Programmi Aerospaziali Nazionali
UAV - Unmanned Aerial Vehicle:

ASFALTO (2002/2003)
Altimetry System For Automatic Landing and Take-Off

Il 29 maggio 2003 al C.I.R.A. Centro Italiano Ricerche Aerospaziali, a Capua si è tenuta la riunione di apertura del programma di ricerca ASFALTO - Altimetry System For Automatic Landing and Take-Off - affidato dal C.I.R.A. a CO.RI.S.T.A..

Il progetto si inserisce nell'ambito del Programma Nazionale di Ricerche Aerospaziali (PRO.R.A.), affidato al CIRA (Centro Italiano Ricerche Aerospaziali dal MIUR, in cui una importante linea di ricerca é legata allo sviluppo di piattaforme volanti senza pilota, gli UAV Unmanned Aerial Vehicle.

Il crescente interesse per i velivoli senza pilota è dovuto alle molteplici prospettive applicative che questa tecnologia offre. Gli UAV, impiegati in passato soprattutto per scopi militari in missioni di ricognizione, sorveglianza e acquisizione della posizione dei bersagli nemici, sempre più vengono proposti per missioni civili.
L'assenza del pilota presenta vantaggi indiscussi per la sicurezza del volo, per la riduzione dei costi dei velivoli e del supporto necessario alla gestione operativa, ma può creare problemi nell'operatività del velivolo e quindi compromettere il buon esito della missione.
Sostituire in maniera adeguata una mente pensante che osserva, reagisce e prende decisioni comporta l'organizzazione di una tecnologia di supporto che consenta di rendere l'UAV perfettamente autonomo con le stesse prestazioni di un velivolo dotato di equipaggio.

In questo ambito il progetto ha mirato ad implementare le capacità autonome di un velivolo UAV soprattutto durante le fasi pił delicate del volo, il decollo e l'atterraggio. Per raggiungere ciò l'obiettivo è stato l'integrazione di un sistema altimetrico (laser e radar) con il sistema GPS/INS di bordo per la determinazione del vettore di stato del velivolo.
Il progetto ha selezionato la soluzione più adeguata, anche in considerazione della piattaforma da utilizzare, il montaggio del sistema sul velivolo e l'effettuazione dei dovuti test di controllo, compreso una serie di voli sperimentali.

La ricerca è stata suddivisa nei seguenti pacchi di lavoro:

Gestione del programma altimetrico
Definizione dei requisiti del Sistema Acquisizione del Sistema e Sperimentazione in laboratorio Integrazione del Sistema a bordo

Gestione del programma altimetrico:

  • Coordinamento di tutti i compiti
  • Gestione di tutte le attività
  • Controllo dell'avanzamento del progetto
  • Fornitura delle consegne
  • Mantenimento della documentazione e dei files di progetto nella competenza del contraente

Analisi del sistema e definizione dei requisiti

  • Studio dei requisiti dell'atterraggio automatico
  • Analisi dei radar e laser altimetri esistenti
  • Analisi dei requisiti di alloggiamento sull'UAV
  • Definizione dei requisiti dell'altimetro

Acquisizione del sistema e test di laboratorio
  • Selezione e acquisto del sistema
  • Realizzazione del software di acquisizione e di analisi dei dati
  • Test di laboratorio

Integrazione del sistema a bordo

  • Integrazione hardware/software a bordo dell'UAV
  • Test di volo



Sviluppo del Progetto

Nella prima fase del progetto ASFALTO è stata svolta un'attenta analisi di mercato tesa a scegliere il miglior sensore altimetrico da installare a bordo del velivolo senza pilota (UAV) del CIRA denominato FSSD (Flight Small Scale Demonstrator).
Dopo una minuziosa selezione, sono stati acquistati un laser altimetro ed un radar altimetro, estremamente compatti e leggeri, la cui accuratezza è dell'ordine del centimetro.
Successivamente è stato sviluppato, ed opportunamente testato in laboratorio, un adattatore di interfaccia per il laser altimetro al fine di garantire un'uscita analogica a partire dal dato digitale fornito dallo strumento. Una volta installato a bordo, è stato calibrato accuratamente presso i laboratori del CIRA a Capua, per potere garantire una corretta misurazione del laser.

Il secondo pacco di lavoro è stato poi completato con lo sviluppo di un software per la determinazione della quota del velivolo. Esso fa uso della distanza misurata dall'altimetro, degli angoli di assetto misurati dalla piattaforma inerziale presente a bordo e degli angoli di montaggio con cui è installato il laser a bordo dello FSSD.

Nel corso del mese di Dicembre 2003 sono stati effettuati alcuni test di volo nel sito di Perdasdefogu in Sardegna.

Nella figura si osserva il posizionamento del laser e dell'adattatore a bordo del Flight Small Scale Demonstrator.

Nell'ambito del terzo pacco di lavoro del progetto ASFALTO, è stato sviluppato e testato in laboratorio un adattatore di interfaccia per il radar altimetro, simile negli scopi a quello sviluppato nel secondo pacco di lavoro per il laser altimetro.
L'adattatore è stato successivamente calibrato presso i laboratori del CIRA ed installato a bordo del velivolo di test insieme al radar altimetro.
Nel mese di Maggio 2004 sono state eseguite le prove di volo previste con il radar altimetro, nel sito di Perdasdefogu in Sardegna.

Nella figura si osserva il radar altimetro a bordo del Flight Small Scale Demonstrator e le antenne sulla fusoliera.



Articoli di CO.RI.S.T.A. sull'argomento:




Il Flight Small Scale Demonstrator del C.I.R.A.



Il laser altimetro installato a bordo dell'FSSD