Unmanned Solutions. UAVs: Aplicaciones de los Aviones no tripulados en Incendios forestales. Seminarios Técnicos sobre incendios forestales Mayo 2013

Transcripción

1 Unmanned Solutions UAVs: Aplicaciones de los Aviones no tripulados en Incendios forestales Seminarios Técnicos sobre incendios forestales Mayo 2013 Alvaro López Director Comercial

2 Conclusiones Los sistemas aéreos no tripulados (UAVs) pueden convertirse en una potente herramienta en la lucha contra los incendios forestales, en todas y cada una de sus fases (prevención, detección, extinción y evaluación de daños) Para llegar a ese punto es necesario todavía resolver algunos aspectos claves: El desarrollo de una normativa que permita la integración de los UAVs en el espacio aéreo no segregado civil La integración de subsistemas que amplíen sus capacidades (p.e., comunicaciones para distancias largas, cargas de misión específicas) La producción en serie ayudará a una reducción en los costes de adquisición Unmanned Solutions dispone de una gama de aeronaves no tripuladas en el rango de kg de peso máximo al despegue que permiten misiones con autonomía de vuelo superior a las 18 horas de vuelo y carga útil hasta 75 kg

3 Sumario Objetivos Quiénes somos Qué hacemos Los UAVs Nuestros UAVs Las aplicaciones de los UAVs en incendios forestales Ventajas.y temas pendientes Unmanned Solutions

4 Objetivos No queremos venderles UAVs

5 Quiénes somos USol se crea en 2008 como empresa de base tecnológica de la Universidad Politécnica de Madrid, como un spin off del Grupo de Investigación en Sistemas Dinámicos. Nuestro equipo ha trabajado en ingeniería de sistemas de control de vuelo durante más de treinta años y, específicamente, en sistemas no tripulados (aviones sin piloto) desde Mantenemos la colaboración con diferentes grupos dentro de la Universidad Politécnica de Madrid. Diseñamos, fabricamos y suministramos Sistemas Aéreos No Tripulados (UAV) para aplicaciones de ámbito civil. Hemos desarrollado CUATRO generaciones de UAV. Cinco sistemas vendidos. K2A K150

6 Qué hacemos: Desarrollos Ingeniería aeronáutica Cálculo de la arquitectura de la aeronave Diseño aerodinámico Simulación aerodinámica (+ partners) Diseño estructural en composite Simulación estructural (+ partners) Diseño de sistemas Ingeniería del Grupo Motopropulsor (+ partners) Ingeniería de la producción (+ partners) Experimentación en vuelo Instalaciones en el aeródromo de Marugán (Segovia) Aviónica y FCS Diseño de algorítmica de control de vuelo Ingeniería de SW embarcado I+D Grupo de Investigación de Sistemas Dinámicos (UPM)

7 Qué hacemos: Productos y servicios Integración de subsistemas: Cargas de misión Sistemas de comunicaciones Comercialización de nuestras plataformas Prestación de servicios sobre nuestras plataformas Formación y capacitación de operadores Consultoría y elaboración de Planes Directores sobre el uso de Sistemas Aéreos No Tripulados

8 Los UAVS: dos terminologías

9 Los UAVS: algunos conceptos

10 Los UAVS :Clasificación Clase (MTOW) Categoría Misión Altura (m) Ejemplo HALE Estratégico Global Hawk Clase III MALE Operacional Predator B (>650 kg) Clase II ( kg) TACTICO Táctico Shadow Clase I (<150 kg) SMALL Táctico 350 Scan Eagle MINI Subtáctico 300 Raven MICRO Personal 60 Hummingbird 10

11 Los UAVS :Clasificación

12 Los UAVs: principales subsistemas Sistema de propulsión Sistema de recuperación de emergencia con paracaídas Autopiloto Estructura (alas y fuselaje) Puntos de fijación para cargas externas subalares Tren de aterrizaje Depósitos combustible Sistema de comunicaciones (datos, vídeo) Carga de misión Superficies de control Depósitos integrados en las semi alas Potencia eléctrica

