la certificacion de uas en el ambito militar...

Cátedra ISDEFEUPM/ETSIT, Madrid, 1 Abril 2014

Eduardo SANCHIZ GARROTEDr. Ingeniero AeronáuticoJefe de Programas de Certificación de UASINTA

MINISTERIODE DEFENSASECRETARIA

DE ESTADO

LA CERTIFICACION DE UAS EN EL AMBITO MILITAR ESPAÑOL

LA CERTIFICACION DE UAS EN EL AMBITO MILITAR ESPAÑOL | Página 2

Dpto. Aeronaves y Armamento

Mediante el proceso de CERTIFICACION se evalúa la adecuación para el vuelo seguro, dentro de la envolvente de diseño, de una Plataforma aérea.

En dicho proceso el Solicitante del Certificado, tiene que aportar “evidencias”, es decir, declaraciones, cálculos, ensayos, etc, que demuestren, a satisfacción de la Autoridad de Aeronavegabilidad, el cumplimiento del Código de Aeronavegabilidad que ha condicionado, desde el principio, el diseño del Sistema.

01 INTRODUCCION (1)


Dpto. Aeronaves y Armamento01 INTRODUCCION (2)

Obviamente para garantizar la SEGURIDAD EN VUELO NO basta con garantizar la adecuación de la Plataforma. Hay que considerar también los factores humanos y los ambientales.

Y, OBVIAMENTE,



ESTACION DE CONTROL EN TIERRA

PLATAFORMA

TELECOMANDO &

TELECONTROL

…………… los Requisitos de Aeronavegabilidad incluidos en el Código seleccionado se aplican al Sistema UAS COMPLETO es decir, tanto la Plataforma Aérea (UAV) como a la Estación de control en tierra(UCS) y al Radio-enlace que los une ó “Datalink” y otros medios de comunicación y auxiliares (si los hubiere) y “apuntando” hacia su plena integración en el espacio aéreo libre..



UCS

UAVs

ContenedoresAntenas auxiliaresCatapulta

SISTEMA “SIVA”

01 INTRODUCCION (4)



LANZAMIENTO

KARRAR (Iran)

SIVA (España)



RECUPERACION

Recuperación por red



RECUPERACIONRecuperación por cable

Gancho de frenada IAI-”Shadow”

Cable de pista



Los Códigos de Aeronavegabilidad, han sido desarrollados, a lo largo de décadas y continuamente son revisados y actualizados de acuerdo con los resultados que la experiencia de uso aconseja.

Esta practica, iniciada en los EE.UU. en los años 20`s (Normas CAR, posteriormente “FAR”) fue inmediatamente aceptada ó imitada, (por los países mas avanzados) en Europa y, en el ámbito civil, en los 70´s se inicio la “armonización” criterios entre las diferentes Autoridades de Aeronavegabilidad de las diferentes Naciones (JAR) que culminó en el 2008 con la creación de la Agencia central (EASA)


Dpto. Aeronaves y Armamento01 INTRODUCCION (y 9)

En el ámbito militar, los EE.UU. y también los países mas avanzados europeos redactaron, a partir de los años 20´s , Códigos específicos (HIAD, MIL, AvP, Air, BVF, etc ) y la Armonización de criterios, que también en el caso de los UAS es este caso es necesaria, ha sido impuesta e impulsada por la OTAN, quien ha aplicado los mismos criterios habituales de Normalización de material de defensa, es decir,

MEDIANTE NORMATIVA “STANAG”


Dpto. Aeronaves y Armamento02 NORMATIVA (1)

En el ámbito MILITAR, objeto de esta presentación, estamos trabajando de acuerdo a la doctrina contenida en el REGLAMENTO DE AERONAVEGABILIDAD DE LA DEFENSA de 2004 (RD 2218/2004 de 26 de Noviembre, BOE nº 286) y con los requisitos incluidos en los Códigos “STANAG” aplicables, es decir:

STANAG 4671, aplicable a UAS con UAV de ALA FIJA y con MTOW entre los 150 y 20.000 Kg. STANAG 4703, aplicable a UAS con UAV de ALA FIJA y con MTOW igual o inferior a los 150 Kg.STANAG 4702 , aplicable a UAS con UAV de ALA ROTATORIA y MTOW superior a 150 Kg.STANAG 4746, aplicable a UAS con UAV de ALA ROTATORIA y con MTOW igual o inferior a los 150 Kg.



