Curso de Formación A2 PDF - Documentación Pública

Curso de formación subcategoría A2 FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA Edición 06 (Enero 2024) 1  ÍNDICE ÍNDICE Ca...

Curso de formación subcategoría A2 FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA Edición 06 (Enero 2024) 1  ÍNDICE ÍNDICE Categorías de operación Categoría «abierta»: subcategorías A1, A2 y A3 Categoría «específica» FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA Categoría «certificada» Formación en categoría «abierta» Syllabus A2 Meteorología Rendimiento de vuelo del UAS Atenuaciones técnicas y operacional del riesgo en tierra 2 3 FOR-UAS-P01-DT04_v4 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA Categorías de operación  Categorías de operación Procedimientos principales aplicables al uso de UAS Categorías de operación El Reglamento de Ejecución (UE) 2019/947 define tres categorías de operación con UAS: «abierta», «específica» y «certificada». FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA «ABIERTA» «ESPECÍFICA» «CERTIFICADA» Bajo riesgo Mayor riesgo Alto riesgo No se require Se require declaración Régimen regulatorio autorización ni en escenarios estándar similar al de aviación declaración (STS) o autorización tripulada tradicional 4  Categoría «abierta» Procedimientos principales aplicables al uso de UAS Categorías de operación Categoría «abierta» Las operaciones en categoría «abierta» no estarán sujetas a ninguna autorización previa ni a una declaración operacional del operador de UAS. FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA Las operaciones de UAS en categoría «abierta» (A) se dividen en tres subcategorías A1, A2 y A3. Para cada una de las subcategorías se definen los UAS que se pueden usar, la formación requerida a los pilotos y las condiciones particulares de vuelo. Sin embargo, ciertas condiciones generales de vuelo son aplicables para las tres subcategorías de vuelo dentro de la categoría «abierta». Estas condiciones son las siguientes: 1. El piloto a distancia volará siempre en modo VLOS (con la aeronave dentro del alcance visual), salvo cuando vuele en modo sígueme o si utiliza un observador de la aeronave no tripulada, en cuyo caso podrá usar dispositivos de visión en primera persona («FPV», por sus siglas en inglés de «First Person View»). 5  Categoría «abierta» Procedimientos principales aplicables al uso de UAS Categoría «abierta» 2. No se permite el vuelo a una altura superior a 120 m del punto mas próximo de la superficie. Si una aeronave no tripulada vuela a menos de 50 m, medidos horizontalmente, de un obstáculo artificial de una altura superior a 105 m, la altura máxima de la operación de UAS podrá incrementarse en hasta 15 m por encima de la altura del obstáculo a petición de la entidad responsable del obstáculo. FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA 15 m 50 m 120 m VLOS 120 m La altura de 120 m sobre el terreno (con su excepción), no debe ser superada ya que el límite inferior de la aviación general es de 150 m, por lo tanto, solo hay 30 m de separación entre la aviación tripulada y los UAS. Para evitar situaciones de conflicto con otras aeronaves, tripuladas o no tripuladas, como norma general, no superar nunca los 120 m de altura. Esta altura máxima puede ser menor de 120 m si en la zona de vuelo así lo indica la zona geográfica de UAS definida por la autoridad competente (AESA). 6  Categoría «abierta» Procedimientos principales aplicables al uso de UAS Categoría «abierta» 3. En caso de conflicto o encuentro con una aeronave tripulada, el piloto a distancia debe reducir la altura de vuelo, realizar maniobras evasivas en caso de posible colisión con la aeronave tripulada y aterrizar lo antes posible. FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA VLOS En todo caso, el piloto a distancia siempre debe interrumpir el vuelo del UAS, cuando su continuación pueda suponer un riesgo para la aeronave tripulada 7  Categoría «abierta» Procedimientos principales aplicables al uso de UAS Categoría «abierta» 4. No se permite el sobrevuelo de concentraciones de personas y se debe mantener una distancia segura con personas no participantes en la operación. FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA VLOS Esta “distancia segura” dependerá de la subcategoría de la operación. Como norma general, cuanto más pesada es la aeronave no tripulada, más lejos se deberá volar de personas no participantes para que la operación sea más segura (↑Masa → ↑Lejos → ↑Seguro). 8  Categoría «abierta» Procedimientos principales aplicables al uso de UAS Categoría «abierta» 5. El piloto puede ayudarse de un observador de la aeronave no tripulada si lo considera necesario. En ningún caso el objetivo del observador es ampliar el rango de vuelo del UAS mas allá del alcance visual del piloto a distancia (VLOS). El observador de la aeronave no tripulada se situará junto al piloto a distancia y le apoyará en circunstancias como: a. Ayudar al piloto a mantener la distancia con obstáculos y avisarle en caso de que se vea FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA reducida. b. Ayudar al piloto a mantener la consciencia situacional y avisar de posibles riesgos. VLOS VLOS En cualquier caso, el piloto a distancia siempre es el último responsable de mantener la seguridad de la operación del UAS. 9  Categoría «abierta» Procedimientos principales aplicables al uso de UAS Categoría «abierta» 6. Está prohibido el transporte de mercancías peligrosas con el UAS ni dejar caer o proyectar ningún material u objeto. FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA 10  Concepto Normativo Procedimientos principales aplicables al uso de UAS Categorías de operación y clases de UAS FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA *Aquellos UAS que hayan sido introducidos en el mercado antes del 1 enero de 2024 y no sean de construcción privada ni dispongan de marcado de clase serán considerados como drones “legacy” **(“DRI” Direct Remote Identfication) : Sistema de identificación a distancia directa. 