projeto vant - Poder Aéreo

PROJETO VANT
PROJETO VANT
4º Workshop Nanoaeroespacial
30 de novembro de 2009
PROJETO VANT
Roteiro
• Objetivo e Participantes
• Informações Gerenciais
• Atividades Realizadas
• Desdobramentos Futuros
• Conclusões
Apêndice – O impacto da Nanotecnologia
PROJETO VANT
Objetivo e Participantes
PROJETO VANT
Contexto do Projeto VANT - FINEP (CT-AERO)
PROJETO VANT
Objetivo do Projeto VANT
Domínio de tecnologias sensíveis utilizadas em VANTs,
através do desenvolvimento do Sistema de Navegação e
Controle (SNC), permitindo sua utilização, com pequenos
ajustes, em diferentes tipos de plataformas.
Ênfase no emprego de VANT em missões de reconhecimento
tanto militares como civis.
O objetivo do Projeto VANT FINEP NÃO é desenvolver
um “sistema completo”! Ele está restrito ao SNC.
PROJETO VANT
Exemplo de Sistema de VANT de Reconhecimento
Veículo Aéreo Não Tripulado
________________
Plataforma de Vôo
Escopo do Projeto VANT
Estação
de Solo
Sistema de Navegação e
Controle (SNC)
________________
Sensores de Missão
X
Data Link
TC-TM
________________
Sensores de Missão
m
0k
5
3
____________
Sistemas de
_______
Apoio
X
PROJETO VANT
SNC - Ajustes para
Diferentes Plataformas de Vôo
Harpia
(Alvo Marinha)
Acauã
(Reconhecimento)
Plataformas de Ensaio para o SNC (“Testbeds”)
PROJETO VANT
Projeto VANT - Participantes
Financiadora de Estudos e Projetos (MCT)
Fundação Casimiro Montenegro Filho
Dep. de Ciência e Tecnologia Aeroespacial
Centro Tecnológico do Exército
Instituto de Pesquisas da Marinha
Avibras
PROJETO VANT
Estratégia de Desenvolvimento
•
O projeto partirá da adequação de
plataformas de vôo já existentes
(Acauã e Harpia).
•
Será desenvolvido um Sistema
de
Navegação e Controle (SNC)
completamente novo, com as funções de:
9 telecomando,
9 telemetria,
9 estabilização (piloto automático),
9 navegação autônoma (com GPS e com unidade inercial), e
9 retorno a uma área pré-determinada em caso de perda de sinal.
•
Será considerada, principalmente, a utilização de componentes
disponíveis comercialmente ("Commercial Off-The-Shelf" - COTS) e
de baixo custo.
PROJETO VANT
Desafios Tecnológicos
•
Unidade de Navegação com fusão de Dados GPS + IMU
utilizando Filtro de Kalman
•
Piloto Automático
•
Controle Remoto de Aeronave
•
Vôo Autônomo (incluindo contingências)
•
Desenvolvimento de SW (RUP, 12207, DO178B)
•
QNX
•
Barramento CAN Aerospace
•
Arquitetura de HW e SW adaptável → flexibilidade
•
MICAN – Integração de equipamentos com diferentes
protocolos
PROJETO VANT
Informações Gerenciais
PROJETO VANT
Cronograma Físico
ORIGINAL
PROJETO VANT
Projeto VANT - Convênio FINEP
Recursos Financeiros
Total - FINEP
R$ 9.039.000
Bolsas CNPq
R$ 1.200.000
Documentação
- Out. 2009: aprox. 520 relatórios técnicos gerados
- Centro de Documentação Avibras
- Espelho no DCTA, CTEx e IPqM (CDs)
- Gerenciamento Eletrônico de Referências
- Documentação Administrativa Controlada
PROJETO VANT
Dificuldades Encontradas
• Alta complexidade gerencial
• Alta complexidade técnica
• Dificuldades técnicas não esperadas
• Maior prazo nas fases iniciais
• Longo prazo para aquisições e contratações
• Indisponibilidade de pessoal (controle e software)
Soluções Adotadas
• Ampliação da contratação de empresas
• Demonstração em Modelo de Engenharia
• Aumento de prazo (2 anos e 6 meses)
PROJETO VANT
Atividades Realizadas
PROJETO VANT
Modelagem em CAD
ATIVIDADES
• Aeronáuticas
• Engenharia de Sistemas
• Controle (PA & autonomia)
• Desenvolvimento de Software
• Unidade de Navegação (IPqM)
• Planejamento de Missão (CTEx)
• Integração
• Ensaio em Solo e em Vôo
Ensaios Estruturais
e Túnel de Vento
Estudos de
Aerodinâmica
Fabricação /
Recuperação PVs
PROJETO VANT
Arquitetura do Sistema Embarcado
PROJETO VANT
Reuniões de Trabalho e Workshops
PROJETO VANT
Funcionalidades do SNC- Enfoque Operacional
Compatibilidade com o NATO StanAg 4586
(Standard Interfaces of UAV Control Systems for
NATO UAV Interoperability).
Diferentes funcionalidades
Vground especificada.
IAS especificada.
Chegada em WPT em tempo determinado
(“time on target”).
Chegada em WPT com rumo verdadeiro
especificado.
Altitude / RC especificadas.
Órbita de observação / espera.
Piloto Automático - Desenvolvido por
Modo especial X-Track para decolagem.
Painel de Especialistas (engenheiros
aeronáuticos, eletrônicos e mecânicos;
pilotos militares e comercial).
PROJETO VANT
Modelo de
Engenharia
2006
PROJETO VANT
Rig de Integração Aviônica
2008
PROJETO VANT
Caracterização sensores, HILS, DNAV2.
Arquitetura HDW e SFT da ESOLO
PROJETO VANT
Campanhas de Ensaios em Vôo
Operação
Período
Vôos
Acauã 1
07 a 16 ago 2007
6
Acauã 2
23 a 21 maio 2008
3
Acauã 3
07 a 17 out 2008
12
Acauã 4
25 nov a 03 dez 2008
6
Acauã 5
23 a 30 abr 2009
4
Acauã 6
16 a 23 jul 2009
10
Acauã 7
08 a 14 out 2009
5
Out. 2009 - Total: 46 vôos
PROJETO VANT
Operação Acauã 1 (agosto 2007)
Área de Ensaio
1 x 2 km
Testes da PV / Telemetria
Definições Operacionais
PROJETO VANT
Operação Acauã 2 (maio 2008)
Hardware do SNC
PROJETO VANT
Operação Acauã 3 (outubro 2008)
SNC ativado (PA)
PROJETO VANT
Operação Acauã 4 (novembro 2008)
Navegação Autônoma
Acompanhamento do
Rio Mogi-Guaçu
PROJETO VANT
Operação Acauã 5 (abril 2009)
Time-on-Target
Testes iniciais DNAV2
Missão “Brasil”
PROJETO VANT
Operação Acauã 6 (julho 2009)
• Simulação de missão de reconhecimento, ajustes na
malha de proteção de estol, identificação de parâmetros e alcance do link rádio.
• Realizados 10 vôos.
Incidente (parada do motor/ pouso forçado vetorado pelo H-55).
PROJETO VANT
Operação Acauã 6 (julho 2009)
Incidente: Parada do motor - pouso forçado, vetorado pelo H-55.
Protótipo 01 do VANT Acauã recuperado em 2 meses.
PROJETO VANT
Operação Acauã 7 (outubro 2009)
• Ajustes da Malha de Guiamento e do Software de
Supervisão de Vôo (perda de link rádio e de GPS).
• Repetição dos ensaios de alcance.
• Treinamento de novos pilotos.
PROJETO VANT
Desdobramentos Futuros
PROJETO VANT
DESDOBRAMENTOS FUTUROS
Alvo Aéreo Manobrável
(Alto Desempenho)
VANT CT-AERO
SNC
Plataf.
de Vôo TC&TM
E.Solo
U
IND
ST
Ã
AÇ
Z
I
L
RIA
O
INDUSTRIALIZAÇÃO
IND
US
TR
IAL
Source: Northtrop
VANT de
Reconhecimento
(Tático / Civil)
IZA
ÇA
O
Source: IAI
Outros
(Alvo Aéreo de baixo custo,
armamentos guiados, etc)
PROJETO VANT
Uma Proposta de “Roadmap” para VANT Operacional
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
Entrada em
Operação
Projeto VANT atual
(FINEP CT-AERO)
VANT RE
Aplicação
Militar
(Avibras - FINEP)
Série
Aplicação Civil
VANT Civil
Dec.& Pouso Auto.
Projetos
Paralelos
2013
Unidade Inercial
Motor (turbina)
Data Link
Sensor FLIR
2014
PROJETO VANT
Desdobramentos do Projeto VANT
Utilização do SNC do Projeto VANT no VANT de Reconhecimento Falcão,
em desenvolvimento pela Avibras, visando atender requisitos operacionais
da FAB (ROP EMAER 52).
•Autonomia 15 h
•Teto 15000 ft
•Carga Paga 150 kg
PROJETO VANT
Sistema VANT RE - Avibras
PROJETO VANT
Conclusões
PROJETO VANT
• O aumento da utilização de VANT, tanto em
aplicações militares como civis, é uma
tendência mundial irreversível.
• Apesar da PN 606 do MD estabelecer alvos
e cronologia em termos de VANT, é necessário um maior detalhamento estratégico de
“como” obter-se tais alvos.
• A Estratégia Nacional de Defesa reconhece que VANT
é fundamental à evolução da Força Aérea.
• O Projeto VANT Finep leva ao domínio das tecnologias
de Sistemas de Navegação e Controle de VANTs.
ÖO grande desafio atual é a obtenção de um sistema operacional.
Foi sugerido que isso seja alcançado através do “Projeto VANTRE” (Reconhecimento), em continuidade ao Projeto VANT (Finep /
SNC), evitando dispersão do conhecimento obtido.
PROJETO VANT
Apêndice – O impacto da Nanotecnologia em VANT
• Micro e nanoveículos poderão ser feitos de
biopolímeros transgenéticos (estruturas mais
fortes e leves do que as tradicionais.
• Novas formas de propulsão (asas que vibram).
• Poderão ser usados individualmente (em missões de reconhecimento tático nas proximidades da linha de contato e enlace de comunicação) ou em grupo (como
enxames de abelhas, por exemplo para atacar aos milhares alvos de
interesse, transportando 1 grama de explosivo).
• Missões militares: vigilância, reconhecimento, contramedida eletrônica
por bloqueio ou despistamento, saturando uma determinada área, enlace
de dados e interceptação ou ataque ar-superfície (quando guiados em
grupo e colocados em rota de colisão contra alvos).
• O domínio tecnológico na pesquisa e desenvolvimento de micro e
nanossensores ativos e passivos e de sistemas software, automatizando
processos e ações e apoiando decisões, serão os diferenciais do
princípio da surpresa na guerra do futuro.
Lessa, 2009
PROJETO VANT
PROJETO VANT
João P. C. Escosteguy – [email protected]