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SEGURANÇA OPERACIONAL
APLICADA A OPERAÇÃO DE VANT
Luiz Alberto Munaretto - Cel R1
XMOBOTS/DCA-BR
Palavras chave: Certificação, Segurança, UAV, VANT.
BIOGRAFIA
O autor é Coronel da reserva da FAB. Tem experiência como
piloto de provas, com instrutor de vôo e como líder de
esquadrilha de caça. Cursou engenharia elétrica e possui MBA
em Gerenciamento de Projetos. Atualmente é consultor da
XMOBOTS e Gerente de Programas da DCA-BR.
RESUMO
Este trabalho aborda os aspectos de segurança envolvidos com
a operação de VANT (Veículo Aéreo Não-Tripulado), de uma
forma geral e particularizada para o Brasil.
A estrutura da apresentação é baseada nos pilares, ou seja, os
aspectos mais importantes a serem considerados na operação
de VANT ( projeto; fatores humanos; operação;
aeronavegabilidade continuada; o tráfego aéreo e a infraestrutura aeroportuária).
INTRODUÇÃO
A operação de VANT introduziu novos paradigmas nas
operações aéreas. Como evento peculiar, uma série de
modificações e adaptações são necessárias nos padrões de
certificação, de operação, de aeronavegabilidade continuada e
de tráfego aéreo.
No conteúdo desenvolvido neste trabalho serão discutidos os
fundamentos da mudança de conceitos – os pilares – bem como
aspectos adicionais que afetam a segurança de voo.
O sistema VANT pode ser entendido a partir da Figura 1:
Sistema VANT , onde se pode ver que existe um componente
aéreo e outro no solo. A integração entre estes 2 componentes
se dá, principalmente, via o sistema de comunicação de dados
– o data link.
Ao final são feitas considerações sobre as legislações brasileira
e internacional .
Abreviaturas utilizadas
ANAC – Agência Nacional de Aviação Civil
ATC – Ait Trafic Control
DECEA – Departamento de Controle do Espaço Aéreo
NOTAM – Notice to Airmen
VANT – Veículo Aéreo Não-Tripulado
Figura 1: Sistema VANT
Fonte: STANAG 4586
VHF – Very High Frequency
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CAPÍTULO 1 – OS PILARES
Chamamos de pilares todos aqueles pontos que sustentam os
aspectos de segurança operacional dentro do ciclo de vida da
aeronave.
Os pilares são os seguintes:
•
•
•
•
•
•
O Projeto;
Os Fatores Humanos;
A Operação;
A Aeronavegabilidade Continuada;
O Tráfego Aéreo;
A infraestrutura aeroportuária.
Figura 3: Modelo em Cascata
1.1 PROJETO
►
Embora o processo de desenvolver uma aeronave seja uma
corrida contra o tempo e para conter custos, esses fatores não
podem sobrepujar um bom planejamento e aplicação de
metodologias de desenvolvimento – a engenharia de sistemas.
Modelo utilizado em processos de risco. Incorpora o conceito
1.1.1
O Processo de Desenvolvimento
A engenharia de sistemas prove alguns modelos de
desenvolvimento como: o V, em cascata e o espiral.
►
Modelo em Espiral
de desenvolvimento continuo, baseado em feedback. Durante o
processo de desenvolvimento só existe o avanço após a
confirmação da fase anterior. Pode ser apoiada em vários
protótipos. Na Figura 4: Modelo em Espiral pode-se observar o
Modelo em Espiral.
Modelo V
É o modelo mais tradicional da Engenharia de Sistemas. A
lateral esquerda da Figura 2: Modelo em V - contempla o
estabelecimento de requisitos e o design, enquanto que na
lateral direita está todo o processo de integração e a de
verificação.
Figura 4: Modelo em Espiral
Figura 2: Modelo em V
►
Modelo em Cascata
Usado inicialmente para desenvolvimento de software. Um
modelo similar pode dividir em 2: um para software e outro
para hardware. Na Figura 3: Modelo em Cascata pode-se
observar o Modelo em Cascata.
1.1.2 Requisitos
Para aeronaves em geral, os requisitos de cliente estão
focalizado no desempenho, na funcionalidade e nos custos.
