retos presentes y futuros de los sistemas rpas del inta

Transcripción

Secretaría de Estado de Defensa
MINISTERIO
DE DEFENSA
Instituto Nacional de
Técnica Aeroespacial
RETOS PRESENTES Y
FUTUROS DE LOS SISTEMAS
RPAS DEL INTA
CATEDRA ISDEFE. SISTEMAS RPAS
Jaime Cabezas Carrasco
2 abril 2014
MINISTERIO
DE DEFENSA
INDICE PRESENTACIÓN
1.
PROYECTOS RPAS INTA. DESCRIPCION Y RETOS PRESENTES.
XSIVA
XALO
XDIANA
XMILANO
2.
RETOS FUTUROS
1) PROYECTOS RPAS INTA- DESCRIPCIÓN Y
RETOS PRESENTES
3
MINISTERIO
DE DEFENSA
SISTEMA SIVA
Vehículo aéreo en lanzador
•
MISIONES
Despegues/aterrizajes
211 (104 ATOL)
Lanzamiento/recuperación 61
TOTAL
272
•
•
•
Operación: Despegue-aterrizaje
automático / Lanzador + Paracaídas
MTOW: 300 Kg
Autonomía: 7 horas
Techo: 15.000 pies
•
Velocidad máxima = 190 Km/h
•
•
Carga útil: 25 Kg
V ascensional=4240 m/minuto
MINISTERIO
DE DEFENSA
ENCOMIENDA
EJERCITO DE TIERRA
Elsistema
sistemaSIVA
SIVAesesoperado
operadoyymantenido
mantenido(1º
(1ºescalón)
escalón)por
porelelEjército
Ejércitode
deTierra
Tierradesde
desde
El
Septiembrede
de2006.
2006.Firmadas
Firmadasininterrumpidamente
ininterrumpidamente66encomiendas
encomiendasde
degestión
gestión(2(2bianuales).
bianuales).
Septiembre
Misiones
- Ferral del Bernesga (León)
- El Teleno (León)
- San Gregorio (Zaragoza)
- Matacán (Salamanca)
Justificación
DE LAS 262 MISIONES,
• Apoyo a Ejército de Tierra
• Actividad remunerada
• Desarrollos (corrección tiro artillero)
• Repercusión mediática
84 REALIZADAS POR
E.d.T
Adiestrados tres grupos del Ejército en la operación y mantenimiento del sistema
5
MINISTERIO
DE DEFENSA
RETOS PRESENTES
Efectuadas 4 misiones: Despegue en Ferral del Bernesga (LED7), crucero a FL 75 por pasillo habilitado hasta el
campo de maniobras del Teleno (LED 2) situado a 65 km. Supervisión con cámaras visibles y térmicas los tiros
realizados, realizando corrección del tiro. Las imágenes se transmiten vía Satélite por medios propios de
Ejército a los responsables del Mando de Artillería de Campaña. Finalizada la misión el avión regresa al LED 7
aterrizando automáticamente en la pista de partida.
- Pista de 560 x 18 m. Fases despegue y
aterrizaje monitorización manual y
automática.
- Planificación de misión exhaustiva:
enlace LOS, rutar de retorno, rutas de
emergencia, zonas de recuperación,
condiciones meteorológicas.
- Actuaciones: consumo fuel
6
MINISTERIO
DE DEFENSA
ENCOMIENDA
EJERCITO DEL AIRE
UNICOSISTEMA
SISTEMAUAV
UAVTIPO
TIPOIIIIUTILIZADO
UTILIZADOPOR
POREL
ELEJERCITO
EJERCITODEL
DELAIRE
AIREEN
ENLA
LA
UNICO
ESCUELADE
DEOPERADORES
OPERADORESDE
DEUAS
UASEN
ENMATACAN
MATACAN
ESCUELA
53 Misiones realizadas hasta la fecha:
¾ 5 cursos de convalidación. Realizados 38 vuelos
¾ 1 curso de obtención realizando 15 vuelos.
