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12/11/2014 1
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mestre
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12/11/2014 1
Organização Brasileira
para o Desenvolvimento
da Certificação Aeronáutica
VANT - SISTEMAS, APLICAÇÕES E LEGISLAÇÃO
Luiz Munaretto Novembro de 2014
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.
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.
Apresentação
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
1 - INTRODUÇÃO
NICHOS DE MERCADO
Por função/aplicação/operação - > carga paga - > tamanho do VANT
Operação legal e ilegal
1 - INTRODUÇÃO
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 .
COLISÃO EM VOO DE VANT
1 - INTRODUÇÃO
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
2 - HISTÓRICO
CTA ACAUÃ
Xmobots
Flight Technologies
Girofly
Santos Lab
Skydrones
DNPM
ALBATROZ
TerraSense
Outros
Xmobots NAURU
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
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• UCAV - Uninhabited Combat Air Vehicle OPA L-3 Mobius• 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)
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).
3 – CONCEITOS GERAIS
Nomenclatura
VANT
AUTÔNOMO RPA OU ARP
CONTROLADO POR
UM OPERADOR
NÃO AUTÔNOMO
PODE TER MODOS
AUTOMÁTICOS DE
PILOTAGEM
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
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.
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.
4 - APLICAÇÕES OPERACIONAIS DE VANT
MONITORAMENTO DE LINHAS
de fronteira;
de transmissão de energia elétrica;
oleodutos;
rodovias;
ferrovias;
de litoral;
de rios.
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.
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
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
4 - APLICAÇÕES OPERACIONAIS DE VANT
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
.
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.
.
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.
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
6 - SISTEMAS DE PROPULSÃO
Motores à Pistão
Motores Turboélice
Motores Turbojato
Motor Turbofan
Motores com célula de Combustível
Motores à Energia Solar
6 - SISTEMAS DE PROPULSÃOMotores a Pistão
OS 120AX – 5 Hp – 2 tempos
Motor aeronáutico 4 cilindros
Motor Rotax
6 - SISTEMAS DE PROPULSÃO
Motores Turboélice
Motor turboélice - Predator B
Motor turboélice – Heron TP
6 - SISTEMAS DE PROPULSÃO
Célula de Combustível
Boeing Phantom Eye
6 - SISTEMAS DE PROPULSÃO
Motores a Energia Solar
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
7 – CLASSIFICAÇÃO
LM
CLASSIFICAÇÃO GERAL SUB CLASSIFICAÇÃO DIVISÃO
Tipo de aplicação
Civil
Militar
Segurança pública
Espaço aéreo – regras de tráfego Segregado VFR /IFR
Não segregado VFR /IFR
Jurisdição do Espaço aéreo Nacional
Internacional
Operação com gelo Sim
Não
Tipo de carga
Carga geral ou equipamentos
Armamento
Carga perigosa
Pessoas
Distância de operação
VLOS - Visual Line of Sight
RLOS - Radio Line of Sight
BVLOS - Beyond Visual Line of
Sight
7 – CLASSIFICAÇÃO
LMCLASSIFICAÇÃO GERAL SUBCLASSIFICAÇÃO DIVISÃO
Tipo de decolagem
Vertical
Horizontal
LANÇAMENTO - Mão, Carro
Catapulta, RATO (rocket assisted
take-off)
Corrida
Tipo de pouso
Vertical
Horizontal
Rede
Pára-quedas
Colchão de ar
Gancho
Deep stall
Sistema de decolagem,
pouso e navegação
Autônomo
Automático
Manual
Peso
Asa fixa
≤ 25 kgf
≤ 150 kgf -
≤ 600 kgf
≤ 5670 kgf (14 CFR 23)
> 5670 kgf (14 CFR 25)
Asa rotativa≤ 3175 kgf (14 CFR 27)
> 3175 kgf (14 CFR 29)
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
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
PROCESSO ATUAL DE MATURIDADE - tempo
9– REGULAMENTAÇÃO NO BRASIL
Aeromodelo
Experimental
Operação comercial
ou específica
Peso/tipo de
operação
Níveis de
regulamentação
9 – REGULAMENTAÇÃO NO BRASIL
Classe 1
Classe 2
Classe 3
.
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;
.
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;
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;
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 101 - Operação no Brasil de balões cativos, foguetes não tripulados e
balões livres não tripulados;
RBAC 103 - Veículos ultraleves;
RBAC 104 - Operação de veículos ultraleves não propulsados;
RBAC 105 - Saltos de paraquedas;
RBAC 111 - Programa Nacional de Controle da Qualidade em Segurança da
Aviação Civil Contra Atos de Interferência Ilícita
9 – REGULAMENTAÇÃO NO BRASIL
REGULAMENTOS BRASILEIROS DE AVIAÇÃO CIVIL - (RBAC)
.
