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1 Clique para editar os estilos do texto mestre Segundo nível Terceiro nível Quarto nível» Quinto nível Organização Brasileira para o Desenvolvimento da Certificação Aeronáutica VANT - SISTEMAS, APLICAÇÕES E LEGISLAÇÃO 1 Luiz Munaretto Novembro de /11/2014 1

2 LUIZ MUNARETTO Piloto e Instrutor de Caça (F-5E Tiger II, Mirage III, A-1/AM=X, AT-26 Xavante). Engenheiro Eletricista. Piloto de Provas. Possui 25 anos de experiência em Ensaios em Vôo. Coronel da Reserva da FAB. Foi Vice-Diretor do IAE/CTA. Foi Diretor do IFI/CTA. Apresentação Foi Chefe da Divisão de Homologação Aeronáutica do IFI/CTA. Possui experiência em atividades e projetos internacionais. Instrutor conferencista no CENIPA e no Instituto de Logística de Aeronáutica (ILA), da Força Aérea Brasileira FAB. MBA em Gerenciamento de Projetos e PMP Atualmente é Especialista de Ensaios em Voo, VANT e Gerenciamento de Projetos da DCA-BR.

3 Objetivo Identificar as implicações técnicas, operacionais e legais da operação de VANT no Brasil.

4 Roteiro 1. Introdução 2. Histórico 3. Conceitos Gerais 4. Aplicações operacionais de VANT 5. Arquitetura Geral de um Sistema VANT 6. Propulsão 7. Classificação 8. Tráfego Aéreo 9. Regulamentação 10. Princípios de Aerolevantamento 11. Conclusão

5 1 - INTRODUÇÃO

6 1 - INTRODUÇÃO

7 1 - INTRODUÇÃO NICHOS DE MERCADO Por função/aplicação/operação - > carga paga - > tamanho do VANT Operação legal e ilegal

8 1 - INTRODUÇÃO COLISÃO EM VOO DE VANT C-130 HERCULES - 914th Airlift Wing of the Air Force, had to make an emergency landing after it was struck by the drone on Aug. 15, 2011 during an Afghanistan mission.

9 1 - INTRODUÇÃO

10 Roteiro 1. Introdução 2. Histórico 3. Conceitos Gerais 4. Aplicações operacionais de VANT 5. Arquitetura Geral de um Sistema VANT 6. Propulsão 7. Classificação 8. Tráfego Aéreo 9. Regulamentação 10. Conclusão

11 2 - HISTÓRICO Kettering Bug Curtiss/Sperry - Flying Bomb

12 2 - HISTÓRICO Fieseler FI 103 V1 Ryan Firebee

13 2 - HISTÓRICO CTA ACAUÃ Xmobots Flight Technologies Girofly Santos Lab Skydrones DNPM ALBATROZ TerraSense Outros Xmobots NAURU

15 3 CONCEITOS GERAIS Nomenclatura ANT - Aeronave Não Tripulada ARP - Aeronave Remotamente Pilotada (terminologia DECEA) Drone OPA Optionally Piloted Aircraft RPA - Remotely-piloted aircraft (terminologia ICAO, DECEA e ANAC) RPAS - Remotely-piloted aircraft system (terminologia DECEA) RPV - Remotely Piloted Vehicle UA - Unmanned Aircraft UAV - Unmanned Aerial Vehicle UCAV - Unmanned Combat Air Vehicle OPA L-3 Mobius UCAV - Uninhabited Combat Air Vehicle UAS - Unmanned Aircraft System UAS - Unmanned Aerial System VANT - Veículo Aéreo Não Tripulado (terminologia ANAC e DECEA) SISVANT - Sistema de Veículo Aéreo Não Tripulado (ANAC)

16 3 CONCEITOS GERAIS Nomenclatura Aeromodelo aeronave remotamente pilotada para uso em esporte ou lazer. Míssil veículo aéreo que pode ser controlado remotamente ou não. Não é recuperável. Letal veículo aéreo com capacidade de se manter voando por longo tempo em espera até que surja um alvo. É destruído no impacto com o seu alvo. Alvo Aéreo (target drone) - veículo aéreo que pode ser controlado remotamente ou não para treinamento de tiro (míssil ou canhão). Pode ser reutilizado VANT veículo aéreo projetado para operar sem piloto a bordo em aplicações que não de esporte e lazer (uso profissional, comercial, militar ou de segurança). Além disso, é reusável, não é classificado como armamento guiado, para treinamento de tiro ou para ser usado apenas uma vez. RPA/ARP - subclasse dos VANT (remotamente pilotada) (x autônoma).