¾ Participación de personal INTA como profesores agregados
FUTURO PRÓXIMO
¾ Acuerdo renovado hasta mediados de 2014
¾ Completar el adiestramiento a los profesores de Matacán
¾ Desarrollos. Adaptación progresiva
procedimientos habituales de los pilotos
a
presentaciones
y
7
MINISTERIO
DE DEFENSA
RETOS PRESENTES
- CAMPAÑAS CON REPERCUSIÓN MEDIÁTICA
- RITMO DE OPERACIONES REQUERIDAS ELEVADO: 3-4
MISIONES POR DÍA
- ESPACIO AEREO COMPARTIDO:
MILITARES Y EMERGENCIAS
AVIONES
CIVILES,
- COORDINACIÓN CON CONTROL DE ESPACIO AÉREO
RETIRADA DEL SIVA POR
ATLANTE
MINISTERIO
DE DEFENSA
EL SIVA COMO PLATAFORMA
DE DESARROLLO
ELSIVA
SIVAESTA
ESTASIENDO
SIENDOUTILIZADO
UTILIZADOCOMO
COMOPLATAFORMA
PLATAFORMADE
DEDESARROLLO
DESARROLLODE
DE
EL
OTROSSISTEMAS
SISTEMASYYPROYECTOS
PROYECTOS
OTROS
MILANO
SESAR
PERIGEO
DRONE
Interfaz
hombre
máquina
Despegue/aterrizaje automát.
Rodadura
automática
Tolerancia al fallo, fiabilidad
Aprobado proyecto europeo
para integrar UAS en espacio
aéreo no segregado
Proyecto fondos CEDETI
aprobado control de UAS.
Ensayos de Lidar y Sistema
de navegación propio
Proyecto DGAM aprobado.
Sistema de comunicaciones
LOS con protocolo IP
Financiado
Ministerio de Defensa
ISDEFE, AENA, EA, INTA,
CRISA, FADA-CATEC
Financiado
Financiado
DEIMOS, INTA
U. Carlos III, ERZIA, INTA
9
MINISTERIO
DE DEFENSA
SISTEMA ALO
CARACTERÍSTICAS
•Autonomía
•Techo
•Peso máximo
•Carga útil
•Velocidad máxima
•Velocidad ascensional
• Alcance
4 horas
13.000 pies
55 Kg
20 Kg
170 Km/h
300 m/min
50 Km
10
MINISTERIO
DE DEFENSA
•
•
•
•
RETOS PRESENTES
DESARROLLO DE FUNCIONALIDAD DE LANZAMIENTO Y RECUPERACIÓN
DEMOSTRACIONES DEL SISTEMA ANTE RESPONSABLES DEL EJÉRCITO
INTEGRACIÓN DE NUEVO SENSOR DE OBSERVACIÓN
PARTICIPACIÓN EN EL PROGRAMA DEMORPAS (INTEGRACIÓN DE UAS EN ESPACIO
AÉREO)
SAIDENT (COINCIDENTE DGAM)
Ing. Moscat, SCR, INTA
- Inyección electrónica
- Control simultaneo de aviones
- Antenas directivas
- Cambio sensor de observación
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MINISTERIO
DE DEFENSA
PROYECTO DIANA
CARACTERÍSTICAS
•Autonomía
•Techo
•Velocidad máxima
•Peso máximo de lanzamiento
•Carga útil
•Peso Fuel
•Velocidad ascensional
• Alcance
1 horas
20.000 pies
200 m/s
160 Kg
20 Kg
52 Kg
1500 m/min
100 Km
12
MINISTERIO
DE DEFENSA
RETOS PRESENTES
ADQUISICIÓN DGA FRANCESA
•
•
•
•
12 aeronaves
1 Estación de control en tierra
Adiestramiento a usuario
Manuales de operación y
mantenimiento
INTEGRACIÓN CARGAS ÚTILES
•
•
•
•
•
FABRICACIÓN ESTRUCTURAS (EMPRESAS
NACIONALES)
INTEGRACIÓN Y PRUEBAS (INTA)
PREPARACIÓN DE MANUALES DE
OPERACIÓN Y USUARIO (INTA)
ADIESTRAMIENTO AL FUTURO USUARIO
(INTA)
CONCLUSIÓN DE ENSAYOS EN VUELO
•
•
•
•
•
•
MDI
Blancos remolcados
Fumígenos
Bengalas guiado IR Misiles
Bengalas eyectables
Amplificador radar y
13
contramedidas
MINISTERIO
DE DEFENSA
PROYECTO MILANO
Diagrama SEP a RPM constante
8000
0
0
0.
