VEHÍCULOS AÉREOS NO TRIPULADOS (U(U ) … · Rdit d llRango de sistemas en desarrollo. 3.- ......

DIRECCIÓN GENERAL DEARMAMENTO Y MATERIAL

SDG TECIN

MINISTERIODE DEFENSA

VEHÍCULOS AÉREOS NO TRIPULADOS(UAV) DE USO NAVAL(U ) USO

José R. Sala (DGAM-SGTECIN)Madrid 25 de Abril de 2013Madrid, 25 de Abril de 2013

VEHICULOS AÉREOS NO TRIPULADOS DE USO NAVALMINISTERIO

DE DEFENSADIRECCIÓN GENERAL DEARMAMENTO Y MATERIAL

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VEHÍCULOS AÉREOS NO TRIPULADOS

DE USO NAVALDE USO NAVAL

ÍÍndice1.- General. Ejemplos de requisitos. Aspectos tecnológicos.

2 R d i t d ll2.- Rango de sistemas en desarrollo.

3 Caso de interés: UAV de vigilancia y reconocimiento3.- Caso de interés: UAV de vigilancia y reconocimiento.

4.- Caso de interés: UAV multipropósito4. Caso de interés: UAV multipropósito.

Madrid, 25 de Abril de 2013



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Consideraciones a tener en cuenta al evaluar un sistema aéreo no tripuladoConsideraciones a tener en cuenta al evaluar un sistema aéreo no tripulado(UAS o “sistema de aeronave pilotada a distancia”, RPAS) militar de tipo naval:

Misión de diseño (incluyendo buque o tipos de buque desde los que se va ausar).

( f ó )Misiones secundarias (versatilidad, flexibilidad en la operación).Concepto de operaciones. Licencias, modo de operación, mantenimiento.RequisitosRequisitos.Estimación de Coste. Adquisición/alquiler. Ciclo de vida (horas de vuelo al año,años en servicio).años en servicio).Estudio de alternativas para cubrir la necesidad (plazo, coste, performances).




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Ej l d ibl i ióEjemplo de posible misión: Ataque de UAV armados en masa (“swarm”) contra buques.

Posible respuesta:Lá b d C t l i ió l t i t ( íd US N d 8 dLáser embarcado. Corto alcance pero gran precisión en el apuntamiento (vídeo US Navy de 8 de Abril de 2013). Previsto despliegue en 2014.




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EJEMPLOS DE CONCURSOS PARA UAS MARÍTIMOS RECIENTES (1):EJEMPLOS DE CONCURSOS PARA UAS MARÍTIMOS RECIENTES (1):

Reino Unido (2012): Rotary Wing Unmanned Air System (RWUAS) Capability Concept Demonstrator. C t í tiCaracterísticas:- UAS de ala rotatoria para contra-medidas para minas, - HidrografíaHidrografía- Meteorología.- Guerra ofensiva de superficie.p- Conciencia situacional. - Podrían valer sistemas pequeños (100-1,000 kg) o medios (1,000-3,000 kg).




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EJEMPLOS DE CONCURSOS PARA UAS MARÍTIMOS RECIENTES (2):EJEMPLOS DE CONCURSOS PARA UAS MARÍTIMOS RECIENTES (2):

US Navy ONR (2012): Autonomous Aerial Cargo Utility Systems (AACUS) Innovative Naval Prototype (INP). E ifi iEspecificaciones:- Llevar cargas de unos 800 kg a unidades aisladas a 150 NM del punto de despegue,- Aterrizaje totalmente autónomo con 1 m de precisión en entornos sin GPS- Aterrizaje totalmente autónomo con 1 m de precisión en entornos sin GPS. - Capaz de discriminar los tipos de terreno no preparado para aterrizaje y de detectar y evitar obstáculos durante la aproximación final.p- Operando a 12000 ft de altitud en entornos ambientalmente hostiles.- En el futuro, debe ser capaz de operar desde buques.