17 3 CONCEITOS GERAIS Nomenclatura VANT RPA OU ARP AUTÔNOMO CONTROLADO POR UM OPERADOR NÃO AUTÔNOMO

18 3 CONCEITOS GERAIS Nomenclatura VANT RPA OU ARP AUTÔNOMO CONTROLADO POR UM OPERADOR NÃO AUTÔNOMO PODE TER MODOS AUTOMÁTICOS DE PILOTAGEM

20 4 - APLICAÇÕES OPERACIONAIS DE VANT AGRICULTURA semeaduras; pulverização de inseticidas; verificação de crescimento de plantas; verificação da saúde de plantas; mapeamento; dimensionamento de safra/quantidades identificação de tipos de lavouras/tipos de pragas associadas.

21 4 - APLICAÇÕES OPERACIONAIS DE VANT MONITORAMENTO DE FENÔMENOS AMBIENTAIS limpeza ilegal de cascos de navios; grandes alagamentos; avalanches; manchas poluição; erupção de vulcões; incêndios; outros desastres ambientais (terremotos, furacões); medição de concentração de Ozônio; pesquisa de climas para previsão de tempo; bombardeio de nuvens.

22 4 - APLICAÇÕES OPERACIONAIS DE VANT MONITORAMENTO DE LINHAS de fronteira; de transmissão de energia elétrica; oleodutos; rodovias; ferrovias; de litoral; de rios.

23 4 - APLICAÇÕES OPERACIONAIS DE VANT OUTROS procura marítima; operações de buscas sistemáticas; mapeamento de terrenos (áreas e volumes); produção de vídeos e fotografias aéreas; propagandas aéreas; transporte de cargas; vigilância de poços de petróleos.

24 4 - APLICAÇÕES OPERACIONAIS DE VANT APLICAÇÕES EM SEGURANÇA E OPERAÇÕES MILITARES patrulha de fronteira policiamento de protestos urbanos hostis/rebeliões vigilância reconhecimento transporte de tropa designação de alvos ataque ao solo defesa aérea

25 4 - APLICAÇÕES OPERACIONAIS DE VANT APLICAÇÕES EM SEGURANÇA E OPERAÇÕES MILITARES patrulha de fronteira policiamento de protestos urbanos hostis/rebeliões vigilância reconhecimento transporte de tropa designação de alvos ataque ao solo defesa aérea

27 5 ARQUITETURA GERAL DE UM SISTEMA VANT

28 . 5 ARQUITETURA GERAL DE UM SISTEMA VANT Plataforma é a própria aeronave composta basicamente de sua estrutura, motor e seu sistema de alimentação, computadores, sensores e controles. Estação de controle local remoto que de onde a aeronave é controlada. Meios de comunicação transmissores e receptores para a comunicação entre a estação de controle e o VANT. Payload carga composta por sensores (ótico, infra vermelho ou radar), armamento ou material a ser alijado.

29 . 5 ARQUITETURA GERAL DE UM SISTEMA VANT Meios de lançamento e de recuperação inclui pista, catapultas, veículos, redes, pára-quedas e ganchos necessários para efetuar as operações de pouso e decolagem. Infra-estrutura de solo alimentação elétrica, combustível, upload e download de dados, carreta, ferramental, equipamentos de teste etc.