5
0
2.5
1
4000
2
2
5000
1.5
1.3Vs
1
1.5
5
0.
1
6000
1.5
1
2.5
3
2.5
3000
0.5
1.2Vs
1.5
2
H(m)
0
7000
0.5
3.5
140
160
Potencia Maxima Continua
30
0
220
0.5
2
120
1.5
1
2
0
100
W=1050 Kg; P/L=200 Kg; Wind=-20 m/s
180
200
v(Km/h)
2.5
1000
3
1
Vs
3
2000
240
Permanencia (h)
25
DIMENSIONES
VALOR
Envergadura
12.5 m
Carga útil
170 Kg
Combustible
180 Kg
20
15
10
5
0
0
200
400
600
Distancia (Km)
800
1000
1200
MTOW
14 1050 Kg
260
280
ISA+0
MINISTERIO
DE DEFENSA
GCS
OPERATIVA Y COMPROBADA
CON EL SIVA
•
•
•
Shelter: ISO 20 Cuatro puestos
Rango 150 KM (LOS)
SATCOM (BLOS),
Sistema
español
de
comunicaciones
satélite
Ministerio
de Defensa:
Satélites XTAR y Spainsat
• Antena UAV: Diá
Diámetro 0.46 m
• Antena GCS: Diá
Diámetro 2.4 m
•Telemedida:
Telemedida: + Imá
Imágenes 0.50.5-1.5 Mbps
•Telecomando:
Telecomando: 64 kbps
15
COMANDANTE DE MISION
OPERADOR UAV
OPERADOR CARGA UTIL
MINISTERIO
DE DEFENSA
RETOS PRESENTES
• Integración de 3 prototipos
• Inicio de ensayos en vuelo
• Obtención certificado de
aeronavegabilidad
COMPLETAR EL
DESARROLLO
TECNOLÓGICOS
GESTIÓN
SISTEMA PARA FAS
• Entrenador, plataforma de
desarrollo.
• Acuerdos con E.d.T, EA
• Acuerdos con industria
•
•
•
•
•
SATCOM
Comunicaciones IP LOS
Tolerancia al fallo
Integración espacio aéreo
SAR
FUNCIONES Y
TECNOLOGIAS NUEVAS
TECNOLÓGICOS
GESTIÓN
PROYECTOS DE USO COMO
PLATAFORMA DE DESARROLLO
• Programa H2020
• Clean Sky,
16 SESAR
• Acuerdos con industria
3) RETOS FUTUROS
17
MINISTERIO
DE DEFENSA
CARACTERÍSTICAS
Tm sobre IP
TM
Ethernet
TC
Tc sobre IP
UAV
Tm sobre IP
Ethernet
GCS
Tc sobre IP
TM
TC
- IP-SEC
- Modificación de frecuencias TM y
TC
- Procesado en banda base basado en
FPGA
- Tasa TM hasta 4Mbps
- Tasa TC 100Kbps
- Modulación QPSK
CERTIFICACION
SUBPARTE B VUELO
La normativa exige datos relativos a las
actuaciones como información a los
operadores. Para los UAV esta información (y
lo que conlleva), deben ser implementadas en la
funcionalidad del sistema.