11  Concepto Normativo Procedimientos principales aplicables al uso de UAS Categorías de operación y clases de UAS Categoría «abierta» – Subcategoría A1 CONDICIONES PARTICULARES DE OPERACIÓN Además de las condiciones generales descritas para la categoría «abierta», en la subcategoría A1 debe cumplirse la siguiente condición: Se permite el vuelo sobre personas no participantes, sin infringir la privacidad y FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA la protección de datos de estas personas, excepto para operaciones con UAS de clase C1 con las cuales no se podrá sobrevolar personas no participantes. Nota: Se mantiene la prohibición de vuelo sobre concentraciones de personas REQUISITOS DE LOS PILOTOS A DISTANCIA Los pilotos a distancia que quieran volar en la subcategoría A1 de la categoría «abierta» deben: Estar familiarizados con las instrucciones facilitadas por el fabricante del UAS. Completar el curso de formación online A1/A3 y superar el posterior examen online para obtener la “Prueba de superación de formación en línea”, para operar con UAS de clase C1. Será recomendable disponer del curso de formación online A1/A3 y superar el posterior examen online para obtener la “Prueba de superación de formación en línea”, para operaciones con UAS con marcado de clase C0 , UAS “legacy” o de construcción privada con una MTOM < 250 g). 12  Categoría «abierta» Subcategoría A1 Categorías de operación y clases de UAS Categoría «abierta» – Subcategoría A1 AERONAVES NO TRIPULADAS - UAS Los vuelos en la subcategoría A1 de la categoría «abierta» se podrán realizar con los UAS sin etiqueta de identificación de clase, que cumplan con alguna de las siguientes condiciones: FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA < 250 g Ser de construcción privada, con una masa máxima de < 19 m/s despegue (MTOM) menor de 250 g y velocidad máxima Fabricación propia inferior a 19 m/s; Tener una MTOM inferior a 250 < 250 g g, sin etiqueta de identificación de clase e introducidas en el Sin etiqueta de mercado antes del 1 de enero identificación de clase de 2024; Mercado antes 01/01/2024 13  Categoría «abierta» Subcategoría A1 Categorías de operación Categoría «abierta» – Subcategoría A1 AERONAVES NO TRIPULADAS - UAS Los vuelos en la subcategoría A1 de la categoría «abierta» se podrán realizar con los UAS que cumplan: Tener etiqueta de identificación de clase C0, lo que implica cumplir con los FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA siguientes requisitos: Controlable y manejable Altura máxima de vuelo de forma segura limitada a 120 m < 19 m/s Diseñado para evitar dañar a personas < 250 g Eléctrico Comercializado con las Instrucciones del fabricante instrucciones del fabricante del UAS 14  Categoría «abierta» Subcategoría A1 Categorías de operación Categoría «abierta» – Subcategoría A1 AERONAVES NO TRIPULADAS - UAS Los vuelos en la subcategoría A1 de la categoría «abierta» se podrán realizar con los UAS que cumplan: Tener etiqueta de identificación de clase C1, lo que implica cumplir con los FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA siguientes requisitos: Controlable y manejable de forma segura Altura máxima de vuelo Diseñado para evitar limitada a 120 m dañar a personas < 900 g o Dispone de método para finalizar el Energía impacto < 80J vuelo de forma segura o recuperar enlace en caso de perdida < 19 m/s Comercializado con las Identificación a distancia Instrucciones del fabricante instrucciones del fabricante del UAS Eléctrico Sistema de Geoconsciencia Nº Serie físico y único ABC - 123 Equipado con luces de controlabilidad y visibles de noche 15  Categoría «abierta» Subcategoría A2 Categorías de operación Categoría «abierta» – Subcategoría A2 CONDICIONES PARTICULARES DE LA OPERACIÓN Además de las condiciones generales descritas para la categoría «abierta», en la subcategoría A2 debe cumplirse la siguiente condición: Se permite el vuelo a una distancia horizontal segura de al menos 30 m de personas no FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA participantes, que podrá reducirse hasta un mínimo de 5 m cuando se active la función de modo de baja velocidad y, la altura se reducirá en la misma proporción que se reduce la distancia horizontal segura a las personas no participantes (regla 1:1). Nota: Se mantiene la prohibición de vuelo sobres concentraciones de personas 30 m 20 m 10 m 5m 30 m 20 m 10 m 5 m 16  Categoría «abierta» Subcategoría A2 Categorías de operación Categoría «abierta» – Subcategoría A2 REQUISITOS DE LOS PILOTOS A DISTANCIA Los pilotos a distancia que quieran volar en la subcategoría A2 de la categoría «abierta» deben: FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA Estar familiarizados con las instrucciones facilitadas por el fabricante del UAS. Completar el curso de formación en línea A1/A3 y superar el posterior examen para obtener la “Prueba de superación de formación en línea”. Completar una autoformación práctica en una zona aislada, donde no se ponga en riesgo a personas no participantes y alejado 150 m de zonas residenciales, comerciales, industriales o recreativas (condiciones operativas de la subcategoría A3). Material guía publicado en la web de AESA: Guía sobre competencias para la formación autopráctica en A2 (AMC2 UAS.OPEN.030(2)(b)) V1 Superar un examen de conocimientos teóricos adicional para obtener el “Certificado de competencia de piloto a distancia” para la subcategoría A2. 