STANAG 4703 (Ala Fija)STANAG 4746 (Ala Rotatoria)

STANAG 4671 (Ala Fija)STANAG 4702 (Ala Rotatoria)



STANAG 4671

UAV Systems Airworthiness Requirements(USAR) for North Atlantic TreatyOrganization (NATO) Military UAV Systems

02 NORMATIVA (3)



La creación Norma fue impulsada desde el NATO-FINAS(“Flight in Not Segregated Air Space “) quien puso a trabajar a las Autoridades de Certificación de las diferentes naciones de las naciones en la iniciativa USAR (“UAV Systems Airworthiness Requirements”) liderada por Francia.

Lógicamente, este Grupo arrancó de un punto de partida obvio: la CS-23 “NORMAL, UTILITY, ACROBATIC AND COMMUTER CATEGORY” que era de Código Unificado más cercano al problema desde el punto de vista de la Plataforma, si bien, el segmento de tierra y la conexión entre ambos NO estaban cubiertos en esta Norma.

El objetivo estaba claro, NO pedir ni mas ni menos seguridad en vuelo que la exigible a los aviones de aviación general.



La STANAG 4671, denominado “USAR” consta, análogamente a la CS-23 en la que inspira, de 2 Volúmenes:

BOOK 1: que contiene el Código de Aeronavegabilidad, respetando párrafo a párrafo la numeración de la CS-23 en las Subpartes comunes, introduce las nuevasSubpartes (H y I) y mantiene 4 Apéndices.

BOOK 2: que contiene el conjunto de material Interpretativo (AMCs “Acceptable Means of Compliance”) habituales en la Normativa CS.

Es de aplicación a UAS cuyo UAV (de ala fija) tenga un MTOW comprendido el intervalo:

150 <MTOW ≤ 20.000 kg



La primera Edición del a Norma se consolidó en Agosto de 2009 poniéndose, inmediatamente, en circulación para la ratificación por las diferentes naciones.

En España pasó a ser de obligado cumplimiento a partir del día 20 de Julio de 2011, en que apareció la disposición del DIGAM publicada en el BOE.

Existe una Edición 2, no ratificable y esta preparándose ya la 3ª edición.


Dpto. Aeronaves y Armamento02 NORMATIVA (y 7)

CS-23 versus STANAG 4671Frente a los 379 REQUISITOS a considerar y a los cuales hay que asignar un MEDIO DE CUMPLIMIENTO de acuerdo con CS-23 se requiere

considerar 397 de la STANAG 4671, es decir, el esfuerzo y la carga de trabajo de la certificación es del mismo orden en ambos casos.



STANAG 4703



Al contrario que en el ámbito CIVIL, en el que por parte de la Autoridades Europeas se considero que los UAS cuyo UAV tenían un MTOW ≤ 150 Kgcaían fuera de las competencias de la EASA y, por lo tanto, no se considero necesario especificar ningún Código, en el ámbito militar (NATO) SI se considerónecesario, dada la gran proliferación en el mercado de Sistemas de estas características por ser, en principio, de tecnología y precio mas accesibles que los grandes UAS.



La STANAG 4703 denominada USAR-Light, contrariamente a la 4671, no sigue el esquema ni el capitulado de ningún Código FAR o CS, si no que su principal referencia la constituyen los “ESSENTIAL REQUIREMENTS FOR CIVIL AVIATION AIRWORTHINESS” que constituyen el Anexo I de la Regulación Europea (EC) nº216/2008 del Parlamento y Consejo Europeos de 20 de Febrero de 2.008.



El Código tiene TRES Capítulos fundamentales:

1. INTEGRIDAD DEL SISTEMA, que contiene TODOS los requisitos técnicos que debe cumplir el sistema material para poder ser aceptado para su certificación

2. OPERACIÓN DEL SISTEMA, que contiene los aspectos operativos del Sistema que afectan a la Aeronavegabilidad del mismo

3. ORGANIZACIÓN, que incluye los requisitos que debe cumplir toda Organización que pretenda fabricar y/o operar estos sistemas.