Porém, além desses requisitos básicos, outros são adicionados
em um projeto de VANT, tais como:
•
•
•
•
Comunicações (data link, entre os envolvidos na
operação) e perda dela;
Estação de controle;
Confiabilidade;
De certificação.
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1.1.3 Comunicações
As comunicações podem ser divididas em 4 níveis, os quais
devem ser desenvolvidos em níveis de confiabilidade
diferentes:
•
•
•
•
Entre os envolvidos diretamente na operação (piloto,
mecânicos, comandante da missão etc);
Com os órgãos ATC (Ait Trafic Control ) - telefone,
VHF (Very High Frequency), Transponder, Satélite)
Data Link – dados de controle e monitoramento da
plataforma;
Data Link – dados de missão (sensores térmicos, radar
e óticos; sistema de armas)
1.1.4
Estação de Controle
Este novo elemento capaz de permitir o planejamento, o
monitoramento e o controle do VANT é o elemento mais novo
introduzido.
1.1.5
Confiabilidade
A confiabilidade pode ser definida como a probabilidade de
um item (motor, sistemas em geral, aeronave) vai desempenhar
uma função requerida, sob condições especificadas, sem falha
por período de tempo especificado.
Quando falamos de um VANT além dos sistemas citados
acima, devemos considerar também o data link a estação de
solo e os sistemas de missão.
1.1.6
Certificação
A partir de um Plano de Certificação, devem ser estabelecidos
os requisitos a serem cumpridos da plataforma e de seus
sistemas (norma de referência ), com o auxílio padrões
aceitáveis para ensaios em voo, de funcionalidade, ambientais,
de desenvolvimento de software e de hardware complexo, de
análise de segurança de sistemas.
seus operadores. Isso inclui a preparação da empresa, via
estrutura organizacional, determinação de responsabilidades,
existência de documentação operacional e a habilitação dos
seus operadores (piloto, comandante de missão) segundo
critérios estabelecidos.
Na fase de desenvolvimento das operações, o planejamento e a
execução requer a integração com outros elementos
sincronizados (manutenção, trafego aéreo, meteorologia,
transporte etc)
1.4 AERONAVEGABILIDADE CONTINUADA
A aeronavegabilidade continuada visa manter durante a
operação os padrões de segurança estabelecidos no projeto (e
na certificação, quando for o caso).
Isto inclui todos os procedimentos, documentação e registros
de manutenção e o treinamento associado da equipe de
manutenção.
1.5 TRÁFEGO AÉREO
O desenvolvimento das operações em espaço segregado e de
baixa densidade populacional aumenta a segurança de voo.
No entanto, as demandas operacionais requerem o sobrevoo do
VANT de cidades, áreas terminais, aerovias etc., operando de
forma integrada com as demais aeronaves.
No Brasil, no momento os VANTs operam em área segregada.
Essa integração – VANT/demais aeronaves, é prometida para
2015, de forma pioneira, nos EUA.
Os principais pontos que obstaculizam a integração são as
comunicações e a capacidade do VANT em “detectar e evitar”
outras aeronaves.
CAPÍTULO 2 OUTROS ASPECTOS DE
SEGURAÇA
2.1 INVESTIGAÇÃO DE ACIDENTES
1.2 FATORES HUMANOS
Um dos aspectos fundamentais e mais complexos da operação
de VANT são os fatores humanos. Esses aspectos podem ser
divididos em 2 outros:
• O inter-relacionamento entre todos os
envolvidos na operação (piloto, mecânicos,
comandante da missão, tráfego aéreo) planejado e desenvolvido no projeto e atendido
via procedimentos operacionais .
• A interface homem máquina (piloto/estação de
controle; mecânico/plataforma) - - planejado e
desenvolvido no projeto e atendido via
treinamento.
1.3 OPERAÇÃO
Numa fase inicial, a operação de VANT requer o
estabelecimento de uma organização habilitada, bem como
Os processos e critérios ainda não estão claros para a
investigação de acidentes de VANT (quando?, com que
critérios?).
2.2 UTILIZAÇÃO PARA CRIMES
Devido a facilidade de construção e montagem, os VANTs
são muito vantajosos para atividades de transporte para
atividades criminosas (drogas em geral, celulares e drogas para
presídios, terrorismo etc).
