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PROJETO VANTPROJETO VANT
4º Workshop Nanoaeroespacial30 de novembro de 2009
PROJETO VANTPROJETO VANTPROJETO VANT
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PROJETO VANTPROJETO VANT
Roteiro
• Objetivo e Participantes
• Informações Gerenciais
• Atividades Realizadas
• Desdobramentos Futuros
• Conclusões
Apêndice – O impacto da Nanotecnologia
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PROJETO VANTPROJETO VANT
Objetivo e ParticipantesObjetivo e Participantes
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PROJETO VANTPROJETO VANT
Contexto do Projeto VANT - FINEP (CT-AERO)
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PROJETO VANTPROJETO VANT
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.
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PROJETO VANTPROJETO VANT
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
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PROJETO VANTPROJETO VANT
SNC - Ajustes paraDiferentes Plataformas de Vôo
Harpia(Alvo Marinha)
Acauã(Reconhecimento)
Plataformas de Ensaio para o SNC (“Testbeds”)
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PROJETO VANTPROJETO VANT
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
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PROJETO VANTPROJETO VANT
• 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
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PROJETO VANTPROJETO VANT
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
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PROJETO VANTPROJETO VANT
InformaInformaçõções Gerenciaises Gerenciais
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PROJETO VANTPROJETO VANT
Cronograma FísicoO R I G I N A L
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PROJETO VANTPROJETO VANT
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
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PROJETO VANTPROJETO VANT
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
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PROJETO VANTPROJETO VANT
Atividades RealizadasAtividades Realizadas
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PROJETO VANTPROJETO VANT
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
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PROJETO VANTPROJETO VANT
Arquitetura do Sistema Embarcado
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PROJETO VANTPROJETO VANT
Reuniões de Trabalho e Workshops
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PROJETO VANTPROJETO VANT
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.
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PROJETO VANTPROJETO VANT
Modelo de Engenharia
2006
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PROJETO VANTPROJETO VANT
Rig de Integração Aviônica2008
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PROJETO VANTPROJETO VANT
CaracterizaCaracterizaçãção sensores, HILS, DNAV2.o sensores, HILS, DNAV2.
Arquitetura HDW e SFT da ESOLOArquitetura HDW e SFT da ESOLO
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PROJETO VANTPROJETO VANT
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
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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
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PROJETO VANTPROJETO VANT Operação Acauã 2 (maio 2008)
Hardware do SNCHardware do SNC
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PROJETO VANTPROJETO VANT Operação Acauã 3 (outubro 2008)
SNC ativado (PA)
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PROJETO VANTPROJETO VANT Operação Acauã 4 (novembro 2008)
Navegação Autônoma
Acompanhamento do
Rio Mogi-Guaçu
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PROJETO VANTPROJETO VANT Operação Acauã 5 (abril 2009)
Time-on-TargetTestes iniciais DNAV2
Missão “Brasil”
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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).
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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.
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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.
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PROJETO VANTPROJETO VANT
Desdobramentos FuturosDesdobramentos Futuros
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PROJETO VANTPROJETO VANT
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
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PROJETO VANTPROJETO VANT
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
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PROJETO VANTPROJETO VANT
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
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PROJETO VANTPROJETO VANT
Sistema VANT RE - Avibras
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PROJETO VANTPROJETO VANT
ConclusConclusõõeses
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PROJETO VANTPROJETO VANT
• 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.
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PROJETO VANTPROJETO 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 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