Análisis de la STANAG 4703



En total la STANAG 4703 incluye de Requisitos que exigen 69 MOCs, además de los 8 Apéndices, para completar una Certificación de un nuevo diseño.

Además , si lo que se requiere es una Certificación de Tipo, al igual que en el ámbito Civil, donde se exige la calificación del Solicitante como Organización de Diseño Aprobada (DOA) y, para producción en serie (POA), en el ámbito militar se exige la calificación “ROD”.



Los OCHO Apéndices de la STANAG 4703 son:

1. Landing Conditions - Condiciones de carga de aterrizaje2. Recriprocating Engines- Calificación de motores alternativos3. Electric Engines – Calificación de motores eléctricos4. Propellers – Calificación de hélices propulsoras5. Hazard Reference System – Niveles de fiabilidad requeridos6. Stability Response – Requisitos de estabilidad Lateral y Longitudinal y

de respuesta transitoria7. Safety Management Plan – Aseguramiento del NO deterioro de la

seguridad en vuelo por acciones de la Organización8. UAS con UAV de menos de 66 J (49 Lb x ft) de Energía Cinética

Guía de Certificación



APENDICE 8UAS con UAV de menos de 66 Julios de Energía

Contiene los apartados siguientes:

1. Design Usage Spectrum2. General Requirements3. Structures and Materials4. Propulsion System5. Systems and Equipment6. Continuous Airworthiness

02 NORMATIVA (16)



Ec = 66 J = cte

MTOW (Kg) Velocidad max. (m/s)

0.001 234.47

0.01 74.15

0.1 23,45

1 11,49

5 3,31

50 1,05

100 0.74

Las posibilidades reales de NO letalidad se reducen a un segmento muy pequeño

02 NORMATIVA (17)



RW-UAS

02 NORMATIVA (18)

STANAG 4702 (for MTOW > 150 Kg)STANAG 4746 (for MTOW ≤ 150 Kg)



Ala Rotatoria

02 NORMATIVA (19)

Análogamente a como se hizo para el caso de Ala Fija en el caso de UAS con Plataforma de tipo Ala Rotatoria de mayor tamaño se usó como referencia de partida la Norma CS-27 (análoga europea de la FAR part 27) mientras que para Plataformas ligeras (MTOW ≤ 150 Kg) se adaptó el formato y la referencia fundamental (es decir, los “Essential Requirements”) de la STANAG 4703.


Dpto. Aeronaves y Armamento02 NORMATIVA (y 20)

Ala RotatoriaEn este caso es aun mas patente la dificultad que entraña certificar un UAS que un Helicoptero tripulado,y que puede llegar hasta un 43 % mas si se compara con un helicoptero tripulado de hasta 2 pasajeros, de uso diurno y deportivo, y con un MTOW inferior a 600 Kg (CS-VLR)


Dpto. Aeronaves y Armamento04 CONCLUSIONES (1)

La Certificación MILITAR de UAS en España se caracteriza por:

Aplicación de la misma filosofía contenida en el RAD.Pleno acuerdo con la OTAN, que esta demostrando tener un particular interés en UNIFORMIZAR criterios entre la diferentes Autoridades de Certificación de los países miembros (STANAG 4671), incluso entre los UAV de menor tamaño (STANAG 4703) y los correspondientes de ala rotatoria (STANAG 4702 y STANAG 4746).En caso de micro-UAV cuyo fallo catastrófico NO pueda

producir efectos letales, la preocupación se centra en la Calificación y Mantenimiento de vida en serviciodurante la vida útil


Dpto. Aeronaves y Armamento04 CONCLUSIONES (y 2)

PERO, sobretodo, hay que tener en cuenta que ……………………


Dpto. Aeronaves y Armamento05 CONCLUSION FINAL

¡¡ Los UAS de uso militar deben ser CERTIFICADOSindependiente mente de su tamaño !!

Northrop-Grumman X-47B, MTOW = 14,000 Lb

Unviversidad de Harvard “ROBOFLY”(2b = 3 cm) MTOW =0.06 grs



¡ GRACIAS POR SU ATENCION !

FIN

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