17  Categoría «abierta» Subcategoría A2 Categorías de operación y clases de UAS Categoría a «abierta» – Subcategoría A2 AERONAVES NO TRIPULADAS - UAS Los vuelos en la subcategoría A2 de la categoría «abierta» se podrán realizar con los UAS que tengan etiqueta de identificación de clase C2 y deben cumplir los siguientes requisitos: FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA Controlable y manejable de Enlace de datos protegido forma segura ante interferencias Altura máxima de vuelo Diseñado para evitar limitada a 120 m dañar a personas Función baja velocidad Dispone de método para finalizar el (límite v < 3 m/s) vuelo de forma segura o recuperar Comercializado con las enlace en caso de perdida Instrucciones del instrucciones del fabricante fabricante del UAS Identificación a distancia < 4 kg Equipado con luces de controlabilidad y visibles de noche Eléctrico Sistema de Geoconsciencia Nº Serie físico y único ABC - 123 18  Categoría «abierta» Subcategoría A3 Categorías de operación Categoría «abierta» – Subcategoría A3 CONDICIONES PARTICULARES DE LA OPERACIÓN Además de las condiciones generales descritas para la categoría «abierta», en la subcategoría A3 deben cumplirse las siguientes condiciones: Volar en zonas donde se prevea que no se pondrá en peligro a ninguna FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA persona no participante durante toda la duración del vuelo. Volar a una distancia horizontal segura minima de 150 m de zonas residenciales, comerciales, industriales y recreativas. Nota: Se mantiene la prohibición de vuelo sobre concentraciones de personas. CONDICIONES PARTICULARES DE LA OPERACIÓN Los pilotos a distancia que quieran volar en la subcategoría A3 de la categoría «abierta» deben cumplir los mismos requisitos que para la subcategoría A1, es decir: Familiarización con las instrucciones facilitadas por el fabricante del UAS. Completar este curso de formación y superar el posterior examen para obtener la “Prueba de superación de la formación en línea”. 19  Categoría «abierta» Subcategoría A3 Categorías de operación Categoría «abierta» – Subcategoría A3 AERONAVES NO TRIPULADAS - UAS Los vuelos en la subcategoría A3 de la categoría «abierta» se podrán realizar con los UAS que cumplan: FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA Ser de construcción privada, con < 25 kg una masa máxima de despegue (MTOM) menor de 25 kg; Fabricación propia Tener una MTOM inferior a 25 < 25 kg kg, sin etiqueta de identificación de clase e introducidas en el Sin etiqueta de mercado antes del 1 de enero de identificación de clase 2024; Mercado antes 01/01/2024 Tener etiqueta de identificación de clase C2, que cumpla todos los requisitos que se han definido anteriormente en las aeronaves de la subcategoría A2; 20  Categoría «abierta» Subcategoría A3 Categorías de operación Categoría «abierta» – Subcategoría A3 AERONAVES NO TRIPULADAS - UAS Los vuelos en la subcategoría A3 de la categoría «abierta» se podrán realizar con los UAS que cumplan: Tener etiqueta de identificación de clase C3, lo que implica cumplir con los FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA siguientes requisitos: Controlable y manejable de forma segura Altura máxima de vuelo Enlace de datos protegido limitada a 120 m ante interferencias Máxima dimensión < 3 m Dispone de método para finalizar el vuelo de forma segura o recuperar Comercializado con las enlace en caso de perdida Instrucciones del instrucciones del fabricante fabricante del UAS Sistema de identificación a distancia < 25 kg Equipado con luces de controlabilidad y visibles de noche Eléctrico Sistema de Geoconsciencia Nº Serie físico y único ABC - 123 21  Categoría «abierta» Subcategoría A3 Categorías de operación Categoría «abierta» – Subcategoría A3 AERONAVES NO TRIPULADAS - UAS Los vuelos en la subcategoría A3 de la categoría «abierta» se podrán realizar con los UAS que cumplan: Tener etiqueta de identificación de clase C4, lo que implica cumplir con los FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA siguientes requisitos: Controlable y manejable de forma segura No dispone de modo Comercializado con las automático de vuelo, excepto AUTO Instrucciones del fabricante instrucciones del asistencia a la estabilización y fabricante del UAS en caso de pérdida de conexión < 25 kg 22 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA FOR-UAS-P01-DT04_v4 Formación de pilotos a distancia en categoría «abierta» 23  Concepto Normativo Procedimientos principales aplicables al uso de UAS Formación de pilotos en categoría abierta Desde el 1 de enero de 2024 FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA *Aquellos UAS que hayan sido introducidos en el mercado antes del 1 enero de 2024 y no sean de construcción privada ni dispongan de marcado de clase serán considerados como drones “legacy” **(“DRI” Direct Remote Identfication) : Sistema de identificación a distancia directa. 