thì khác, do điều kiện thời tiết, vật cản và cả độ cong của bề mặt trái đất mà tín hiệu radio không thể đi trực tiếp từ trạm đến máy bay được. Chính vì thế người ta phải thông qua một vệ tinh trung gian nhằm đảm bảo tín hiệu vẫn đủ mạnh, khi đó UAV mới có thể bay xa hàng trăm, hàng nghìn kilomet mà vẫn nằm trong tầm kiểm soát. Cũng nhờ cách này các phi công quân sự có thể ngồi tại Mỹ và điều khiển một chiếc UAV Predator tận bên Afganistan hay Iraq.

Với những chiếc UAV tầm gần, việc điều khiển có thể thực hiện thông qua sóng radio

Ai điều khiển UAV?

Trong lực lượng không quân Mỹ có một nhóm phi công được đào tạo rất bài bản chỉ để điều khiển drone. Nhờ có công nghệ hiện đại mà họ có thể ngồi ở căn cứ để lái máy bay, nhưng điều đó không có nghĩa là họ thiếu kĩ năng bay.

Sean McEntee, người đã có thâm niên chơi máy bay mô hình và hiện đang phục vụ cho không lực Mỹ về mảng lái drone, cho biết anh đã từng thực hiện nhiều nhiệm vụ giám sát ở Iraq và Afghanistan. Anh giải thích rằng việc điều khiển drone phức tạp hơn rất nhiều và "không chỉ ngồi trong một cái hộp rồi coi máy bay bay vòng vòng". Hầu hết các UAV, anh nói, được điều khiển bằng một hệ thống gần giống như trong buồng lái của một chiếc máy bay thương mại, tức là cũng có cần điều khiển, cũng có các cần gạt và nhiều nút khác nhau.

Bên trong phòng điều khiển drone

Cũng chính vì lý do này mà nhiều phi công lái máy bay không người lái thường không nhắc đến từ "drone" bởi nó không diễn tả hết được kĩ năng cần thiết để điều khiển phương tiện bay trong điều kiện thực tế. Thay vào đó, họ chuộng sử dụng từ UAV hay RPA (remotely piloted aircraft) hơn.

Và bạn, đúng, người đang đọc bài viết này, cũng có thể lái UAV, tất nhiên là những chiếc máy bay khi đó phải ít phức tạp hơn và dễ điều khiển hơn, ví dụ như những chiếc drone Phantom đang thị hành trong thời gian gần đây chẳng hạn. Những chiếc máy bay kiểu đó không cần cả một hệ thống máy tính phức tạp, thay vào đó bạn có thể sử dụng một bộ điều khiển radio, hay thậm chí là cả smartphone và tablet, để lái máy bay.

Máy bay không người lái góc nhìn người thứ nhất là gì?

Một chiếc máy bay "góc nhìn người thứ nhất" (FPV) được trang bị một chiếc camera và truyền video theo thời gian thực về cho phi công dưới mặt đất. Phi vọng sẽ nhìn vào hình ảnh đang hiển thị trên màn hình giống như những gì mà anh/cô ấy có thể thấy nếu đang ngồi trong buồng lái. Dựa vào đó, họ sẽ điều khiển máy bay bay theo hướng mong muốn.

Như vậy, máy bay FPV thực chất là một nhóm nhỏ thuộc UAV chứ không phải là một loại máy bay khác hoàn toàn. Nó đối lập với những chiếc UAV chỉ bay bằng tín hiệu dẫn đường GPS hay tự bay bằng cách phân tích hình ảnh trực tiếp trên phương tiện.

Một video mô phỏng hình ảnh được truyền trực tiếp từ camera của UAV về mặt đất​.
Một video mô phỏng hình ảnh được truyền trực tiếp từ camera của UAV về mặt đất​.