13 Nuestros UAVs Desde 2004 hasta 2011: 1ª, 2ª y 3ª generación A partir de 2012: Familia K 1200 horas de vuelo Unmanned Solutions, S.L. 13

14 Nuestros UAVs ( )

15 K2B (4, 5 y 6) Hasta seis puntos de fijación para cargas externas subalares Aeronave de entre 4 y 6 metros de envergadura, hasta 100Kg. de peso máximo al despegue, diseñada y construida siguiendo estándares de calidad aeronáutica. Componentes y subsistemas certificados para la aviación general Diversas plantas motrices de elevada fiabilidad Depósitos integrados en las semialas para liberar espacio en la bodega dedicado a la carga de misión Diseñado aerodinámicamente en túnel de viento y simulado por métodos numéricos para obtener una elevada fineza y prestaciones Capacidad máxima de combustible de 50 litros, lo que le confiere autonomía superior a 15 horas, según configuración Dotado de diversos sistemas giroestabilizados de captura de imágenes de alta calidad Sistema de recuperación de emergencia con paracaídas de accionamiento neumático Sistema de potencia eléctrica regulado y estabilizado, capaz de proporcionar hasta 2000W, según configuración Estructura en fibra de carbono, construida con preimpregnados aeronáuticos y curada en autoclave Diseñado y simulado estructuralmente por métodos numéricos Estructura verificada por ultrasonidos cumpliendo las exigencias de calidad de Airbus Industries Depósitos auxiliares externos

16 Nuestros UAVs: Documentación Manuales de actuaciones 150 Vmax. Autonomía Despieces y manuales de montaje Techos Altura (m) MTOW (kg) Altitud (m) MTOW (kg) Envolvente 80 de vuelo 70 MTOW V máx. Alcance Velocidad de máxima autonomía (kg) Velocidades mínimas Velocidades máximas 1,5 0 0, ,5 V max. (m/s) 70 Velocidad de entrada en pérdida Velocidad de máximo alcance Velocidad (m/s) de crucero Velocidad (m/s) Manuales de mantenimiento Horas calientes Horas de vuelo Ciclos de operación Intervención Actividades Duración estimada Utillaje Procedimiento Comprobación Revisión de planta Ninguno Revisión visual de montaje y pérdida de funcional motriz 5 minutos especializado líquidos Revisión de Ninguno Revisión visual y táctil de alas, fuselaje, integridad 5 minutos especializado carenas y superficies móviles D Conexión del polímetro a los terminales Revisión de sistema de potencia y comprobación de que se eléctrico 5 minutos Polímetro encuentran dentro de tolerancias Ninguno Encendido de luces y comprobación de Revision de luces 5 minutos especializado funcionamiento Comprobación Revisión de planta Ninguno Revisión visual de montaje y pérdida de funcional motriz 5 minutos especializado líquidos Libros de operación, libro de célula y de motor D Comprobación funcional Revisión de Ninguno integridad 5 minutos especializado Revisión de sistema eléctrico 5 minutos Polímetro Ninguno Revision de luces 5 minutos especializado Revisión de planta Ninguno motriz 5 minutos especializado Revisión visual y táctil de alas, fuselaje, carenas y superficies móviles Conexión del polímetro a los terminales de potencia y comprobación de que se encuentran dentro de tolerancias Encendido de luces y comprobación de funcionamiento Revisión visual de montaje y pérdida de líquidos D Comprobación funcional Revisión de Ninguno integridad 5 minutos especializado Revisión de sistema eléctrico 5 minutos Polímetro Ninguno Revision de luces 5 minutos especializado Revisión de planta Ninguno motriz 5 minutos especializado Revisión visual y táctil de alas, fuselaje, carenas y superficies móviles Conexión del polímetro a los terminales de potencia y comprobación de que se encuentran dentro de tolerancias Encendido de luces y comprobación de funcionamiento Revisión visual de montaje y pérdida de líquidos D Operación de mantenimiento menor Revisión de Ninguno integridad 5 minutos especializado Revisión de sistema eléctrico 5 minutos Polímetro Ninguno Revision de luces 5 minutos especializado Revisión de partes Ninguno móviles 5 minutos especializado Revisión visual y táctil de alas, fuselaje, carenas y superficies móviles Conexión del polímetro a los terminales de potencia y comprobación de que se encuentran dentro de tolerancias Encendido de luces y comprobación de funcionamiento Comprobación de holguras Comprobación de las fijaciones Comprobación de recorridos C Revisión del tren de aterrizaje 5 minutos Sustitución de hélice 30 minutos Ninguno especializado Ninguno especializado Comprobación de holguras Comprobación de las fijaciones Comprobación de material de fricción Desmontaje de cono Desmontaje de hélice Montaje de hélice Montaje de cono

