VANTs

Veículos Aéreos Não Tripulados

VANTs

• Motivação

• Definição

• Histórico

• Tecnologias

• Aplicações

• Regulamentação

• Exemplos

Motivação

• VANT - Assunto em Destaque nos Últimos Anos

Motivação

• Orçamento para VANT - Emprego Militar UAS Roadmap 2005-2030 - US DoD

Definição

• Um VANT (Veículo Aéreo Não Tripulado), também chamado UAV, do inglês Unmanned Aerial Vehicle é o termo usado para descrever todo e qualquer tipo de aeronave que não necessita de pilotos embarcados para ser guiada. Estes tipos de aeronaves são controlados à distância, por meios eletrônicos e computacionais, sob a supervisão e governo humanos, ou sem a sua intervenção, por meio de Controladores Lógicos Programáveis (PLC).

Definição

• Aeromodelo vs VANT

O que diferencia um VANT de um aeromodelo?

O emprego.

Esporte e Recreação Algum uso específico

Categorias

• Massa

• Alcance

• Altitude de voo

• Autonomia

Legislação Europeia

Categorias

• µ – Micro

• Mini – Mini

• CR – Close Range

• SR – Short Range

• MR – Medium Range

• MRE – MR Endurance

• LADP – Low Alt. Deep Penetration

• LALE – Low Alt. Long Endurance

• MALE – Medium Alt. Long Endurance

• HALE – High Alt. Long Endurance

• Strato – Stratospheric

• EXO – Exo-stratospheric

• UCAV – Unmanned combat AV

• LET – Lethal

• DEC – Decoys

Legislação Europeia

Categorias

Categoria Descrição

Micro‐UAVs Pequenos o suficiente para caber na palma da mão (em geral tem menos de 1 Kg)

Mini‐UAVs Pequenos o suficiente para serem lançados por uma pessoa

Small Tactical UAVs Intermediários entre Mini‐UAV e TUAV, em geral lançados por catapulta ou sistema similar

Tactical UAVs TUAVs Usados para reconhecimento com autonomia de diversas horas e raio de até 200 Km

Naval UAVs UAVs táticos adaptados para operações em embarcações

MALE UAVs Medium Altitude/Long Endurance

HALE UAVs High Altitude/Long Endurance

UCAVs Unmanned Combat Air Vehicles

Classificação

Classificação Descrição

Alvos Aéreos Fornece a artilharia em solo ou aérea um alvo que simula uma aeronave ou míssil inimigo

Reconhecimento Fornece informação para a inteligência num campo de batalha

Combate Proporciona capacidade de ataque em missões de alto risco

Logística VANTs projetados especificamente para operações de carga e logística

Pesquisa e Desenvolvimento Utilizado para o desenvolvimento de tecnologias a serem integradas em VANTs operacionais

VANTs Civis e Comerciais VANTs projetados especificamente para aplicações civis e comerciais

Classificação

• Tipos de VANT: Uma incrível variedade

VANT de Reconhecimento

VANT de Combate Alvos Aéreos

Mísseis de Cruzeiro Civil e Comercial Pesquisa

Histórico

• 1a Guerra – 1918

– Kettering Bug Aerial Torpedo (USA).

Histórico

• 2a Guerra - 1944/45

– Alemanha: V-1

– 1o míssil de cruzeiro operacional.

Histórico

• Vale do Bekaa – 1982

– Emprego de VANT por Israel:

• Guerra Eletrônica, Decoy

• Reconhecimento

- IAI Scout

-Tadiran Mastiff

VANTs

• Cobertura vs Flexibilidade

Tecnologias

• Componentes principais do sistema de VANT

Segmento Aéreo Segmento Terrestre

Veículo Aéreo

Sensor de Missão Sistema de Navegação e Controle (SNC)

Data Link

Estação de Solo

Desafios Tecnológicos

• Tecnologias Estratégicas para VANT – Sistema de Navegação e Controle – Decolagem e Pouso Automáticos – Reconfiguração de Comando – Voo Cooperativo – Sistemas Inerciais – Comunicações (Data Link, Satcom) – Sensores de Missão (FLIR, SAR, etc) – Guerra Eletrônica – Motores Aplicáveis em VANT – Redução de Assinatura Radar

Desafios Tecnológicos

• Principais Desafios:

– Integração de VANT no Espaço Aéreo Não Segregado

– Certificação: Aumento da Confiabilidade

Desafios Tecnológicos

• Principais Desafios: Integração no Espaço Aéreo Não Segregado: “Sense and Avoid”

Certificação - Aumento de Confiabilidade: "Ser tão seguro quanto uma aeronave tripulada."