24  FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA 25 SYLLABUS SUBCATEGORÍA A2 Cat. «abierta»: subcategoría A2 Syllabus Syllabus de formación en subcategoría A2 1) Meteorología: i. El efecto de las condiciones meteorológicas en el vuelo de una aeronave no tripulada: a) Viento (ej. turbulencias, efectos en entornos urbanos, etc.); b) Temperatura; c) Visibilidad; y FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA d) Densidad del aire; ii. Obtención de predicciones meteorológicas; 2) Rendimiento de vuelo del UAS: i. Envolvente operativa típica de un multirrotor, de una aeronave de ala fija y de un helicóptero no tripulado; ii. Centro de gravedad (CG) y equilibrio de masas: a) Considerar la estabilidad global al instalar gimbals y carga útil; b) Comprender las diferentes características de las cargas útiles y cómo afectan estas a la estabilidad de la aeronave no tripulada en el vuelo; y c) Comprender que los diferentes tipos de UAS tienen diferentes CG; 26 Cat. «abierta»: subcategoría A2 Syllabus iii. Aseguramiento de la carga útil; iv. Baterías: a) Comprender el funcionamiento de la fuente de alimentación para ayudar a prevenir posibles condiciones inseguras; b) Familiarización con los diferentes tipos de baterías existentes; FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA c) Comprender la terminología usada para las baterías (ej. voltaje, capacidad, carga y descarga, C-rate, etc.); y d) Comprender el funcionamiento de las baterías (ej. carga y descarga, instalación, uso, almacenaje, peligros, etc.); y 3) Atenuaciones técnicas y operacionales del riesgo en tierra: i. Función del modo de baja velocidad; ii. Evaluación de la distancia a personas no participantes en la operación; iii. Regla 1:1. 27  1) Meteorología Viento Viento Viento Se origina por las diferencias de presiones que tienden a equilibrarse, desde las altas a las bajas presiones. Estas diferencias se producen por el desigual calentamiento de la superficie, cuando el aire se calienta asciende y para ocupar ese FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA vacío el aire circundante se mueve hacia la zona donde se ha producido la depresión. Cuando la intensidad del viento no es constante y sopla con distintas intensidades en cortos períodos de tiempo, el viento se define como racheado. Viento en superficie La parte más baja de la atmósfera cercana al suelo (hasta 200 – 500 m) se define como capa límite, ya que la superficie de la tierra tiene diferente orografía y rugosidad, lo que ocasiona perturbaciones en el movimiento del viento. Para el vuelo con UAS hay que tener en cuenta que la intensidad del viento aumenta con la altura del vuelo. Cuando la velocidad del viento esté cercana a la máxima descrita en el manual del fabricante, puede provocar que se dificulte la maniobrabilidad del UAS y también afecta negativamente a la autonomía de las baterías El rango operativo del UAS puede verse afectado si durante la operación hay viento. 28  1) Meteorología Viento Viento Dirección del viento Viene definida por el punto del horizonte del observador desde el cual sopla (de dónde viene). En la actualidad, se usa internacionalmente la rosa de los vientos (compass rose) dividida en 360 grados. FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA El cálculo se realiza tomando como origen el norte y contando los grados en el sentido de giro de las agujas del reloj. De este modo, un viento del SE Equivale a 135 grados; uno del S, a 180 grados; uno del NW, a 315 grados, etc. Velocidad del viento Se mide en nudos. 1 nudo = 0.514 m/s Es la unidad de medida a través de la cual los fabricantes indican el límite de la velocidad máxima que puede soportar un UA. ¿Cómo se representa el viento en un gráfico? La dirección del viento, se representa en grados de 0 grados a 360 grados como se muestra arriba en la figura. En esta, 0 grados corresponde al Norte, 90 grados al Este, 180 grados al Sur, 270 grados al Oeste y 360 grados nuevamente al Norte. En la Fig. siguiente se ha representado el viento con una dirección de 120grados (aprox. del sureste), la punta de la flecha indica de dónde viene el viento y, las barbas, cómo se verá a continuación la magnitud del viento, en este caso, 15 nudos. 29  1) Meteorología Viento Viento Velocidad del viento Si es un vector la longitud representa la velocidad del viento. En el caso de las flechas con barbas, la velocidad del viento se representa teniendo en cuenta la escala gráfica siguiente. FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA La barba de menor longitud equivale a 5 nudos, la de mayor longitud 10 nudos y, el triángulo 50 nudos; si queremos representar 70 nudos será un triángulo con dos barbas grandes. Las velocidades inferiores a 5 nudos se representan con flechas sin barbas. 30  1) Meteorología Viento Viento Turbulencia 1. Clasificación según el origen FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA a. Turbulencia mecánica Se origina debido a la presencia de obstáculos tales como edificios, montañas, árboles, hangares, etc. b. Turbulencia convectiva o térmica Se produce por el ascenso de las corrientes convectivas, en las que las masas de aire en contacto con la superficie son calentadas durante el día por el efecto de la radiación solar. c. Turbulencia de estela Es generada por el propio vuelo del UA, ya que detrás del mismo se producen vórtices turbulentos. 