17 Nuestros UAVs: la 4ª generación Familia K K50 K100 K100 K150 4 m 5 m 6 m 6m MTOW Peso en vacío Carga útil Velocidad de pérdida Velocidad máxima Autonomía máxima Capacidad de combustible Techo de servicio 50 Kg 100 Kg 110 Kg 150 Kg 30 Kg 70 Kg 70 Kg 75 Kg 20 Kg 30 Kg 40 Kg 75 Kg 65 Km/h sin flaps 79 Km/h sin flaps 70 Km/h sin flaps 90 Km/h sin flaps 130 Km/h 160 Km/h 140 Km/h 180 Km/h >5 h (1500 m alt.) > 7 h (2000 m alt.) > 12 h (2000 m alt.) > 18 h (2000 m alt.) 20 l 30 l 50 l 80 l 3000 m 4000 m 5000 m 6000 m

18 Familia K: K50 Planta motriz de 150 cc. con gestión electrónica (inyección, governor) Alas de la serie K2B de 4 metros de envergadura Fuselaje en fibra de vidrio reforzado con fibra de carbono Bahía de equipos de misión de 50 litros de capacidad Autopiloto, GCS y comunicaciones Cloud Cap, o de otros fabricantes reputados

19 Familia K: K150 Estructura en fibra de carbono, construida con preimpregnados aeronáuticos y curada en autoclave Diseñado aerodinámicamente en túnel de viento y simulado por métodos numéricos para obtener una elevada fineza y prestaciones Lanzable por catapulta y recuperable por paracaídas Sistema de recuperación de emergencia con paracaídas de accionamiento neumático Sistema de combustible configurable, con depósitos internos, externos y alares Planta motriz de 230 cc con gestión electrónica (inyección, governor, compensación de riqueza con la altitud, calefacción del conducto de admisión) con mapa de encendido y avance de máxima potencia para un MTOW de 150 Kg Componentes y subsistemas certificados para la aviación general Sistema de potencia eléctrica regulado y estabilizado, capaz de proporcionar hasta 2000W, según configuración

20 K150 Competencia de productos más grandes y costosos Sistema táctico de gran capacidad de carga de misión/combustible Eficiente, fiable y robusto Equipos y cargas de misión accesibles Capacidad de alojar equipos de misión muy voluminosos Ratio de carga útil/peso máximo al despegue muy favorable Arquitectura que permite el centrado del avión sin recurrir a contrapesos Muy altas prestaciones (autonomía, carga útil y techo) Ratio de carga útil frente a peso máximo superior al 50 %

21 Aplicaciones de los UAVs Las 3 Ds

22 Aplicaciones de los UAVs Control de Áreas extensas Vigilancia de fronteras Vigilancia de infraestructuras críticas Gestión de desastres naturales y accidentes Monitorización y gestión de incendios forestales Monitorización y control medioambiental Control de contaminantes y residuos Gestión de recursos hídricos Gestión de zonas naturales Exploración y explotación mineral Sistemas de Información geográfica Control de obras públicas Cartografía Vigilancia de bienes culturales Agricultura de precisión Control urbanístico y de desplazamientos Etc, etc, etc... Cámaras giroestabilizadas en espectro visible e infrarrojo, cámaras multiespectrales, autopiloto con función de fijación y seguimiento de objetos; Radar; Lidar; sensores de contaminación; sensores de radiactividad; sensores sísmicos; medidores de velocidad; etc. Software de tratamiento de imágenes en tiempo real