2.3 CONTROLE DOS VANT EXISTENTES E EM
OPERAÇÃO
Devido a facilidade de construção e montagem, a quantidade
de VANTs crescerá continuamente, muitos deles sem o
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conhecimento, pelas autoridades aeronáuticas, da sua
existência e de que está utilizando o espaço aéreo.
4.2 – OPERAÇÃO CIVIL
2.4 VANT DE PEQUENO TAMANHO
As iniciativas ainda são tímidas, exceto na Austrália que desde
2002 já implementou legislação para a operação civil de
VANT (CASA, AC 101-1(0) JULY 2002).
Devido a facilidade de construção, pequenos espaços para
pouso e decolagem, esses VANTS podem se tornar uma
ameaça a segurança quando operados por pessoas que não
seguirem as instruções governamentais.
CAPÍTULO 5 - CONCLUSÃO
Além do exposto acima, existe a dificuldade prática em definir
até que nível deve o governo atuar na regulamentação.
Ex: operação in-door, VANT de 100 gramas etc.
2.5 INFRAESTRUTURA AEROPORTUÁRIA
A integração completa dos VANTs no espaço aéreo irá
requerer que os aeroportos estejam preparados para receber o
pouso, táxi, o estacionamento, a manutenção, o
reabastecimento e a decolagem desse tipo de aeronave.
2.6 POUSO EM PISTA ALTERNATIVA
Vital para as operações de longo alcance, onde nem sempre
será possível pousar no aeródromo de destino (meteorologia,
pane do VANT, interdição do aeródromo de pouso etc).
CAPÍTULO 3 - REGULAMENTAÇÃO DE
VANT NO BRASIL
O DECEA (Departamento de Controle do Espaço Aéreo)
publicou a IAC 21/10, 23 SEP 2010 que trata da obtenção de
NOTAM (Notice to Airmen ) para voo de VANT.
Em de 29 de novembro de 2011, a ANAC (Agência Nacional
de Aviação Civil) publicou a Decisão nº 127, na qual autoriza
a operação aérea de Aeronave Remotamente Pilotada do
Departamento de Polícia Federal.
Em maio de 2012, a ANAC colocou para consulta pública
uma instrução de serviço (Instrução Suplementar sobre
Emissão de Certificado de Autorização de Voo Experimental
para Sistemas de Veículo Aéreo Não Tripulado) que abrange
os requisitos apenas para os vôos experimentais.
A inserção do VANTs no cenário das operações de voo, em
vez de apenas ajustes requer que novos processos sejam
criados.
A visão global dos aspectos envolvidos (certificação, de
operação, de aeronavegabilidade continuada e de tráfego
aéreo) é essencial para a integração dos VANTs nas operações
aéreas.
Atualmente, as iniciativas para a integração para operação
civil desses veículos são tímidas diante as possibilidades
comerciais e operacionais.
Na parte de uso governamental (militar e de segurança
pública), em geral soluções ad hoc são estabelecidas, o que tem
atendido as necessidades destes operadores.
REFERÊNCIAS
ANAC, Decisão 127, Autoriza a operação aérea de
Aeronave Remotamente Pilotada do Departamento de
Polícia Federal, 2011, 15p.
ANAC, IS 21-002, Emissão de Certificado de Autorização
de Voo Experimental para Sistemas de Veículo Aéreo Não
Tripulado, 2012, 20 p.
CASA, AC 101-1(0), Unmanned Aerial Vehicle (UAV)
Operations, Design Specification, Maintenance and
Training Of Human Resources, 2002, 28 p.
DECEA, IAC 21/10, Veículos Aéreos Não Tripulados,
2010, 10 p.
OTAN, STANAG 4671, Unmanned Aerial Vehicle Systems
Airworthiness Requirements, 2009, 214 p.
OTAN, STANAG 4586, Interfaces of UAV Control System
(UCS) for Nato UAV Interoperability, 2007, 266 p.
CAPÍTULO 4 - REGULAMENTAÇÃO DE
VANT NO EXTERIOR
4.1 – OPERAÇÕES MILITARES E GOVERNAMENTAIS
EM GERAL
Nos países que estão em conflitos (ou em estado de) o
VANTs, vem operando normalmente (EUA, Israel, Iraque,
Afeganistão etc) segundo regras especificas de de Certificação
do projeto (ex: STANAG 4671 ) e de Tráfego Aéreo.
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