31  1) Meteorología Viento Viento Turbulencia 2. Clasificación según el efecto que produce sobre la aeronave FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA a. Turbulencia fuerte La aeronave está sometida a bruscos cambios de altitud y actitud, pudiendo quedar fuera de control y sufrir daños estructurales. b. Turbulencia moderada La aeronave está sometida a cambios de altitud y actitud, pero sin perder el control. c. Turbulencia ligera La aeronave no presenta cambios relevantes de altitud y actitud. La turbulencia será un factor importante a tener en cuenta, sobre todo en las fases más críticas, como son el despegue y el aterrizaje. Normalmente, cuando se vuela en flujos de aire turbulentos, el fabricante del UAS suele recomendar unas velocidades más bajas y la desconexión del modo automático, a fin de evitar cargas estructurales. 32  1) Meteorología Viento Viento Presión atmosférica La presión atmosférica es la fuerza que ejerce el peso del aire sobre la superficie terrestre. Para distinguir si es baja o es alta, se basa en el valor de la presión normal a nivel del mar: 1013 mb. FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA ¿Qué son las isobaras? Las isobaras, son líneas que unen puntos de igual presión atmosférica al nivel del mar. Se representan en mapas meteorológicos dibujadas a intervalos de 2 o 4 mbar. Cuando las isobaras están muy juntas, indican diferencia de presión, y generalmente, vientos fuertes. En esta figura se puede observar el funcionamiento en sentido opuesto de las bajas y altas presiones en cada uno de los hemisferios de la Tierra. 33  1) Meteorología Viento Viento Presión atmosférica En este mapa isobárico, se observa que en el punto C el viento sería del sur, en el punto D del norte, en el punto B del sur y en el punto A del sur este. Cuanto más juntas estén las isobaras mayor intensidad de viento y cuanto más FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA distanciadas menor intensidad. En este ejemplo, en la zona de unión de la L y la H será donde mayor será la intensidad del viento. 34  1) Meteorología Viento Viento Anticiclón Un anticiclón es una zona donde la presión atmosférica es más alta (1016 mb o más) que en las zonas circundantes. Las isobaras suelen estar muy separadas, mostrando la presencia de vientos suaves que llegan a desaparecer en las proximidades del centro. Va acompañado de tiempo FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA estable: en verano, soleado y seco; y, en invierno, despejado y frío. El aire se mueve en la dirección de las agujas del reloj en el hemisferio Norte y, en sentido contrario en el hemisferio Sur. El aire que baja se va secando y calentando, por lo que trae consigo estabilidad y buen tiempo, con escasa probabilidad de lluvia. Sin embargo, en invierno el aire que desciende puede atrapar nieblas y elementos contaminantes bajo una inversión térmica y llegar a formar el denominado "smog“ que se produce en las grandes ciudades. Hemisferio Norte 35  1) Meteorología Viento Viento Borrasca Una borrasca o ciclón es una zona de baja presión atmosférica (1012 mb o menos) rodeada por un sistema de vientos que en el hemisferio Norte se mueven en sentido opuesto a las agujas del reloj, y en sentido contrario en el hemisferio Sur. Va acompañado de tiempo inestable, dado que el centro de una baja presión el aire más húmedo y caliente asciende, se enfría y se FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA condensa, formando nubes con probabilidad de precipitaciones. El término ciclón, se ha utilizado con un sentido más amplio aplicándolo a las tormentas y perturbaciones que acompañan a estos sistemas de baja presión, en particular, a los violentos huracanes tropicales y a los tifones, centrados en zonas de presión extraordinariamente bajas. Hemisferio Norte 36  FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA 37 1) Meteorología Viento Viento  1) Meteorología Viento Viento Gradiente de presión Es la presión que equilibra la fuerza que tiende a mover el aire de la presión alta a la presión baja. La fuerza del gradiente de presión tiene componentes vertical y horizontal: FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA El gradiente vertical de presión La componente vertical está aproximadamente en equilibrio con la fuerza de gravedad. Este gradiente hace que disminuya 1 hPa por cada 8 m (27 ft) que se asciende hasta los primeros 5500 m de altura. Por encima de esta altura, el régimen de descenso será de 1 hPa por cada 15 m (50 ft). La temperatura de la masa de aire es un factor que hará que el gradiente de presión sea mayor cuando esta es más fría, y menor cuando es más cálida. El gradiente horizontal de presión La componente horizontal es la variación de la presión atmosférica, siendo perpendicular a las isobaras sobre una superficie horizontal. Si las isobaras están separadas o la distancia entre ellas es grande, significa que el gradiente es pequeño y los vientos que soplarán serán flojos. 