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EJEMPLOS DE CONCURSOS PARA UAV MARÍTIMOS RECIENTES (3):

US NAVAIR (2011):

( )

US NAVAIR (2011): Medium Range Maritime Unmanned Aerial System (MRMUAS). Posible VTOL con 8 h de autonomía, 300 NM de radio de acción, operable desde buque y desde tierra, mímima huella acústica y visual, armamento, enlace satélite, multi-carga de pago, etc. Posible cancelación en 2013.

US NAVAIR (2011): ISR Close Range. UAV desde buque y desde base en tierra. Autonomía de 10 h, 50 NM de g q y ,radio de acción, con combustible pesado y AIS, imágenes de vídeo (FMV) en visible e infrarrojo.




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EJEMPLOS DE REQUISITOS DEL CONCURSO “CLOSE RANGE ISR” (1):

a) En vuelo estacionario el AV proporcionará datos del sensor a una altura de 3000 ft “ l t 45º” (4240 ft) P d á id tifi i di id i ll3000 ft y “slant range 45º” (4240 ft). Podrá identificar a un individuo y si lleva un arma, pala, etc. La geolocalización será 20 m de error circular al 90% para un objeto estacionarioobjeto estacionario.

b) En esas condiciones (3000 ft), no detectable acústicamente (MIL-STD-1474b) En esas condiciones (3000 ft), no detectable acústicamente (MIL STD 1474 Level 1, requirement 2, equivale a zona rural separada de autovías al menos 2.5 millas).

c) Será interoperable nivel 4 según STANAG 4586 (una GCS controla un UAV f l d t GCS)


que fue lanzado por otra GCS).



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EJEMPLOS DE REQUISITOS DEL CONCURSO “CLOSE RANGE ISR” (2):Q ( )

d) Cumplirá con un MRR (“Mission Reliability Rate”) de al menos 95%.

e) Usará GPS con “Selective Availability Anti-Spoofing Module” (SAASM).

f) Las frecuencias concretas a usar se determinarán durante el programa, pero los enlaces de datos proporcionados serán configurables a bandas L S y Clos enlaces de datos proporcionados serán configurables a bandas L, S, y C.

g) Capaz de orbitar alrededor de un blanco fijo o que se mueva a una velocidadg) p j qde 60 mph.




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ISR embarcado (ala fija y VTOL)

Multipropósito embarcado

(VTOL)

Carga? (VTOL) y MALE? (ala

fija) embarcados?

HALE marítimo N-UCAS embarcado

h t 600 3000 18000 20000hasta 300 kg

600-3000 kg

3000-8000 kg

18000 kg

20000 kg




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ASPECTOS A CONSIDERAR EN SISTEMAS EMBARCADOS (1):

Integración en b q e (dependiendo de la complejidad probablemente se- Integración en buque (dependiendo de la complejidad, probablemente se requiera el concurso de la Armada que vaya a operar el sistema, del fabricante del UAV del fabricante del buque de sistemistas especializados )del UAV, del fabricante del buque, de sistemistas especializados…)

- Desarrollos necesarios para lograr la operatividad requerida: (fuerzas p g p q (suplementarias por operación en buque (tren de aterrizaje), fiabilidad, interfaces físicas con los sistemas del buque, colocación de GCS y antenas, procedimientos de aproximación, aterrizaje y trinca, etc.)




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ALGUNOS ASPECTOS A CONSIDERAR EN SISTEMAS EMBARCADOS (2):

-Frecuencias a utilizar (aprobación general y ambiente electromagnético en buque en particular)buque en particular). -Interoperabilidad deseada. ¿Uso de flotadores?-Certificación (o al menos aprobación para una operación con restricciones). Ce cac ó (o a e os ap obac ó pa a u a ope ac ó co es cc o es)Stanag 4702 Ed 1 en Julio 2012 (UAV de ala rotatoria de peso entre 150 kg y 3175 kg).-Capacidad de crecimiento de cargas de pago; integración de armamento.-Sistemas asequibles, tanto en adquisición como coste de ciclo de vida.




