droni ids, il futuro in un colibrì

L’utilizzo di droni, o Sapr (Sistemi aeromobili a pilotaggio remoto) nelle applicazioni civili è previsto in grande espansione nel prossimo futuro grazie alla loro capacità di inviare informazioni e dati molto accurati a più ricevitori posizionati a terra. Questo è possibile grazie alla possibilità di installare a bordo dei «payload» dedicati e calibrati alle varie esigenze che rende l’utilizzo dei sistemi Sapr molto interessante anche nell’ambito dell’Intelligence, della sorveglianza e del riconoscimento (Isr\Istar).
L’attuale mercato è orientato verso la produzione di varie piattaforme di piccole e medie dimensioni, le cui prestazoni sono calibrate in base alle diverse caratteristiche del carico che devono trasportare e dell’ambiente in cui dovranno operare.
Per fare un esempio, è interessante notare che un’ importante applicazione civile è legata all’agricoltura di precisione, per l’irrorazione di antiparassitari, l’ispezione e il controllo del ciclo vitale delle piante e l’ottimizzazione delle sostanze nutritive. In questa specifica applicazione è molto importante che ci sia una elevata accuratezza della posizione del drone. Attualmente l’adozione dei sistemi Gnss, anche se utili, non garantisce da sola l’accuratezza del posizionamento necessaria per queste applicazioni.
I motivi principali sono ricondotti alle interferenze generate dalle antenne posizionate sul territorio in grande numero, all’effetto che la rotazione delle pale delle eliche dei rotori ha sui ricevitori di segnale a bordo. L’angolo di inclinazione che il drone può assumere durante il volo potrebbe ridurre la sua capacità di acquisire il segnale di posizionamento da tutti i satelliti, perché potrebbe schermare alcune antenne in base alla sua posizione nello spazio.
Inoltre vanno considerate le problematiche legate al peso e alle dimensioni che l’equipaggiamento di bordo, sia l’avionica di navigazione che il payload deve rispettare per essere installato a bordo del drone. Per queste ragioni è molto importante che durante il processo di progettazione dei sistemi Sapr si possano effettuare delle simulazioni accurate del posizionamento delle antenne e dei ricevitori, attraverso l’impiego di sistemi di predizione elettromagnetica, simulazione dello scenario e valutazione dell’hardware più adatto che, grazie a complessi modelli ad alta fedeltà di riproduzione, danno la possibilità di controllare e verificare la corretta conformità di tutti gli elementi che compongono il sistema Sapr in corso di progettazione.
Questo è solo uno degli ambiti in cui l’IDS sta svolgendo sperimentazioni anche in volo usando il suo esemplare ad ala fissa, che ha il nome di IA-17 Manta. È un Apr che nasce da requisiti di durata, velocità (oltre 200 km orari) e stabilità del volo per impieghi di pattugliamento, osservazione del territorio e ricognizione (Istar).
Nella configurazione da 17 chili al decollo può assicurare 20 ore di missione grazie ad un sistema propulsivo con motore termico a due tempi ed elica spingente. Il Manta decolla da una catapulta che può essere facilmente dispiegata sul campo da un singolo operatore in tempi brevi, oppure integrata su vettori che portano l’assetto aereo nell’area di operazione. Ha una struttura completamente impermeabile che, unitamente al suo design, ne fanno la macchina ideale per applicazioni costiere (corto raggio) o marittime (lungo raggio). L’operatore può quindi scegliere di far rientrare il velivolo a terra in terreni anche non preparati, grazie all’ausilio di un paracadute che ne consente l’atterraggio controllato in aree ristrette, con alto livello di precisione. In caso di emergenza, può essere effettuata l’operazione di ammaraggio scegliendo di recuperare l’assetto al termine della missione, confidenti del fatto che l’integrità del sistema e la completa ri-utilizzabilità sono garantite. Il Manta può quindi trovare il suo migliore impiego in applicazioni quali interdizione marittima, intercettazione, osservazione su designazione di navigli non collaborativi, Search&Rescue, raccolta dati di intelligence di alta qualità.
A conferma della validità del lavoro di progettazione, sperimentazione, impiego dei droni anche negli spazi aerei civili, l’IDS è leader del progetto INSuRE nell’ambito del Programma europeo Sesar  (Single European Sky Atm Research). IDS, con la sua consociata Sistemi Dinamici, ha realizzato un Sapr ad ala rotante chiamato SD-150 Hero, dal peso di 149 kg al decollo, che per primo in Europa risponde a requisiti aeronautici (ridondanze) e avionici (rispetto degli standard informatici) e attualmente è in fase di collaudo e certificazione da parte dell’Enac (Ente nazionale dell’Aviazione civile italiana). Hero ha in sé la sintesi dei requisiti operativi richiesti da potenziali clienti che coprono applicazioni che vanno dal settore minerario, alla distribuzione energetica, alla protezione civile e alla sorveglianza del territorio.
Il progetto INSuRE (RPAS Integration into non-segregated Atm), co-finanziato dalla Sju (Sesar Joint Undertaking) nell’ambito delle «Demonstration Activities», validerà l’uso in spazio aereo controllato dell’elicottero a pilotaggio remoto SD-150 Hero. Partito il 16 ottobre 2013, il progetto è coordinato dall’IDS con la partecipazione di Sistemi Dinamici - produttore di Hero e operatore Sapr - e delle autorità per il controllo del traffico aereo della Repubblica Ceca (Air Navigation Services of the Czech Republic). La prima fase del progetto, basata su simulazioni «real time» in ambiente integrato, si è conclusa con successo nel mese di gennaio 2015. La campagna di voli per la validazione operativa si svolgerà nello spazio aereo di Brno, in Repubblica Ceca, nella seconda metà del 2015.
L’IDS produce anche il Colibrì, un sistema Apr multirotore da 5 chili al decollo, propulso da quattro motori elettrici, impermeabile per operare in ambienti fluviali e marini. Ha una configurazione modulare con braccia ripiegabili per consentire la massima trasportabilità. Colibrì è in grado di volare per oltre quaranta minuti portando una coppia di sensori di ripresa video ad alta definizione, sia nel visibile che nell’infrarosso, garantendo la copertura di un’ampia gamma di requisiti di missione di osservazione anche in una macchina dalle dimensioni estremamente contenute.
Colibrì ribalta la filosofia di progettazione di sistemi di queste dimensioni, portando tutta l’elettronica e la componentistica più delicata all’interno di un robusto guscio in fibra di carbonio resistente all’urto ed impermeabile (IP65), in grado quindi di operare in condizioni ambientali severe anche in presenza di pioggia e vento di 20 nodi. La sua impermeabilità gli consente inoltre di atterrare e decollare da specchi d’acqua con ottiche in grado di esplorare bassi fondali.
La Croce Rossa Italiana sta valutando l’opportunità di far entrare Hero e Colibrì nella sua flotta di mezzi che operano in ambiti ad alto rischio come il monitoraggio di zone terremotate, il trasporto e lancio di medicinali in aree critiche, il controllo dei campi profughi sia in fase di allestimento che in fase operativa. I due droni sono stati esposti all’Expo di Milano nello stand della Croce Rossa Italiana.
IDS sarà presente anche al Paris Air Show 2015 a Le Bourget, il più importante evento del settore aeronautico a livello mondiale, in cui saranno presentati i sistemi a pilotaggio remoto e le tecnologie di predizione EM.