30 Roteiro 1. Introdução 2. Histórico 3. Conceitos Gerais 4. Aplicações operacionais de VANT 5. Arquitetura Geral de um Sistema VANT 6. Sistemas de Propulsão 7. Classificação 8. Tráfego Aéreo 9. Regulamentação 10. Conclusão

31 6 - SISTEMAS DE PROPULSÃO Motores à Pistão Motores Turboélice Motores Turbojato Motor Turbofan Motores com célula de Combustível Motores à Energia Solar

32 6 - SISTEMAS DE PROPULSÃO Motores a Pistão Motor aeronáutico 4 cilindros Motor Rotax OS 120AX 5 Hp 2 tempos

33 6 - SISTEMAS DE PROPULSÃO Motores Turbojato Advanced Micro Turbines (AMT)

34 6 - SISTEMAS DE PROPULSÃO Motor Turbofan Global Hawk Avenger

35 6 - SISTEMAS DE PROPULSÃO Motores Turboélice Motor turboélice Heron TP Motor turboélice - Predator B

36 6 - SISTEMAS DE PROPULSÃO Célula de Combustível Boeing Phantom Eye

37 6 - SISTEMAS DE PROPULSÃO Motores a Energia Solar

39 7 CLASSIFICAÇÃO

40 7 CLASSIFICAÇÃO USAF

41 CAPÍTU7 CLASSIFICAÇÃO UVS International

42 7 CLASSIFICAÇÃO LM CLASSIFICAÇÃO GERAL SUB CLASSIFICAÇÃO DIVISÃO Tipo de aplicação Espaço aéreo regras de tráfego Jurisdição do Espaço aéreo Operação com gelo Tipo de carga Distância de operação Civil Militar Segurança pública Segregado Não segregado Nacional Internacional Sim Não Carga geral ou equipamentos Armamento Carga perigosa Pessoas VLOS - Visual Line of Sight RLOS - Radio Line of Sight BVLOS - Beyond Visual Line of Sight VFR /IFR VFR /IFR

43 7 CLASSIFICAÇÃO LM CLASSIFICAÇÃO GERAL SUBCLASSIFICAÇÃO DIVISÃO Tipo de decolagem Tipo de pouso Sistema de decolagem, pouso e navegação Peso Vertical Horizontal Vertical Horizontal Rede Pára-quedas Colchão de ar Gancho Deep stall Autônomo Automático Manual Asa fixa Asa rotativa LANÇAMENTO - Mão, Carro Catapulta, RATO (rocket assisted take-off) Corrida 25 kgf 150 kgf kgf 5670 kgf (14 CFR 23) > 5670 kgf (14 CFR 25) 3175 kgf (14 CFR 27) > 3175 kgf (14 CFR 29)

44 7 CLASSIFICAÇÃO MD

46 REA - SP 8 TRÁFEGO AÉREO

47 IAC INSTRUMENT APPROACH CHART ILS CAT II

48 SID - STANDARD INSTRUMENT DEPARTURE

49 ERC - ENROUTE CHART ARC - AREA CHART

50 Roteiro 1. Introdução 2. Histórico 3. Conceitos Gerais 4. Aplicações operacionais de VANT 5. Arquitetura Geral de um Sistema VANT 6. Propulsão 7. Classificação 8. Tráfego Aéreo 9. Regulamentação no Brasil 10. Conclusão

51 9 REGULAMENTAÇÃO NO BRASIL

52 9 REGULAMENTAÇÃO NO BRASIL Aeromodelo Experimental Operação comercial ou específica PROCESSO ATUAL DE MATURIDADE - tempo

53 9 REGULAMENTAÇÃO NO BRASIL Níveis de regulamentação Peso/tipo de operação

54 9 REGULAMENTAÇÃO NO BRASIL Níveis de regulamentação Classe 3 Classe 2 Classe 1 Peso/tipo de operação

55 9 REGULAMENTAÇÃO NO BRASIL REGULAMENTAÇÃO DE AERONÁUTICA CIVIL

56 . 9 REGULAMENTAÇÃO NO BRASIL REGULAMENTOS BRASILEIROS DE AVIAÇÃO CIVIL - (RBAC) RBAC 01 - Definições, regras de redação e unidades de medida; RBAC 11 - Procedimentos e normas gerais para a elaboração de regras e emendas aos Regulamentos Brasileiros da Aviação Civil; RBAC 17 - Fiscalização da aviação civil; RBAC 21 - Certificação de produto aeronáutico; RBAC 23 - Requisitos de Aeronavegabilidade: aviões categorias normal, utilidade, acrobática e transporte regional; RBAC 25 - Requisitos de aeronavegabilidade: aviões categoria transporte; RBAC 26 - Aeronavegabilidade continuada e melhorias na segurança para aviões categoria transporte;