Acidente com Predator (Arizona, EUA, 2006)

Taxa de acidentes é 7X maior

Aplicações

• Levantamentos

– Rápida aquisição;

– DSM/DTM;

– Locais inacessíveis;

– Classificação de dados;

Aplicações

• Levantamentos

– Rápida aquisição;

– DSM/DTM;

– Locais inacessíveis;

– Classificação de dados;

Gerenciamento de inventário

Aplicações

• Obras

– Evolução;

– Movimentação de terra;

– Planejamento;

Aplicações

• Obras

– Evolução;

– Movimentação de terra;

– Planejamento;

Aplicações

• Mineração

– Aquisição e atualização rápidas;

– Atualização de DTM;

– Segurança e Saúde;

Aplicações

• Mineração

– Aquisição e atualização rápidas;

– Atualização de DTM;

– Segurança e Saúde;

Aplicações

• Mineração

– Aquisição e atualização rápidas;

– Atualização de DTM;

– Segurança e Saúde;

A seta indica a porção de solo que pertencia a paisagem e sua vegetação. Os círculos indicam barcos aportados e em direção a porção de solo. Imagem obtida pelo Google Earth.

Mineração e extração de areia em APP

Aplicações

• Mineração

– Aquisição e atualização rápidas;

– Atualização de DTM;

– Segurança e Saúde;

Sobreposição de imagens (Imagem feita pelo AGplane sobreposta com a imagem do Google Earth) mensurando a porção de solo retirada. A área equivale à 3.33 ha.

Mineração e extração de areia em APP

Aplicações

• Áreas de expansão urbanas

– Projeto;

– Monitoramento do crescimento;

Aplicações

• Áreas de expansão urbanas

– Projeto;

– Monitoramento do crescimento;

Aplicações

• Agricultura

– Manejo de culturas;

– Avaliação da saúde das plantas;

– Falha no plantio;

– DTM para drenagem

Aplicações

• Agricultura

– Manejo de culturas;

– Avaliação da saúde das plantas;

– Falha no plantio;

– DTM para drenagem

Metros lineares de cana: 595,85 m Metros lineares de falha: 113,53 m Percentual de Falha: 20,40 %

Área da foto: 934 m²

Mapeamento de falhas para cana

Aplicações

• Agricultura

– Manejo de culturas;

– Avaliação da saúde das plantas;

– Falha no plantio;

– DTM para drenagem

Mapa temático cana-de-açucar

Aplicações

• Agricultura

– Manejo de culturas;

– Avaliação da saúde das plantas;

– Falha no plantio;

– DTM para drenagem

Análise da qualidade do plantio

Aplicações

• Agricultura

– Manejo de culturas;

– Avaliação da saúde das plantas;

– Falha no plantio;

– DTM para drenagem

Análise da qualidade do plantio

Falha no plantio

Aplicações

• Agricultura

– Manejo de culturas;

– Avaliação da saúde das plantas;

– Falha no plantio;

– DTM para drenagem

Análise da saúde das árvores

Medição de tamanho de copa de árvore

Aplicações

• Conservação

– Monitoramento/contagem/rastreamento de animais;

– Monitoramento da vegetação;

• Florestas

– Gerenciamento;

– Contagem de mudas;

– Detecção de espécies;

– Avaliação pós corte;

Aplicações

• Monitoramento ambiental

– Levantamento da costa;

– Mapeamento de erosões;

– Descarte de lixo;

– Reservas e APPs;

– Licenciamento;

Aplicações

• Monitoramento ambiental

– Levantamento da costa;

– Mapeamento de erosões;

– Descarte de lixo;

– Reservas e APPs;

– Licenciamento;

Setas indicam erosão do solo e desmatamento. Circulo indica largura do rio e respectiva medição de APP, medição em metros.