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co • MTOW: 80 a 400 Kg Efectos dinámicos

1 POSIBLES SOLUCIONES PARA UAV VTOL DE ISR y MULTIPROPÓSITO.

auto

mát

ice

(ATO

L)

g• Sensor EO/IR (sólo una carga de pago a la vez)• Autonomía limitada (4 – 6 h)

en la toma/Trinca en cubierta Integración física y

eléctrica en buque (depende mucho del

tipo de buque)

• MTOW: 600 a 900 Kg• Varios sensores (EO/IR radar )

Evolución e integración de la el S

iste

ma

e en

Buq

ue

Desarrollo de sensores l f

p q )

2Motor de pistón o rotatorio (Combustible pesado JP-5)

• Varios sensores (EO/IR, radar, …)• Autonomía media (>6 h) planta de potencia

ficac

ión

dey

Ate

rriz

aje con las performances

requeridas

Motor de pistón u otros (Combustible pesado JP-5)

• MTOW: más de 1200 Kg• Gran versatilidad (sensores, ol

lo y

cer

tiD

espe

gue

y

Aprobación de frecuencias y compatibilidad con ambiente

Certificación básica y de la operación en

buque

Motor de pistón u otros (Combustible pesado JP 5)

3

Gran versatilidad (sensores, armas, varias cargas de pago a la vez)

• Autonomía Media-alta (>8 h) Des

arro

de Dcompatibilidad con ambiente

electromagnético en el buque


Motor de turbina (elevada relación potencia/peso del motor) (Combustible pesado JP-5). Los sistemas más habituales son monomotores.



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SISTEMA AUTOMÁTICO DE DESPEGUE Y ATERRIZAJE EN BUQUE (ATOL) (1)

- Los usuarios piden operación totalmente automática (ATOL). La normativa de certificación act al no permite el aterri aje man al (STANAG 4671 USAR STANAG 4702 USAR

( ) ( )

actual no permite el aterrizaje manual (STANAG 4671, USAR, y STANAG 4702, USAR RW).

- La solución GPS (simple o aumentada en tierra) se usa en muchos UAS para ATOL, pero debe certificarse para aterrizajes CAT III, y esto plantea problemas sobre todo de p j y p pdisponibilidad (“availability”) e integridad (“integrity”). Además están las cuestiones de seguridad (distorsión intencionada de la señal). La aumentación por satélite (SBAS) y la protección de la señal mejoran las posibilidades de aprobación. En el caso de aterrizaje en buque, la frecuencia de refresco de la medida de posición del GPS relativo y los algoritmosasociados cobran ma or importancia


asociados cobran mayor importancia.



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SISTEMA AUTOMÁTICO DE DESPEGUE Y ATERRIZAJE EN BUQUE (ATOL) (2)

Aparte de la solución que proponen algunos fabricantes de plataformas, están en d ll di i t ífi P j l

( ) ( )

desarrollo diversos sistemas específicos. Por ejemplo:

- MAGIC ATOLS (Thales) con uso de radar y predicción de- MAGIC ATOLS (Thales), con uso de radar y predicción de movimiento de la cubierta del buque. Peso parte embarcada: 0,5 kg (TBC).( )

- Deckfinder (EADS Astrium), con uso de seis balizas (4 kg) en tierra(en el buque), para generar una solución de navegación independientedel GNSS. Peso parte embarcada: 1,2 kg (TBC).




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SISTEMA AUTOMÁTICO DE DESPEGUE Y ATERRIZAJE EN BUQUE (ATOL) (3)SISTEMA AUTOMÁTICO DE DESPEGUE Y ATERRIZAJE EN BUQUE (ATOL) (3)

- En España, GMV ha realizado trabajos en el sistema de aproximación y p , j p yaterrizaje SISCAR que pueden servir de base a estos efectos.

- También se están estudiando soluciones basadas en emisiones infrarrojo o láser, pero tienen el inconveniente de operación en condiciones meteorológicasadversas entre otros Otra posibilidad es la navegación basada en imagenadversas, entre otros. Otra posibilidad es la navegación basada en imagen(problemasen baja visibilidad)en baja visibilidad).