RBAC 119 - Homologação: operadores regulares e não regulares;
RBAC121 - Requisitos operacionais: operações domésticas, de bandeira e
suplementares;
RBHA 129 - Operação de empresas estrangeiras de transporte aéreo público no
Brasil;
RBAC 133 - Operação de aeronaves de asas rotativas com cargas externas;
RBAC 135 - Requisitos operacionais: operações complementares e por
demanda;
9 – REGULAMENTAÇÃO NO BRASIL
REGULAMENTOS BRASILEIROS DE AVIAÇÃO CIVIL - (RBAC)
.
RBAC 139 - Certificação operacional de aeroportos;
RBAC 140 - Autorização, organização e funcionamento de aeroclubes;
RBAC 141 - Escolas de aviação civil;
RBAC 142 - Centro de treinamento de aviação civil;
RBAC 145 - Empresas de manutenção de aeronaves;
RBAC 154 - Projeto de aeródromos;
RBAC 175 - Transporte de artigos perigosos em aeronaves civis;
RBAC 183 – Credenciamento de Pessoas.
http://www.anac.gov.br
9 – REGULAMENTAÇÃO NO BRASIL
REGULAMENTOS BRASILEIROS DE AVIAÇÃO CIVIL - (RBAC)
PROCESSO ATUAL DE MATURIDADE - tempo
9– REGULAMENTAÇÃO NO BRASIL
Aeromodelo
Experimental
Operação comercial
ou específica
PROCESSO ATUAL DE MATURIDADE - tempo
9– REGULAMENTAÇÃO NO BRASIL
Aeromodelo
Experimental
Operação comercial
ou específica
9 – REGULAMENTAÇÃO NO BRASIL
Aeronaves/operadores autorizados
POLÍCIA FEDERAL
XMOBOTS NAURU
XMOBOTS ECHAR
DNPM
PM - SP
10 - PRINCIPIOS DE
AEROLEVENTAMENTO
1 - CONCEITOS GERAIS
2 - PRODUTOS
3 – PERFIL DO VOO
4 - SENSORES
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)
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
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
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.
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.
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.
PRINCIPIOS DE AEROLEVENTAMENTO
3 - PERFIL DO VOO
FATORES DE PLANEJAMENTO DE UMA MISSÃO AÉREA
PERFIL DO VOO
PRINCIPIOS DE AEROLEVENTAMENTO
3 - PERFIL DO VOO
RECOBRIMENTO/SOBREPOSIÇÃO
Pelo menos duas fotos consecutivas. A sobreposição normal é
de 60% (longitudinal) e 30% (lateral)
PRINCIPIOS DE AEROLEVENTAMENTO
3 - PERFIL DO VOO
DETERMINAÇÃO ÁREA DE COBERTURA - COMPRIMENTO DA ÁREA COBERTA - C
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
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
PRINCIPIOS DE AEROLEVENTAMENTO
3 - PERFIL DO VOO
RESOLUÇÃO
Sensor que tem sua largura e comprimento de 5984 e 3456
pixels, respectivamente (5184 x 3456 = 17915904 = 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
PRINCIPIOS DE AEROLEVENTAMENTO
4 - SENSORES
SAR (Synthetic
Aperture Rradar )
Tem pouca interferência de
nuvens.
PRINCIPIOS DE AEROLEVENTAMENTO4 – SENSORES
LIDAR(Ligh Detection and Raging)
Permite medir a distância para um determinado alvo utilizando pulsos de laser..
PRINCIPIOS DE AEROLEVENTAMENTO
4 - SENSORES
MULTI-ESPECTRAISCapturam diferentes imagens (da
ordem de dezenas) de forma discreta
(não contínua) e em bandas estreitas
HIPER-ESPECTRAIScapturam diferentes imagens
(da ordem de centenas)de forma
contínua
e em bandas largas do espectro.
Consultorias nacionais – 3
Treinamentos - 8
Seminários, e Conferências (nacionais e internacionais)- 6
Cursos no Brasil - 4
www.dcabr.org.br
DCA-BR EXPERIÊNCIA EM VANT
CONCLUSÃO
NICHOS DE MERCADO
Por função/aplicação/operação - > carga paga - > tamanho do VANT
Operação legal e ilegal
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