23 Aplicaciones UAVs en incendios forestales Operativo Capacidades Prevención Inventario de especies Cálculo de cobertura, densidad y altura del arbolado Indice de continuidad de las copas Grado de humedad Mapas de riesgo detallados Misiones rutinarias predefinidas Sensorización ad hoc: cámara hiperespectral, VIS/IR, radar, lidar, etc Aterrizaje y despegue desde pista convencional Buena autonomía Transmisión de información a centro de control

24 Aplicaciones UAVs en incendios forestales Detección Operativo Capacidades Vigilancia rutinaria Vigilancia específica de las zonas de alto riesgo Confirmación y localización de alarmas Efecto de disuasión Determinación de zonas/horas de vigilancia Sensorización: cámaras térmicas (NIR, TIR, MIR), visible Aterrizaje y despegue desde pista convencional Vuelo continuo/ autonomía alta Transmisión de información en tiempo real

25 Aplicaciones UAVs en incendios forestales Operativo Capacidades Extinción Localización de los equipos de extinción Monitorización del frente de llama Localización de nuevos focos Búsqueda de personas en zonas de difícil acceso Relé de comunicaciones Despliegue rápido Autonomías grandes Capacidad de reconfiguración de la misión Transmisión de información en tiempo real Centro de control/ Puesto de Mando Avanzado

26 Aplicaciones UAVs en incendios forestales Evaluación de daños Operativo Capacidades Medida de la superficie quemada Daño a la vegetación Misiones predefinidas y reconfigurables Sensorización ad hoc: cámara hiperespectral, VIS/IR, radar, etc Autonomía media Aterrizaje y despegue desde pista convencional Transmisión de información a centro de control

27 Aplicaciones UAVs en incendios forestales Ventajas Permiten vuelos con visibilidad reducida o nula (poca luz, nocturnos, humo denso) Misiones peligrosas sin riesgo para los pilotos Operación con condiciones meteorológicas adversas (vientos, tormentas, turbulencias, ) Eliminan zonas ocultas para los medios de detección tradicionales

28 Aplicaciones UAVs en incendios forestales CIVIL Temas pendientes 1. No hay regulación para volar en espacio aéreo no segregado EASA (European Agency for Safety Aviation) es responsable de la Certificación de cualquier UAS cuyo UAV supere los 150 kg de MTOW Es responsabilidad nacional la regulación por debajo de este peso y se ha de certificar no sólo la aeronave, sino la estación de control y el data link MILITAR STANAG 4671, aplicable a UAS con UAV de ALA FIJA y con MTOW entre los 150 y kg STANAG 4703, aplicable a UAS con UAV de ALA FIJA y con MTOW igual o inferior a los 150 kg; y STANAG 4702, aplicable a UAS con UAV de ALA ROTATORIA. EUROCAE (European Organisation for Civil Aviation Equipment) ha creado el WG073 orientado a la investigación de los temas clave relacionados con la operación del UAS en el contexto del ATM europeo (USol colidera el WP para operaciones fuera de LOS)

29 Aplicaciones UAVs en incendios forestales Temas pendientes 2. Comunicaciones en tiempo real Los enlaces RF tienen un alcance entre km Para alcances superiores sería necesario una red terrestre de apoyo o un enlace satélite (BLOS)

30 Aplicaciones UAVs en incendios forestales Temas pendientes 3. Coste de adquisición Aunque los costes de operación pueden ser menores, los costes de adquisición de un UAV tipo táctico son superiores a los de aviones convencionales de vigilancia Heron 1 MTOW: 1000 kg 10 M$ Scan Eagle MTOW: 18 kg 0,52 M$ Predator MTOW: 1000 kg 4,5 M$ PUMA MTOW: 6 kg 0,56 M$

31 nmanned utions Visiten nuestro stand! C/ Milán, 34 Bajo Madrid Tel: