Fabricantes e fornecedores de INS para aeronaves

Advanced Navigation

Sistemas avançados de navegação inercial (INS) para navegação confiável em ambientes operacionais desafiadores

ANELLO Photonics

Soluções inerciais de ponta para navegação e posicionamento de alta precisão em ambientes sem GPS

Honeywell Aerospace

Soluções avançadas para modernização da defesa: propulsão, sensores, comunicação e sistemas de realidade aumentada

Inertial Labs, a VIAVI Solutions Company

IMU de nível tático, GPS/INS, soluções de orientação de armas

NovAtel

Soluções garantidas de posição, navegação e temporização (PNT) para militares e defesa

Aeron Systems

Soluções avançadas de navegação para aplicações de defesa e aeroespaciais de missão crítica

UAV Navigation-Grupo Oesía

Tecnologias de ponta em controle de voo e navegação sem GNSS para plataformas UAV militares e governamentais

Micro Magic

Sistemas de deteção inercial MEMS, quartzo e FOG de alta precisão para aplicações militares, aeroespaciais e de defesa

EMCORE Corporation

Sensores inerciais e sistemas de navegação de fibra ótica, giroscópios a laser em anel e MEMS de alto desempenho

VectorNav

Soluções de navegação incorporadas para sistemas não tripulados

LITEF

Sistemas de navegação e deteção inercial de alto desempenho para veículos militares terrestres e forças terrestres

UAV Propulsion Tech

Tecnologias de ponta para UAVs para empresas de defesa, fabricantes de drones e integradores de sistemas

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Uma visão geral abrangente dos sistemas de navegação inercial (INS) para aeronaves

William Mackenzie

Atualizado:

Introdução aos Sistemas de Navegação Inercial (INS) para Aeronaves

Um sistema de navegação inercial para aeronaves constitui um subsistema fundamental a bordo das aeronaves militares modernas. Ao fornecer informações contínuas sobre a posição, velocidade, atitude, rumo e sincronização de navegação sem depender de sinais de RF externos, um INS em aeronaves continua a ser indispensável para a aviação de combate, a recolha de informações e as operações autónomas.

Ao contrário das tecnologias de navegação por satélite, um sistema de navegação inercial em aeronaves funciona de forma independente, medindo o movimento da plataforma através de uma combinação de acelerómetros e giroscópios de precisão. Esta arquitetura autónoma permite às forças militares manter a precisão da navegação mesmo quando os sinais de GPS ou de outros GNSS estão enfraquecidos, bloqueados ou deliberadamente falsificados.

Sistemas INS e AHRS para aeronaves da Honeywell Aerospace

INS e AHRS para aeronaves baseados na tecnologia ARGO FOG da Honeywell Aerospace

A maioria das aeronaves militares modernas utiliza arquiteturas de navegação integradas que combinam um INS de aeronave com GNSS e outros sensores de navegação. Estes sistemas utilizam atualizações de navegação por satélite para melhorar a precisão a longo prazo, mantendo simultaneamente a capacidade de continuar a operar quando os sinais externos deixam de estar disponíveis.

Plataformas que utilizam o INS na aviação de defesa

Aeronaves de combate e reconhecimento

As aeronaves de caça modernas operam em ambientes altamente dinâmicos que exigem uma precisão espacial excecional. Configurações robustas de INS suportam confrontos ar-ar, missões de ataque de precisão e perfis de voo que seguem o relevo. Da mesma forma, as plataformas de Inteligência, Vigilância e Reconhecimento (ISR) dependem de uma configuração avançada do sistema de navegação inercial da aeronave para geolocalizar alvos com precisão, sincronizar cargas úteis de sensores e manter a eficácia da missão durante períodos prolongados de rastreamento.

Aeronaves de transporte, patrulha marítima e missões especiais

As aeronaves de transporte militar dependem de sistemas de navegação inercial para a navegação em rotas de longo alcance, aproximações de precisão e operações em regiões onde a disponibilidade de navegação por satélite pode ser limitada. As aeronaves de patrulha marítima utilizam dados do INS para apoiar a guerra antissubmarina, a vigilância marítima e o alinhamento de sensores, enquanto as aeronaves de missões especiais dependem de informações de navegação e atitude altamente precisas para apoiar a guerra eletrónica, a recolha de informações e as funções de comando e controlo aéreo.

Helicópteros e aeronaves não tripuladas

Os helicópteros e as aeronaves de asas rotativas táticas utilizam frequentemente o INS na aviação para evitar obstáculos no terreno a baixa altitude, estabilização em voo estacionário e apontamento de armas em ambientes com visibilidade reduzida. No caso das plataformas não tripuladas, um sistema inercial aerotransportado assistido por GPS ou um INS compacto e autónomo para aeronaves serve como base principal de navegação, permitindo a navegação autónoma por pontos de referência, o controlo de voo estável e operações de combate em enxame ou colaborativas resilientes quando as ligações de comunicação principais são interrompidas. As munições de voo prolongado e as Aeronaves de Combate Colaborativo (CCA) dependem igualmente de capacidades avançadas de navegação inercial para manter a eficácia da missão em ambientes onde o GNSS é contestado.

Componentes essenciais dos sistemas de navegação inercial para aeronaves

O desempenho global e a taxa de desvio de um INS de aviação são determinados principalmente pela qualidade da sua Unidade de Medição Inercial (IMU) subjacente e pela tecnologia dos giroscópios:

Sistema de Navegação Inercial para Aeronaves da Advanced Navigation

Sistema de navegação inercial para aeronaves Certus Mini D, assistido por GNSS, da Advanced Navigation

  • Acelerómetros: medem a aceleração linear ao longo de vários eixos, permitindo que o INS calcule as variações de velocidade e posição ao longo do tempo. Juntamente com os giroscópios, constituem os elementos sensoriais centrais da IMU.
  • Giroscópios de laser em anel (RLG): Utilizam feixes de laser num percurso ótico fechado para oferecer excelente estabilidade a longo prazo e precisão linear, tornando-os padrão em aeronaves de combate e estratégicas de gama alta.
  • Giroscópios de fibra ótica (FOG): Utilizam fibras óticas enroladas para proporcionar elevada largura de banda, fiabilidade excecional e manutenção reduzida em designs de sistemas compactos.
  • Giroscópios MEMS: Aproveitam estruturas de silício microusinadas para oferecer dimensões, peso, consumo de energia e custo (SWaP-C) ultrabaixos, tornando-os ideais para munições de permanência prolongada e pequenos UAV táticos.

Software incorporado avançado e técnicas de filtragem processam estes dados brutos dos sensores em tempo real, mitigando os efeitos dos erros inerentes aos sensores e do desvio, ao mesmo tempo que gerem a distribuição de dados por toda a arquitetura de aviónica. Muitos sistemas modernos também integram dados provenientes de recetores GNSS, sistemas de dados aéreos, altímetros de radar e outros sensores de bordo para melhorar o desempenho geral da navegação.

Normas de Defesa e Critérios de Seleção

Cada implantação de sistemas de navegação inercial em aeronaves deve estar em conformidade com rigorosas normas de certificação militar e aeroespacial antes de obter a aeronavegabilidade:

  • Ambiental e EMI: Os sistemas devem cumprir os requisitos da norma MIL-STD-810 relativos a choques, vibrações e temperaturas extremas, bem como a norma MIL-STD-461 relativa à compatibilidade eletromagnética.
  • Garantia de software e hardware: Muitos programas de aeronaves militares e de dupla utilização também aplicam normas como a DO-160, a DO-178C (garantia de software) e a DO-254 (hardware eletrónico de bordo) para apoiar a certificação de aeronavegabilidade e o desenvolvimento de sistemas críticos para a segurança.

Ao escolher uma solução de navegação inercial para a aviação, os integradores de sistemas devem equilibrar cuidadosamente a taxa de desvio máxima permitida da plataforma face a restrições rígidas de SWaP-C. Embora os sistemas comerciais prontos a utilizar (COTS) reduzam drasticamente o risco de desenvolvimento e acelerem os prazos de implementação, as soluções personalizadas continuam a ser necessárias para formatos de fuselagem altamente especializados ou arquiteturas de barramento de dados únicas.