38  1) Meteorología Temperatura Temperatura Los cuerpos están constituidos por moléculas que se hayan en movimiento continuo. Al calentar un cuerpo, aumenta este movimiento interior, convirtiéndose en desordenado y dando lugar a que las moléculas choquen unas contra otras, produciéndose, por estos choques, un aumento de calor dentro del cuerpo que por conducción se transmite por todo él. En definitiva, la energía que da lugar al movimiento de las moléculas es lo que se llama calor. La FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA medida de esta actividad molecular es denominada temperatura. Movimiento de moléculas Temperatura 39  1) Meteorología Temperatura Temperatura Gradiente térmico vertical Se denomina gradiente térmico vertical, a la variación que experimenta la temperatura en un intervalo de elevación dado. La variación o gradiente en atmosfera ISA (atmosfera estándar) es de 2ºC por cada 1000 pies o 6’5ºC por cada 1000 m. Este valor estándar rara vez coincide con el de la atmósfera real, ya que este depende de otros FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA muchos factores, como día-noche, corrientes horizontales y verticales, posición geográfica, etc... La temperatura desciende hasta los 36.000 pies de altitud, a partir de esta la temperatura permanece constante con un valor de 56’5º C bajo cero. La atmosfera ISA considera que a nivel del mar hay 15ºC. Créditos: es.Wikipedia.org 40  1) Meteorología Temperatura Temperatura Inversión térmica Existe una inversión térmica cuando la temperatura del aire aumenta con la altura, en vez de disminuir como sería normal, lo cual quiere decir que el aire es mas caliente arriba que en las capas bajas. Este aumento de temperatura puede tener lugar inmediatamente por encima del suelo o bien a una determinada altura. En el primer caso se denomina inversión a nivel del suelo, FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA y en el segundo, inversión en altura. 41  1) Meteorología Temperatura Temperatura Para operaciones con UAS se debe tener en cuenta la temperatura ambiente, ya que una disminución en la temperatura implica una disminución en la duración de la autonomía. Así mismo, se debe tener en cuenta en el vuelo del UAS que, al aumentar la temperatura las baterías pueden llegar a sobrecalentarse e incendiarse. Del mismo modo, cuando las FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA temperaturas son muy elevadas el rendimiento de la aeronave no tripulada se reduce debido a la disminución de la densidad del aire. Se debe tener en cuenta el rango de temperatura de la operación, ya que con temperaturas muy bajas en determinadas situaciones se puede llegar a tener que precalentar las baterías. 42  1) Meteorología Temperatura Temperatura En meteorología, las temperaturas que se miden normalmente son las siguientes: Temperatura del aire o ambiente es la temperatura del aire registrada en el instante de la lectura. FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA Punto de rocío (temperatura de punto de rocío) es la temperatura a la cual el aire alcanza la saturación, es decir, se condensa. Esta temperatura es medida por medio del psicrómetro, que se utiliza para medir el contenido de vapor de agua en el aire. Temperatura máxima es la mayor temperatura registrada en un día, y que se presenta entre las 14:00 y las 16:00 horas. Temperatura mínima es la menor temperatura registrada en un día, y se puede observar en entre las 06:00 y las 08:00 horas. 43  1) Meteorología Visibilidad Visibilidad La visibilidad se define como la distancia horizontal máxima a la que un observador puede ver o identificar un objeto sobre el cielo en el horizonte o, cuando se trata de observaciones nocturnas, podría ser visto e identificado si la iluminación general se aumentara hasta alcanzar la intensidad normal de la luz del día. FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA La presencia de los meteoros o factores que la limitan, como la niebla, la bruma, la calima, etc., reducen la visibilidad como se observa en la tabla. 44  1) Meteorología Visibilidad Visibilidad Medición de la visibilidad Lo ideal para el piloto, sería conocer durante todo el vuelo, el valor que tiene la visibilidad. Desgraciadamente, el único dato que el meteorólogo puede proporcionar con certeza es la visibilidad existente sobre la superficie terrestre, medida en el dirección o direcciones que interesen FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA para las operaciones de los aviones. A continuación, se definen los diferentes modos de medir la visibilidad: Visibilidad meteorológica: es la mayor distancia horizontal a la que se puede ver e identificar los objetos previamente seleccionados. Alcance visual de la pista (RVR = Runway Visual Range): es la mayor distancia a la que se puede ver la pista desde una posición situada a la altura en que queda la vista del piloto en la toma de tierra. Se considera que una altura de 5 m (16 pies) corresponde al nivel medio en que se encuentra el piloto en el momento del contacto. En la práctica, el alcance visual en la pista, no puede medirse directamente, desde el punto especificado en la definición, sino que es una evaluación de los que un piloto vería desde ese punto. Lógicamente no se incluirá esta información en los partes meteorológicos cuando la visibilidad tenga valores altos. Se debe de proporcionar cuando la visibilidad es menor de 2000 m de RVR. 45  1) Meteorología Densidad del aire Densidad del aire Es la relación entre la masa un cuerpo y el volumen que ocupa. La densidad de cualquier cuerpo sea sólido, líquido o gaseoso expresa la cantidad de masa del mismo por unidad de volumen (d = m/v). La densidad es inversamente proporcional a la altura, por tanto cuando ascendemos la densidad FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA disminuye. Paralelamente a medida que ascendemos las presión atmosférica también va disminuyendo. Así mismo, la densidad también es inversamente proporcional a la temperatura, de tal forma que cuando la temperatura aumenta la densidad disminuye. Esta propiedad en el aire es en principio mal asimilada por poco intuitiva, pues es cierto que la densidad del aire es poca si la comparamos por ejemplo con la del agua, pero es precisamente esta diferencia lo que hace el vuelo posible. Dado que con la altura cambian la presión y la temperatura, estas también afectan a la densidad. La disminución de la densidad trae también cosas positivas, la resistencia al avance disminuye por lo que el consumo lo hace de igual manera. 