4º Workshop Nanoaeroespacial

Transcrição

1 PROJETO VANT 4º Workshop Nanoaeroespacial 30 de novembro de 2009

2 Roteiro Objetivo e Participantes Informações Gerenciais Atividades Realizadas Desdobramentos Futuros Conclusões Apêndice O impacto da Nanotecnologia

3 Objetivo e Participantes

4 Contexto do Projeto VANT - FINEP (CT-AERO)

5 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.

6 Exemplo de Sistema de VANT de Reconhecimento Veículo Aéreo Não Tripulado Plataforma de Vôo Sistema de Navegação e Controle (SNC) Sensores de Missão Escopo do Projeto VANT Estação de Solo X Data Link TC-TM Sensores de Missão 350 km Sistemas de Apoio X

7 SNC - Ajustes para Diferentes Plataformas de Vôo Harpia (Alvo Marinha) Acauã (Reconhecimento) Plataformas de Ensaio para o SNC ( Testbeds )

8 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

9 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, Estratégia de Desenvolvimento estabilização (piloto automático), navegação autônoma (com GPS e com unidade inercial), e 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.

10 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

11 Informaçõ ções Gerenciais

12 O R I G I N A L Cronograma Físico

13 Projeto VANT - Convênio FINEP Recursos Financeiros Total - FINEP R$ Bolsas CNPq R$ 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

14 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)

15 Atividades Realizadas

16 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

17 Arquitetura do Sistema Embarcado

18 Reuniões de Trabalho e Workshops

19 Funcionalidades do SNC- Enfoque Operacional Compatibilidade com o NATO StanAg 4586 (Standard Interfaces of UAV Control Systems for NATO UAV Interoperability). Diferentes funcionalidades V ground 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. Piloto Automático - Desenvolvido por Painel de Especialistas (engenheiros aeronáuticos, eletrônicos e mecânicos; pilotos militares e comercial).

20 Modelo de Engenharia 2006

21 Rig de Integração Aviônica 2008

22 Caracterizaçã ção o sensores, HILS, DNAV2. Arquitetura HDW e SFT da ESOLO

23 Campanhas de Ensaios em Vôo Operação Período Vôos Acauã 1 07 a 16 ago Acauã 2 23 a 21 maio Acauã 3 07 a 17 out Acauã 4 25 nov a 03 dez Acauã 5 23 a 30 abr Acauã 6 16 a 23 jul Acauã 7 08 a 14 out Out Total: 46 vôos

24 Operação Acauã 1 (agosto 2007) Área de Ensaio 1 x 2 km Testes da PV / Telemetria Definições Operacionais

25 Operação Acauã 2 (maio 2008) Hardware do SNC

26 Operação Acauã 3 (outubro 2008) SNC ativado (PA)

27 Operação Acauã 4 (novembro 2008) Navegação Autônoma Acompanhamento do Rio Mogi-Guaçu

28 Operação Acauã 5 (abril 2009) Time-on-Target Testes iniciais DNAV2 Missão Brasil

29 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).

30 Operação Acauã 6 (julho 2009) Incidente: Parada do motor - pouso forçado, vetorado pelo H-55. Protótipo 01 do VANT Acauã recuperado em 2 meses.

31 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.

32 Desdobramentos Futuros

33 DESDOBRAMENTOS FUTUROS Alvo Aéreo Manobrável (Alto Desempenho) VANT CT-AERO Plataf. de Vôo SNC TC&TM E.Solo INDUSTRIALIZAÇÃO INDUSTRIALIZAÇÃO INDUSTRIALIZAÇAO VANT de Reconhecimento (Tático / Civil) Source: Northtrop Source: IAI Outros (Alvo Aéreo de baixo custo, armamentos guiados, etc)

34 Uma Proposta de Roadmap para VANT Operacional Projeto VANT atual (FINEP CT-AERO) Entrada em Operação 2014 Aplicação Militar VANT RE (Avibras - FINEP) Série Aplicação Civil VANT Civil Projetos Paralelos Dec.& Pouso Auto. Unidade Inercial Motor (turbina) Data Link Sensor FLIR

35 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 ft Carga Paga 150 kg

36 Sistema VANT RE - Avibras

37 Conclusões

38 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. 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.

39 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

40 PROJETO VANT João P. C. Escosteguy