Hacer un hueco para las aeronaves pequeñas en el congestionado espacio aéreo
El espacio aéreo es un recurso limitado. Los sistemas de navegación por satélite son fundamentales para la gestión del tráfico de aeronaves como los aviones comerciales o militares, las avionetas, los helicópteros, los globos y los drones. Si estos sistemas fallan, los servicios de navegación actuales no podrán proporcionar una respuesta adecuada. Es más, los aviones muy ligeros y los vehículos aéreos no tripulados, como los drones, no suelen tener acceso a los equipos estándar de navegación debido a limitaciones de coste, tamaño o consumo de energía. El proyecto financiado con fondos europeos NAVISAS abordó cómo proporcionar soluciones APNT para respaldar a las aeronaves de pequeño tamaño. «Las soluciones actuales comprenden infraestructuras terrestres que transmiten señales no satelitales en el espacio a los sistemas de aviónica», comenta André Oliveira, coordinador del proyecto. «Sin embargo, estas soluciones no pueden ser empleadas por aeronaves pequeñas sin acometer una importante reingeniería de sus sistemas de aviónica». NAVISAS examinó la posibilidad de combinar varias soluciones de navegación en un único paquete fácil de integrar en las aeronaves. Para ello analizó varios métodos de integración tecnológica entre sistemas de posicionamiento por satélite (GPS y GALILEO), un reloj atómico en miniatura (MAC), un giróscopo atómico en miniatura (MAG) y la posibilidad de su uso en la navegación de aeronaves pequeñas. Instrumento moderno y económico El proyecto prevé la combinación de dos sistemas de navegación diferentes a bordo de las aeronaves. Esto podría lograrse mediante la integración de la tecnología del sistema mundial de navegación por satélite (GNSS) y una unidad de medición inercial (IMU) avanzada con innovaciones específicas en el giróscopo utilizando la tecnología de los sistemas microelectromecánicos (MEMS). Dicho enfoque proporcionará una solución más fácil de usar, flexible, fiable y precisa para el piloto en un único dispositivo. «NAVISAS allanará el camino para un nuevo instrumento de bajo coste que puede ser utilizado por las aeronaves pequeñas a fin de garantizar unos niveles de prestación de navegación coherentes con la evolución del espacio aéreo y del tráfico aéreo», señala Oliveira. Se espera que las IMU basadas en giróscopos atómicos y acelerómetros MEMS presenten un menor coste de fabricación. Esto significa que la solución NAVISAS podría sustituir a los actuales sistemas de referencia inercial de alto rendimiento certificados que utilizan giróscopos láser. Los experimentos realizados durante el proyecto confirmaron que la solución NAVISAS tendría un rendimiento similar al de los giróscopos láser, lo que le confiere un mayor atractivo para los fabricantes de aviones comerciales y abre el mercado de los sistemas de referencia inercial de alto rendimiento a las aeronaves más pequeñas. «Aunque todavía queda un largo camino por recorrer antes de que un giróscopo atómico definitivo y asequible esté disponible, las prestaciones previstas son prometedoras y podrían poner en un brete a los giróscopos láser de anillo más avanzados», añade Oliveira. Elemento de visión añadido La navegación basada en la visión, inicialmente no incluida en los objetivos de NAVISAS, se incorporó al estudio. En este sentido, se evaluó una solución basada en cámaras electroópticas mediante un vuelo real y se demostró su utilidad para aeronaves pequeñas, especialmente para drones, siempre que se tengan en cuenta las condiciones meteorológicas de vuelo visual. Oliveira explica: «Este es un método de navegación alternativo muy barato comparado con cualquier otro sistema relevante, capaz de proporcionar una solución APNT con un rendimiento muy aceptable para proseguir el vuelo durante una interrupción del servicio GNSS». En general, el proyecto proporcionó conceptos operativos de soluciones APNT para aeronaves pequeñas, métodos para la combinación de receptores GNSS con MAC y giróscopos atómicos y una prueba de concepto de navegación basada en la visión evaluada mediante un vuelo real de un dron. Los socios del proyecto también llevaron a cabo un estudio de viabilidad de la solución APNT NAVISAS. Según Oliveira, el consorcio busca nuevas oportunidades que permitan un mayor desarrollo de la tecnología NAVISAS, así como la validación operacional en los próximos años. «Si se aplica, creemos que el concepto NAVISAS mejorará también los niveles de seguridad de los vuelos y contribuirá positivamente al rendimiento y la eficacia», concluye.
Palabras clave
NAVISAS, aeronaves pequeñas, sistemas de navegación, GNSS, soluciones alternativas de posicionamiento, navegación y temporización