46  1) Meteorología Densidad del aire Densidad del aire ¿Qué es la brisa térmica? Son vientos locales cuyo origen está en la diferencia de temperatura entre las superficies marinas y terrestres. FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA Brisa marina En las costas, durante el día el la radiación solar calienta más fácilmente la tierra, ya que el agua tiene más inercia térmica. Por tanto la tierra está más caliente y el aire aumenta de presión lo que origina un desplazamiento de las masas altas de este hacia el mar. El vacío que se forma en la zona costera para recuperar el aire que se ha escapado por las zonas altas, produce un viento hacia la costa desde la mar. De esta manera se origina durante el día la brisa marina. Brisa terrestre Durante la noche, este movimiento de aire térmico se invierte, dado que la tierra se enfría más rápidamente que la superficie del mar, y se produce un aumento de presión en la zona terrestre y una zona de baja presión sobre el mar. Es el aire seco proveniente de la tierra el que se adentra en el mar. imagen: freepik.com 47  1) Meteorología Densidad del aire Densidad del aire Viento anabático También llamado ‘brisa de valle’, se produce tras calentarse las capas altas de una pendiente montañosa y producir movimiento del aire circundante, las capas bajas del valle más frías y húmedas, se eleva por una ladera y se condensa provocando la formación de nubes en la cima, por la convección térmica. FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA Viento catabático También llamado ‘vientos de otoño’, suelen producirse a primeras horas de la noche, tras el descenso de la temperatura, la densidad aumenta y el aire fluye hacia abajo, produciéndose una calentamiento por compresión en el descenso del aire. viento catabático viento anabático 48  1) Meteorología Obtención predicciones meteorológicas Obtención de predicciones meteorológicas La responsabilidad de la obtención de las predicciones meteorológicas es únicamente del piloto a distancia de la aeronave no tripulada. Para ello, éste deberá consultar las fuentes oficiales disponibles, como por ejemplo, las aplicaciones de AEMET https://ama.aemet.es/ FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA 49 Cat. «abierta»: subcategoría A2 Syllabus Syllabus de formación en subcategoría A2 1) Meteorología: i. El efecto de las condiciones meteorológicas en el vuelo de una aeronave no tripulada: a) Viento (ej. turbulencias, efectos en entornos urbanos, etc.); b) Temperatura; c) Visibilidad; y FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA d) Densidad del aire; ii. Obtención de predicciones meteorológicas; 2) Rendimiento de vuelo del UAS: i. Envolvente operativa típica de un multirrotor, de una aeronave de ala fija y de un helicóptero no tripulado; ii. Centro de gravedad (CG) y equilibrio de masas: a) Considerar la estabilidad global al instalar gimbals y carga útil; b) Comprender las diferentes características de las cargas útiles y cómo afectan estas a la estabilidad de la aeronave no tripulada en el vuelo; y c) Comprender que los diferentes tipos de UAS tienen diferentes CG; 50 Cat. «abierta»: subcategoría A2 Syllabus iii. Aseguramiento de la carga útil; iv. Baterías: a) Comprender el funcionamiento de la fuente de alimentación para ayudar a prevenir posibles condiciones inseguras; b) Familiarización con los diferentes tipos de baterías existentes; FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA c) Comprender la terminología usada para las baterías (ej. voltaje, capacidad, carga y descarga, C-rate, etc.); y d) Comprender el funcionamiento de las baterías (ej. carga y descarga, instalación, uso, almacenaje, peligros, etc.); y 3) Atenuaciones técnicas y operacionales del riesgo en tierra: i. Función del modo de baja velocidad; ii. Evaluación de la distancia a personas no participantes en la operación; iii. Regla 1:1. 51  2) Rendimiento de vuelo del UAS Envolvente operativa Envolvente operativa Ejes de vuelo Se denominan ejes de vuelo a unas líneas imaginarias alrededor de las cuales puede girar una aeronave. Existen tres ejes perpendiculares entre sí, alrededor de los cuales puede moverse cualquier aeronave, cuyo punto de intersección está situado en el centro de gravedad de la misma. Eje longitudinal: se extiende desde el morro a la cola en una ala fija o de delante hacia atrás FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA a través del cuerpo central en un multirrotor. Eje lateral/transversal: se extiende de punta a punta de las alas en un ala fija o de izquierda a derecha a través del fuselaje en un multirrotor. Eje vertical: está contenido en un plano que pasa por el centro de gravedad desde arriba hacia abajo de la aeronave. Movimientos de vuelo Son los movimientos que realiza la aeronave alrededor de los ejes de vuelo y se denominan: Alabeo: movimiento alrededor del eje longitudinal. Cabeceo: movimiento alrededor del eje transversal. Guiñada: movimiento alrededor del eje vertical. 