Cho đến thời điểm hiện tại, hầu hết các máy bay FPV đều được vận hành bởi quân đội các nước. Còn với mục đích phi quân sự, FAA yêu cầu người sử dụng phải đăng kí và được chấp thuận thì mới có quyền vận hành UAV. Tất nhiên, nếu chơi máy bay mô hình hay những chiếc drone nhỏ để quay phim, chụp không ảnh thì không cần xin phép, nhưng quy định bắt buộc đó là máy bay phải bay trong tầm nhìn của người điều khiển, và chúng cũng phải giữ khoảng cách an toàn với khu vực có người ở, bao gồm luôn cả sân vận động hay các triển lãm hàng không. Khi cần ghi hình ở các sự kiện đông người, FAA sẽ cấp phép tùy theo từng trường hợp cụ thể.

Vậy những chiếc "drone" đang được bán rộng rãi trên thị trường hiện nay có phải là UAV?

Chúng ta cũng có thể xem chúng như là những chiếc UAV, mặc dù việc điều khiển chúng cũng buộc phải tuân theo những quy định của máy bay mô hình. Và các bạn lưu ý, ICAO xem drone như là một loại MÁY BAY, KHÔNG PHẢI ĐỒ CHƠI.

Nếu chiếc drone của bạn nhẹ hơn 20kg và bạn không dùng nó cho mục đích thương mại, bạn không được lái nó "trong vòng 150m tính từ khu vực đông người, hoặc trong vòng 50m nếu chỉ có một người, phương tiện hoặc công trình". Vượt qua mốc 20kg, bạn sẽ phải xin phép (ở Mỹ, ở Việt Nam thì mình không tìm được tài liệu nào nói về điều đó) mới được lái drone, và bạn cũng sẽ phải chứng minh cho FAA rằng bạn "có đủ năng lực" để điều khiển nó. Những chiếc drone kiểu này cũng chỉ được bay xa tối đa 500m và bay cao tối đa 122m mà thôi, nếu muốn vượt những cột mốc này thì bạn lại phải xin phép.

UAV của Phantom, một dòng máy bay không người lái đang thịnh hành trong thời gian gần đây​.
UAV của Phantom, một dòng máy bay không người lái đang thịnh hành trong thời gian gần đây​.

Bạn cũng không được phép chụp ảnh, quay phim hay theo dõi trái phép người khác bằng drone. Nói cách khác, bạn không được lạm dụng drone để xâm phạm các bộ luật về quyền riêng tư đã ban hành. Cũng giống như việc bạn không được phép leo lên cái cây trong sân nhà mình để chụp hình hai vợ chồng nhà hàng xóm vậy.

Hiện tại, ở Mỹ có khoảng 300 công ty và tổ chức công cộng có quyền lái drone. Phần nhiều trong số đó là các hãng phim, các công ty nhiếp ảnh và những nhà đài như BBC hay ITV. Mới đây Amazon cũng được FAA cho phép bay thử drone với mục đích "nghiên cứu và phát triển dịch vụ Prime Air".

Paul Cremin, trưởng bộ phận an toàn hàng không của Cục giao thông vận tải Mỹ, chia sẻ: "Người ta ngày càng có điều kiện hơn, cũng giống như việc Internet dần trở nên phổ biến và người ta đang tìm nhiều cách khách nhau để sử dụng công nghệ này... Chúng tôi đã nghe nhiều câu chuyện về việc Amazon giao hàng đến cửa nhà bạn bằng drone và tôi chắc chắn rằng sẽ còn nhiều ứng dụng khác tương tự như thế ra đời".

Giá một chiếc drone giờ cỡ bao nhiêu?

Những chiếc drone cỡ nhỏ bay trong nhà, trong vườn có giá chỉ từ vài trăm đến vài triệu đồng, nhưng nếu bạn muốn có những thứ phức tạp hơn, gắn thiết bị hình ảnh hiện đại hơn thì vài chục hay vài trăm nghìn đô cũng có hết. Và tất nhiên là bạn không thể mua một chiếc Predator hay Global Hawk của quân đội Mỹ rồi, trừ khi bạn hack và chiếm lấy nó như trong những bộ phim hành động.

Ứng dụng của UAV hiện nay?