Identificação de Impactos Ambientais

Aplicações

• Avaliações de desastres

– Inundações e desabamentos;

– Danos causados por fogo;

– Avaliação de danos em infra-estrutura;

Aplicações

• Serviços policiais

– Mapeamento de acidentes com veículos;

– Mapeamento de cenas de crime;

Desenvolvimentos no Brasil

Desenvolvimentos no Brasil

Desenvolvimentos no Brasil

VANTs

• Instituições de C&T

VANTs

• Empresas que comercializam

Regulamentação - Definições

• VANT versus Aeromodelo – Propósito de uso (Aeromodelo: desporto e lazer)

• VANT (UAV) -> ANT (UA) – Reconhecimento com aeronave

• ANT (UA) -> RPA – Necessidade de “piloto” para garantir segurança

• UA/RPA -> UAS/RPAS – Conceito de sistema englobando estação de

pilotagem remota, catapulta de lançamento, etc.

Regulamentação - Definições

• Certificação de Tipo:

– Aplicável ao projeto

– É emitido para cada “tipo”

– Pode abranger diversos modelos

• Certificação de Aeronavegabilidade

– Aplicado a cada aeronave individual

– Espécies de CA: padrão, CAARF, CAVE, AEV, etc.

Regulamentação – Princípios Legais

• Lei 7.565 de 19/12/1986 – Código Brasileiro de Aeronáutica

– Art 20. Nenhuma aeronave pode voar no espaço aéreo brasileiro sem certificado de matrícula e aeronavegabilidade

– Art 66. Padrões mínimos de segurança

– Art 67. Ressalvada a operação de aeronave experimental

Nenhuma norma na legislação brasileira (baseada na Americana) concede direito a uso comercial dos RPAs, apenas teste.

Regulamentação – Princípios Legais

• Regulamento Brasileiro de Aviação Civil (RBAC) 21

– 21.191 Certificado de Autorização de Voo Experimental (CAVE)

• (a) Pesquisa e Desenvolvimento

• (c) Treinamento de tripulações

• (f) Pesquisa de mercado

– 21.193 O requerente deve entregar informações à ANAC, que após inspeção da aeronave forem julgadas necessárias a salvaguarda do interesse público

Regulamentação – Específica

• VANT – AIC 21/10 Publicação do DECEA sobre VANT no

espaço aéreo brasileiro

– Decisão 127, 29/11/2011 Autorização da ANAC para VANT da Polícia Federal

– 11/06/2012 – ANAC consulta publica sobre proposta de Instrução Suplementar 21-002 (IS 21-002) para “Emissão de Certificado de Autorização de Voo Experimental para Sistemas de Veículo Aéreo Não Tripulado”.

Regulamentação – Específica

• Proposta Apresentada para ANAC em 30/01/2013 (Apoiado pela ABIMDE, comitê VANT)

• Classificação Segundo MTOM (massa máxima de decolagem):

Classes de RPAs segundo MTOM Massa Máxima Decolagem Classe 2 kg ou menos Classe A Mais que 2Kg até 7kg Classe B Mais que 7kg até 25kg Classe C Mais que 25kg até 150kg Classe D Acima de 150 kg Classe E

Regulamentação – Conclusão

• VANT é considerado aeronave

• Nenhum VANT civil pode operar no Brasil sem alguma autorização da ANAC (e de outros órgãos, como DECEA, ANATEL e, em alguns casos, do Ministério da Defesa ou do Comando da Aeronáutica)

• Aeronaves destinadas a ensaios podem receber CAVE.

• O requerimento de um CAVE será orientado pela IS 21-002.

CAVE não autoriza a operação da aeronave com fins lucrativos

Considerações Finais

• O aumento da utilização de VANT, tanto em aplicações militares como civis, é uma tendência irreversível.

• Os VANTs devem ser tratados em diferentes categorias.

• Para a operação de VANT em Espaço Aéreo Não Segregado é necessário o desenvolvimento de tecnologias que permitam manter os níveis de segurança de aeronaves tripuladas.

• Existem, no Brasil, várias instituições de C&T e empresas que estão desenvolvendo tecnologias relacionadas com VANT .