- Límites que no han de excederse
planificación y ejecución del vuelo
en
- Límites a los comandos semi-automáticos desde
GCS
- Como se consideran la temperatura, el peso y la
altitud
19
19
CERTIFICACION
SUBPARTE C) ESTRUCTURA
• Definición de velocidades VA, VC, VD
• Protección de envuelta por Sistema de Control
• Pilotaje externo del avión
(ii) Sufficient deflection at VC, where VC is more than
VA, to produce a rate of roll not less than obtained in subparagraph (2)(i).
• Taxi, Aterrizaje
• Lanzamiento y recuperación
• Manipulación
En la normativa las maniobras están limitadas
considerando posibles sensaciones del piloto. En los
UAV se deben de establecer e implementar dichos
límites.
20
20
MINISTERIO
DE DEFENSA
FIABILIDAD
Pentagon Unhappy About
Drone Aircraft Reliability
Crashes and component failures are driving up the cost of unmanned air
vehicles and limiting their availability for military operations, said a
Pentagon report. Of particular concern are those UAVs that have
become useful tools of war—such as the Predator and the Global Hawk.
Predator’s crash rate last year at 32.8 per 100,000 flight hours, and this
year’s at 49.6. “If you want to talk about Global Hawk, which we are
measuring, the accident rate for the Global Hawk right now is 167.7. That
is unsatisfactory.”
•F-16: mishap rate of 3.5 per 100,000 flight hours,
•The RQ-2A Pioneer mishap rate of 363 per 100,000 hours, though the figure
for the RQ-2B declined to 139.
•The RQ-5 Hunter racked up a mishap rate of 255 for pre-1996 aircraft, but it
has plunged to 16 since.
•The Predator RQ-1A had a mishap rate of 43, and the RQ-1B 31, according to
Defense Department figures.
21
MINISTERIO
DE DEFENSA
FIABILIDAD
USAR V3
MIL-STD-882E
22
MINISTERIO
DE DEFENSA
ATM. COMUNICACIONES
(UHF/VHF)
PROBLEMÁTICA
•
•
•
Saturación de frecuencias
Sistemas LOS. Alcance del UAV es el del relé
Sistemas BLOS: Voz al relé vía satélite
COMUNICACIONES ACC
•
•
•
•
UAV con relé de
comunicaciones
Sintonización de frecuencia por
sectores
Sistemas LOS: alcance de
UAV?
Sistemas BLOS: relé SATCOM
23
MINISTERIO
DE DEFENSA
ATM. VIGILANCIA
• Integración de SSR en UAV Capacidad de
cambiar código y reglaje
• Integración de luces navegación y anticolisión
• Maniobras evasivas aplicables con inmediatez
• Integración en GCS información de tráfico
- El “Ver” no es apropiado como separador
principal de tráfico, especialmente para UAV´s.
- Requisitos:
- Sistema automatizado (independ. TC/TM)
- Peso, volumen, potencia
Según sendos estudios publicados por FAA (TCAS on
UAV) y por EUROCONTROL (UAS ATM Collition
avoidance requirements), se desaconseja la integración
del TCAS actuales de los aviones tripulados en un
sistema aéreo no tripulado.
En la actualidad, sólo sería seguro volar en
el espacio aéreo no segregado según las
reglas IFR, cumpliendo todos los requisitos
establecidos.
24
FAA 90-48-C Advisory Circular
MINISTERIO
DE DEFENSA
ATM. NAVEGACIÓN
• GCS en inmediaciones del aeródromo:. Estimación más exacta del error.
• Protección APVII (V=20m H=40 m)
25
MINISTERIO
DE DEFENSA
VUELOS A GRAN ALTITUD
• Estudio de configuraciones para vuelo a gran altitud.
• Sistemas de generación de Energía: Pilas de hidrógeno,
paneles solares, generadores.
• Plantas propulsivas.
• Modificación de modelo aerodinámicos gran altitud
• Desarrollo de CFD y método de paneles con
herramientas
FEM
configuraciones
de
gran
alargamiento
• Diseño de hélices de alta eficiencia en distintas fases de
operación
• Selección materiales,
ambientales.
degradación
por
efectos

retos presentes y futuros de los sistemas rpas del inta

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