57 . 9 REGULAMENTAÇÃO NO BRASIL REGULAMENTOS BRASILEIROS DE AVIAÇÃO CIVIL - (RBAC) RBAC 27 - Requisitos de aeronavegabilidade: aeronaves de asas rotativas categoria normal; RBAC 29 - Requisitos de aeronavegabilidade: aeronaves de asas rotativas categoria transporte; RBHA 31 - Padrões mínimos de aeronavegabilidade balões livres tripulados; RBAC 33 - Requisitos de aeronavegabilidade: motores aeronáuticos; RBAC 34 - Requisitos para drenagem de combustível e emissões de escapamento de aviões com motores a turbina; RBAC 35 - Requisitos de aeronavegabilidade: hélices; RBAC 36 - Requisitos de ruído para aeronaves; RBAC 37 - Procedimentos para a construção de aeronaves por amadores;

58 . 9 REGULAMENTAÇÃO NO BRASIL REGULAMENTOS BRASILEIROS DE AVIAÇÃO CIVIL - (RBAC) RBAC 38 - Procedimentos para fabricação de conjuntos para montagem de aeronaves experimentais; RBAC 39 - Diretrizes de Aeronavegabilidade. RBAC 43 - Manutenção, Manutenção Preventiva, Recondicionamento, Modificações e Reparos; RBAC 45 - Marcas de identificação, de nacionalidade e de matrícula; RBAC 61 - Requisitos para concessão de licenças de pilotos e de instrutores de voo; RBAC 63 - Mecânico de voo e comissário de voo; RBAC 65 - Despachante operacional de voo e mecânico de manutenção aeronáutica;

59 . 9 REGULAMENTAÇÃO NO BRASIL REGULAMENTOS BRASILEIROS DE AVIAÇÃO CIVIL - (RBAC) RBAC 67 - Inspeção de saúde e certificado de capacidade física; RBAC 91 - Regras gerais de operação para aeronaves civis; RBAC 92 VANT??? RBAC Operação no Brasil de balões cativos, foguetes não tripulados e balões livres não tripulados; RBAC Veículos ultraleves; RBAC Operação de veículos ultraleves não propulsados; RBAC Saltos de paraquedas; RBAC Programa Nacional de Controle da Qualidade em Segurança da Aviação Civil Contra Atos de Interferência Ilícita

60 . 9 REGULAMENTAÇÃO NO BRASIL REGULAMENTOS BRASILEIROS DE AVIAÇÃO CIVIL - (RBAC) RBAC Homologação: operadores regulares e não regulares; RBAC121 - Requisitos operacionais: operações domésticas, de bandeira e suplementares; RBHA Operação de empresas estrangeiras de transporte aéreo público no Brasil; RBAC Operação de aeronaves de asas rotativas com cargas externas; RBAC Requisitos operacionais: operações complementares e por demanda;

61 . 9 REGULAMENTAÇÃO NO BRASIL REGULAMENTOS BRASILEIROS DE AVIAÇÃO CIVIL - (RBAC) RBAC Certificação operacional de aeroportos; RBAC Autorização, organização e funcionamento de aeroclubes; RBAC Escolas de aviação civil; RBAC Centro de treinamento de aviação civil; RBAC Empresas de manutenção de aeronaves; RBAC Projeto de aeródromos; RBAC Transporte de artigos perigosos em aeronaves civis; RBAC 183 Credenciamento de Pessoas.