Khá nhiều, có thể kể ra một vài thứ như sau:

Quân sự:

  • Bay giám sát, hỗ trợ lực lượng mặt đất (Mỹ và nhiều quốc gia khá đang sử dụng)
  • Theo dõi mục tiêu trên không, truyền hình ảnh video trực tiếp về căn cứ
  • Tiêu diệt mục tiêu (với các chiếc UAV được gắn vũ khí)
  • Huấn luyện bay
  • Rà soát, phát hiện, hỗ trợ tháo gỡ bom mìn (Lào đang áp dụng)

Phi quân sự:

  • Giao hàng tận nơi (như Amazon hay Pizza Inn chẳng hạn)
  • Dự báo thời tiết, thu thập thông tin khí tượng (NASA và cơ quan thời tiết Hoa Kỳ đã sử dụng)
  • Quay phim, chụp ảnh từ trên không
  • Xây dựng bản đồ, nhất là bản đồ 3D (dùng các hệ thống quét laser như LIDAR)
  • Bảo vệ động vật hoang dã (một vài khu bảo tồn tại Mỹ và Sumatra, Indonesia đã bắt đầu áp dụng)
  • Dùng trong nông nghiệp (rải phân bón, thuốc trừ sâu...)
  • Tìm kiếm, cứu nạn (một người bị tai nạn xe hơi tại Canada đã được phát hiện và cứu sống nhờ drone vào năm 2013, có thể gắn thêm cảm biến nhiệt để phát hiện người dễ hơn)

DHL thử nghiệm dùng drone để giao thuốc khẩn cấp hồi năm 2013​.
DHL thử nghiệm dùng drone để giao thuốc khẩn cấp hồi năm 2013​.

Rủi ro của drone?

Máy bay không người lái có thể trở nên cực kì nguy hiểm khi rơi vào không đúng người, theo thời Eric Schmidt, chủ tịch Google. Ví dụ như trong một số bộ phim, khủng bố có thể chiếm drone để tấn công người vô tội. Những người lái drone thiếu kinh nghiệm cũng có thể vi phạm an toàn bay và khiến drone va chạm với người, phương tiện hay công trình và gây ra hậu quả nghiêm trọng. Cách đây không lâu một chiếc máy bay thương mại cũng suýt đụng trúng drone tại sân bay Heathrow khiến các nhà điều tra phải vào cuộc.

Hay như người hàng xóm của bạn lái drone để lén chụp hình bạn thì bạn có cảm thấy thoải mái không? Hẳn là không rồi. Nghiêm trọng hơn, drone có thể được xài bởi các doanh nghiệp để họ lén theo dõi đối thủ của mình và đưa ra những biện pháp cạnh tranh không lành mạnh. Mới đây một chiếc drone cũng bay vào vùng trời bên trên Nhà Trắng khiến các mật vụ phải bắn hạ nó.

Rồi nếu như đang điều khiển mà kết nối giữa drone và người lái bị mất thì như thế nào? Liệu drone có đủ thông minh để tự bay trở lại vị trí ban đầu hay nó cứ bay mãi đến khi hết nhiên liệu thì rớt lên đầu người khác? Kết nối này có an toàn và nó có đụng gì đến các loại sóng không dây khác hay không? Nếu có thì mức độ nghiêm trọng ra sao? Việc drone bị lỗi và tự rớt của drone sẽ được xử lý ra sao (trong bối cảnh có khá nhiều UAV quân sự bị rớt mỗi năm trên thế giới vì lý do kĩ thuật)?

Vẫn còn rất nhiều những tranh cãi về UAV. Hiện tại những dự luật về drone vẫn đang được nhiều nước trên thế giới tiến hành nghiên cứu để cân bằng giữa những lợi ích mà UAV có thể mang lại song vẫn đảm bảo an ninh quốc gia cũng như an toàn cho người dân của họ. FAA, ICAO hay CAA cũng là những đơn vị tích cực tham gia vào quá trình ban hành luật về UAV.

Cập nhật: 20/07/2018 Theo Tinh Tế
  • 531

Theo dõi cộng đồng KhoaHoc.tv trên facebook