- Debe considerarse la relación con el PALS de la OTAN.




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Fragata La Fayette. Plataforma de g yaterrizaje de DCNS. (Foto DCNS)

Ejemplo de requisitos del “Close Range ISR” para Estado de la Mar 4

Foto: Boletín SOPT 27, artículo sobre QPP

El programa de la EDA “Predicción de Períodos

j p q g p

p gQuiescentes “(QPP), con participación de U.C. de Madrid,

Navantia y CEHIPAR, es relevante a efectos de ATOL y trinca en cubierta.




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SISTEMAS ISR DE ALA FIJA (1)

4.8 m


Scan Eagle (Insitu). 20 kg MTOWFoto: www.insitu.com

Integrator (Insitu). 61 kg MTOW. Abril 2013Foto: www.insitu.com




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Integrator (Insitu).61 kg MTOW. Abril 2013

F t l iFotos: google image




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SISTEMAS ISR DE ALA FIJA (3)SISTEMAS ISR DE ALA FIJA (3)

Fulmar (AEROVISIÓN). MTOW 20 kg. Capacidad de amerizaje. Fotos: Folleto de Thales España (2012)


u a ( O S Ó ) O 0 g Capac dad de a e aje o os o e o de a es spa a ( 0 )



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SISTEMAS ISR DE ALA ROTATORIA (1)

Vuelo de un prototipo del Pelicano

(Marugán, Unvex(Marugán, Unvex2012)

Foto: Infodefensa

Camcopter S-100 (Schiebel) (unos 200 kg) (Foto: schiebel.com)


PELICANO (INDRA) (unos 200 kg) (Foto en UNVEX 2012) C-30 (TEKPLUS) (unos 80 kg) (Foto en Homesec-13)



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SISTEMAS ISR DE ALA ROTATORIA (2)

Tanan 300 (Cassidian). Peso de carga de pago: unos 50 kg (Foto: sUAS news, Eurosatory 2012)

APID 60 (Cybaero). Peso: unos 170 kg (Foto: www.cybaero.se)

Skeldar V-200 (Saab). Peso: unos 200 kg (Foto: www.saabgroup.com)




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FUTURE UNMANNED AERIAL SYSTEM (FUAS)Objetivo: Desarrollar y producir un UAS VTOL (despegue y aterrizaje vertical) parasatisfacer los requisitos ISTAR de las armadas y los ejércitos de tierra establecidos en el correspondiente documento “Common Staff Requirement· (CSR). La entrada en servicio se preveía a partir de 2016preveía a partir de 2016.Se estableció como un programa Ad-Hoc de la EDA en Noviembre de 2008, como unaFASE DE PREPARACIÓN (sin coste asociado). Participantes (cMS): DE, ES, FI, FR (líder) PL PT SE Hasta ahora no se han lanzado las siguientes fases del programa(líder), PL, PT, SE. Hasta ahora no se han lanzado las siguientes fases del programa.


Concepto FUAS (uso conjunto naval/terrestre). (Foto: R. Gral. Marina 2010)



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EJEMPLOS DE UAS VTOL MULTIPROPÓSITO

ORKA 1200 (CASSIDIAN). Basado en Cabri. Peso: del orden de Fire Scout MQ 8C (Northrop Grumman) Basado en Bell 407 Peso: delORKA 1200 (CASSIDIAN). Basado en Cabri. Peso: del orden de 700 kg (Foto: FranceTravel, Salón Le Bourget 2010)

Fire Scout MQ-8C (Northrop Grumman). Basado en Bell 407. Peso: del orden de 2300 kg. Autonomía: 11 h con 300 kg de carga de pago (Foto:

northropgrumman.com)

Fire Scout MQ-8B (Northrop Grumman). Basado en Schweizer 333. P d l d d 1430 k A t í 7 h EO/IR d (F t


Peso: del orden de 1430 kg. Autonomía: 7 h con EO/IR y radar (Foto: northropgrumman.com)



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Muchas gracias por su atención.Muchas gracias por su atención.


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