62 9 REGULAMENTAÇÃO NO BRASIL PROCESSOS

64 9 REGULAMENTAÇÃO NO BRASIL AEROMODELOS

66 9 REGULAMENTAÇÃO NO BRASIL 8 C EXPERIMENTAL INSTRUÇÃO SUPLEMENTAR A Ver IS A

67 9 REGULAMENTAÇÃO NO BRASIL 8 C TRÁFEGO AÉREO AIC 21/10 Ver AIC 21/10

68 9 REGULAMENTAÇÃO NO BRASIL TRANSMISSORES

69 9 REGULAMENTAÇÃO NO BRASIL TRANSMISSORES

70 9 REGULAMENTAÇÃO NO BRASIL Aeronaves/operadores autorizados POLÍCIA FEDERAL XMOBOTS NAURU XMOBOTS ECHAR DNPM PM - SP

71 10 - PRINCIPIOS DE AEROLEVENTAMENTO 1 - CONCEITOS GERAIS 2 - PRODUTOS 3 PERFIL DO VOO 4 - SENSORES

72 PRINCIPIOS DE AEROLEVENTAMENTO 1 - CONCEITOS GERAIS Registro de dados a partir de radiação e/ou reflexão eletromagnética. RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA c = velocidade da luz (m/s) f = freqüência ( Hz) λ= comprimento de onda (m)

73 PRINCIPIOS DE AEROLEVENTAMENTO 1 - CONCEITOS GERAIS RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA

74 PRINCIPIOS DE AEROLEVENTAMENTO 1 - CONCEITOS GERAIS COMPRIMENTO DE ONDAS - DENOMINAÇÕES Visível (LUZ) - detectadas pelo sistema visual humano. A sensação de cor - diferentes comprimentos de ondas. violeta: 0,38 a 0,45 µm azul: 0,45 a 0,49 µm verde: 0,49 a 0,58 µm amarelo: 0,58 a 0,6 µm laranja: 0,6 a 0,62 µm vermelho: 0,62 a 0,74 µm

75 PRINCIPIOS DE AEROLEVENTAMENTO 1 - CONCEITOS GERAIS COMPRIMENTO DE ONDAS DENOMINAÇÕES Infravermelho(IV) - de 0,7 a 1000 µm IV próximo: 0,7 a 1,3 µm (fluxo solar e em fontes convencionais de iluminação -lâmpadas incandescentes); IV médio: 1,3 a 6 µm (objetos terrestres); IV distante: 6 a 1000 µm (objetos terrestres); O intervalo espectral do infravermelho de 8 a 14 µm - radiação termal

76 PRINCIPIOS DE AEROLEVENTAMENTO 1 - CONCEITOS GERAIS REFLECTÂNCIA

77 PRINCIPIOS DE AEROLEVENTAMENTO 1 - CONCEITOS GERAIS

78 PRINCIPIOS DE AEROLEVENTAMENTO 1 - CONCEITOS GERAIS AEROTRIANGULAÇÃO Procedimento fotogramétrico matemático que permite a determinação de pontos fotogramétricos e suas coordenadas num dado referencial geodésico. USO DE MARCOS CORREÇÃO DIFERENCIAL GEOREFERNCIAMENTO Processamento das imagens obtidas, considerando a orientação, escala e a posição geográfica das imagens, ou em outras palavras é associação de cada ponto da imagem a uma região física, baseado em um sistema de referência.

79 PRINCIPIOS DE AEROLEVENTAMENTO 2 - PRODUTOS MODELO DIGITAL DE ELEVAÇÃO (MDE) - representação do terreno em modelos 3D. O MDS Modelo Digital de Superfície - incluído a vegetação (ex: árvores) e as estruturas antropomórficas (ex: edificações e torres). O MDT Modelo Digital de Terreno - não levam em conta a vegetação e as estruturas antropomórficas.

80 PRINCIPIOS DE AEROLEVENTAMENTO 2 - PRODUTOS

81 PRINCIPIOS DE AEROLEVENTAMENTO 2 - PRODUTOS ORTOFOTO Representação fotográfica de uma região da superfície terrestre, na qual todos os elementos apresentam a mesma escala, livre de erros e deformações geométricas sofridas pelas imagens devido ao sensor, do ângulo de aquisição, do relevo e da curvatura da Terra.

