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PROJETO VANTPROJETO VANT

4º Workshop Nanoaeroespacial30 de novembro de 2009

PROJETO VANTPROJETO VANTPROJETO VANT


Roteiro

• Objetivo e Participantes

• Informações Gerenciais

• Atividades Realizadas

• Desdobramentos Futuros

• Conclusões

Apêndice – O impacto da Nanotecnologia


Objetivo e ParticipantesObjetivo e Participantes


Contexto do Projeto VANT - FINEP (CT-AERO)


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.


Sistemas de Apoio

Estação de Solo

Data LinkTC-TM

Sensores de Missão

X

X

________________

____________ _______

Veículo Aéreo Não TripuladoPlataforma de Vôo

Sistema de Navegação e Controle (SNC)

Sensores de Missão ________________

________________

350 km

Escopo do Projeto VANT

Exemplo de Sistema de VANT de Reconhecimento


SNC - Ajustes paraDiferentes Plataformas de Vôo

Harpia(Alvo Marinha)

Acauã(Reconhecimento)

Plataformas de Ensaio para o SNC (“Testbeds”)


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 - Participantes


• 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:

telecomando,telemetria,estabilização (piloto automático),navegação autônoma (com GPS e com unidade inercial), eretorno 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.

Estratégia de Desenvolvimento


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


InformaInformaçõções Gerenciaises Gerenciais


Cronograma FísicoO R I G I N A L


Projeto VANT - Convênio FINEP

Recursos Financeiros

Total - FINEP R$ 9.039.000

Bolsas CNPq R$ 1.200.000

- 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

Documentação


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)

• Ampliação da contratação de empresas

• Demonstração em Modelo de Engenharia

• Aumento de prazo (2 anos e 6 meses)

Soluções Adotadas


Atividades RealizadasAtividades Realizadas


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

Modelagem em CAD

Estudos de Aerodinâmica

Fabricação / Recuperação PVs

Ensaios Estruturais e Túnel de Vento


Arquitetura do Sistema Embarcado


Reuniões de Trabalho e Workshops


Funcionalidades do SNC- Enfoque Operacional

Piloto Automático - Desenvolvido por Painel de Especialistas (engenheiros aeronáuticos, eletrônicos e mecânicos; pilotos militares e comercial).

Compatibilidade com o NATO StanAg 4586(Standard Interfaces of UAV Control Systems for NATO UAV Interoperability).

Diferentes funcionalidadesVground 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.

Modo especial X-Track para decolagem.


Modelo de Engenharia

2006


Rig de Integração Aviônica2008


CaracterizaCaracterizaçãção sensores, HILS, DNAV2.o sensores, HILS, DNAV2.

Arquitetura HDW e SFT da ESOLOArquitetura HDW e SFT da ESOLO


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 VANTPROJETO VANT Operação Acauã 1 (agosto 2007)

Área de Ensaio

1 x 2 km

Área de Ensaio

1 x 2 km

Testes da PV / TelemetriaDefinições Operacionais

Testes da PV / TelemetriaDefinições Operacionais

PROJETO VANTPROJETO VANT Operação Acauã 2 (maio 2008)

Hardware do SNCHardware do SNC

PROJETO VANTPROJETO VANT Operação Acauã 3 (outubro 2008)

SNC ativado (PA)

PROJETO VANTPROJETO VANT Operação Acauã 4 (novembro 2008)

Navegação Autônoma

Acompanhamento do

Rio Mogi-Guaçu

PROJETO VANTPROJETO VANT Operação Acauã 5 (abril 2009)

Time-on-TargetTestes iniciais DNAV2

Missão “Brasil”

PROJETO VANTPROJETO VANT Operação Acauã 6 (julho 2009)

• Simulação de missão de reconhecimento, ajustes na malha de proteção de estol, identificação de parâme-tros e alcance do link rádio.

• Realizados 10 vôos.Incidente (parada do motor/ pouso forçado vetorado pelo H-55).

PROJETO VANTPROJETO 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 VANTPROJETO 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.


Desdobramentos FuturosDesdobramentos Futuros


E.Solo

Outros(Alvo Aéreo de baixo custo, armamentos guiados, etc)

Alvo Aéreo Manobrável(Alto Desempenho)

VANT de Reconheci-

mento(Tático / Civil)

INDUSTRIALIZAÇÃO

VANT CT-AERO

Plataf. de Vôo TC&TM

SNCINDUSTRIALIZAÇAO

INDUSTRIALIZAÇÃOSource: Northtrop

Source: IAI

DESDOBRAMENTOS FUTUROS


Projeto VANT atual(FINEP CT-AERO)

2005 2006 2007 2008 2009 2010

Projetos Paralelos

Dec.& Pouso Auto.

Unidade Inercial Sensor FLIR

Data Link

Motor (turbina)

VANT Civil

Série

Entrada em Operação

Aplicação Civil

Uma Proposta de “Roadmap” para VANT Operacional

VANT RE (Avibras - FINEP)

2011 2012 2013

Aplicação Militar

2014


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


Sistema VANT RE - Avibras


ConclusConclusõõeses


• 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 neces-sário 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 tecnologiasde Sistemas de Navegação e Controle de VANTs.

O grande desafio atual é a obtenção de um sistema operacional. Foi sugerido que isso seja alcançado através do “Projeto VANT-RE” (Reconhecimento), em continuidade ao Projeto VANT (Finep / SNC), evitando dispersão do conhecimento obtido.


• 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 mis-sões de reconhecimento tático nas proximida-des 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.

Apêndice – O impacto da Nanotecnologia em VANT

Lessa, 2009



João P. C. Escosteguy – [email protected]

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