82 MOSAICO PRINCIPIOS DE AEROLEVENTAMENTO 2 - PRODUTOS

83 PRINCIPIOS DE AEROLEVENTAMENTO 3 - PERFIL DO VOO FATORES DE PLANEJAMENTO DE UMA MISSÃO AÉREA PERFIL DO VOO

84 PRINCIPIOS DE AEROLEVENTAMENTO 3 - PERFIL DO VOO RECOBRIMENTO/SOBREPOSIÇÃO Pelo menos duas fotos consecutivas. A sobreposição normal é de 60% (longitudinal) e 30% (lateral)

85 PRINCIPIOS DE AEROLEVENTAMENTO 3 - PERFIL DO VOO DETERMINAÇÃO ÁREA DE COBERTURA - COMPRIMENTO DA ÁREA COBERTA - C

86 PRINCIPIOS DE AEROLEVENTAMENTO 3 - PERFIL DO VOO DISTÂNCIA DAS LINHAS DE RECOBRIMENTO LONGITUDINAIS SUCESSIVAS DLO= C (1 - r) Onde DLO = distância das linhas longitudinais C = comprimento da área coberta r = fator de recobrimento; Por exemplo, se C = 331,1 m; r = 0,6 (60%), então DLO = C (1 - r) DLO = 331,1* (1-0,6) DLO = 132,4 m

87 PRINCIPIOS DE AEROLEVENTAMENTO 3 - PERFIL DO VOO LARGURA DA ÁREA COBERTA - L

88 PRINCIPIOS DE AEROLEVENTAMENTO 3 - PERFIL DO VOO DISTÂNCIA DAS LINHAS DE RECOBRIMENTO LATERAIS SUCESSIVAS DLL = L (1 - s) Onde DLL = distância das linhas laterais L = largura da área coberta s = fator de recobrimento; Por exemplo, se L = 495 m; s = 0,3 (30%), então DLL = L (1 - s) DLL = 495* (1-0,3) DLL =346,5 m

89 PRINCIPIOS DE AEROLEVENTAMENTO 3 - PERFIL DO VOO RESOLUÇÃO Sensor que tem sua largura e comprimento de 5984 e 3456 pixels, respectivamente (5184 x 3456 = = 18 megapixel) No caso do comprimento teremos a seguinte resolução: 331,1 m/3456 = 0,096 m/pixel ou 9,6 cm/pixel No caso da largura teremos a seguinte resolução: 495 m/5184 = 0,096 m/pixel ou 9,6 cm/pixel

90 PRINCIPIOS DE AEROLEVENTAMENTO 4 - SENSORES VÍSIVEL

91 PRINCIPIOS DE AEROLEVENTAMENTO 4 - SENSORES IR

92 PRINCIPIOS DE AEROLEVENTAMENTO 4 - SENSORES SAR (Synthetic Aperture Rradar ) Tem pouca interferência de nuvens.

93 PRINCIPIOS DE AEROLEVENTAMENTO 4 SENSORES LIDAR(Ligh Detection and Raging) Permite medir a distância para um determinado alvo utilizando pulsos de laser..

94 PRINCIPIOS DE AEROLEVENTAMENTO 4 - SENSORES MULTI-ESPECTRAIS Capturam diferentes imagens (da ordem de dezenas) de forma discreta (não contínua) e em bandas estreitas HIPER-ESPECTRAIS capturam diferentes imagens (da ordem de centenas)de forma contínua e em bandas largas do espectro.

95 CONHECIMENTOS ADICIONAIS

96 CONHECIMENTOS ADICIONAIS

97 DCA-BR EXPERIÊNCIA EM VANT Consultorias internacionais - 2

98 DCA-BR EXPERIÊNCIA EM VANT Consultorias nacionais 3 Treinamentos - 8 Seminários, e Conferências (nacionais e internacionais)- 6 Cursos no Brasil - 4

99 CONCLUSÃO NICHOS DE MERCADO Por função/aplicação/operação - > carga paga - > tamanho do VANT Operação legal e ilegal

100 Roteiro 1. Introdução 2. Histórico 3. Conceitos Gerais 4. Aplicações operacionais de VANT 5. Arquitetura Geral de um Sistema VANT 6. Propulsão 7. Classificação 8. Tráfego Aéreo 9. Regulamentação 10. Princípios de Aerolevantamento 11. Conclusão

101 Objetivo Identificar as implicações técnicas, operacionais e legais da operação de VANT no Brasil.

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