52  2) Rendimiento de vuelo del UAS Envolvente operativa Envolvente operativa Actuador / Superficies de control Es el componente físico de la aeronave que hace moverse a la misma según cada eje. El movimiento de los sticks en la estación de control envía las señales a la central de control de vuelo. Este controlador envía la información necesaria a los actuadores o servos (ala fija) o a los FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA controladores electrónicos de velocidad (ESCs) de cada motor (multirrotor), para que a su vez dirijan los motores para aumentar o disminuir la velocidad. 53  2) Rendimiento de vuelo del UAS Envolvente operativa Envolvente de multirrotor Eje – Movimiento – Actuación Longitudinal (X) Lateral (Y) CENTRO DE GRAVEDAD FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA Vertical (Z) EJE MOVIMIENTO ACTUACIÓN Movimiento a izquierda o derecha, es decir, LONGITUDINAL (X) ALABEO movimiento realizado alrededor del eje longitudinal al plano de los rotores. Movimiento hacia delante y hacia atrás, es decir, movimiento realizado alrededor del eje LATERAL (Y) CABECEO transversal al plano de los rotores. Rotación o giro, es decir, el movimiento realizado VERTICAL (Z) GUIÑADA alrededor del eje vertical al centro de gravedad. 54  2) Rendimiento de vuelo del UAS Envolvente operativa Envolvente de multirrotor Para conseguir cualquier movimiento, la controladora varía la velocidad de dos motores para lograr una fuerza resultante que permita a la aeronave realizar el movimiento requerido. Para explicar los movimientos de un multirrotor, se va a tomar como referencia una configuración en X.  Alabeo («Roll»): Si se aumenta le velocidad de los motores del plano izquierdo el multirrotor bascula hacia el lado derecho: Sustentación (componente vertical) FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA Sustentación total Sustentación (componente horizontal que produce el desplazamiento) Resultante de fuerzas Resultante de fuerzas Planta Alzado 55  2) Rendimiento de vuelo del UAS Envolvente operativa Envolvente de multirrotor  Cabeceo («Pitch»): Si se aumenta le velocidad de los motores traseros, el multirrotor bascula hacia adelante apareciendo una fuerza de avance tal y como se muestra en el dibujo. Igual que roll pero en otro eje del plano: FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA Resultante de fuerzas fuerzas Resultante de Planta Alzado 56  2) Rendimiento de vuelo del UAS Envolvente operativa Envolvente de multirrotor  Guiñada («Yaw»): Si se aumenta le velocidad de dos motores diagonalmente opuestos, la componente del momento ya no quedará estabilizada con la otra diagonal, lo que produce un momento generalizado a la aeronave que es conocido como guiñada. Según el sentido de rotación de los motores pertenecientes a la diagonal en la que se aumentan las revoluciones, la guiñada será a izquierdas o a derechas. FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA Planta Alzado 57  2) Rendimiento de vuelo del UAS Envolvente operativa Envolvente de ala fija Alerones Timón de dirección Timón de FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA profundidad Guiñada Alabeo Cabeceo EJE MOVIMIENTO ACTUACIÓN LONGITUDINAL (X) ALABEO Alerones LATERAL (Y) CABECEO Timón de profundidad VERTICAL (Z) GUIÑADA Timón de dirección 58  2) Rendimiento de vuelo del UAS Envolvente operativa Envolvente de helicóptero no tripulado Fuerzas y momentos sobre un sistema propulsivo motor – hélice Una hélice girando genera una fuerza aerodinámica de sustentación, además de las correspondientes fuerzas opuestas de peso y resistencia aerodinámica. Además, también se genera un momento en el sentido de rotación del motor. FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA Sustentación Momento (en el sentido de giro) Peso + Resistencia Alzado Planta 59  2) Rendimiento de vuelo del UAS Centro de gravedad (CG) y equilibrio de masas Centro de gravedad (CG) y equilibrio de masas Centro de gravedad y equilibrio de masas Sobre un UAS actúan diferentes tipos de fuerzas: Aerodinámicas (Sustentación y resistencia) FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA Propulsivas (Empuje) Gravitatorias (Peso) Las fuerzas se definen como una presión aplicada en una superficie, pero a efectos de simplificación de cálculos, se toman fuerzas puntuales (aplicadas en un único punto) cuyo efecto sobre el cuerpo es equivalente a la aplicación de presión en toda la superficie. El punto en el que deben aplicarse las fuerzas puntuales para lograr esta equivalencia se denomina centro de gravedad (CG). 60  2) Rendimiento de vuelo del UAS Centro de gravedad (CG) y equilibrio de masas Centro de gravedad (CG) y equilibrio de masas Estabilidad según la carga útil Cuando la suma de todas las fuerzas que actúan sobre un cuerpo es nula, se dice que el cuerpo está en equilibrio y, por tanto, no tendrá movimiento. La carga útil o carga de pago (payload) son aquellos elementos que pueden incorporarse a un FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA UA, pero no son imprescindibles para su envolvente operativa y poder alzar el vuelo. La carga útil desplaza el centro de gravedad. El objetivo es que el centro de gravedad siempre se mantenga centrado, de manera que el UA sea estable. Para ello el peso de la carga útil o el gimbal instalado deberá estar lo más alineado posible con el CG del UA. 61  2) Rendimiento de vuelo del UAS Centro de gravedad (CG) y equilibrio de masas Centro de gravedad (CG) y equilibrio de masas Estabilidad según la carga útil Según dónde se coloque la carga útil, el centro de gravedad del UA variará. Hay que tener en cuenta: Si el CG es bajo, el UA realizará movimientos más lentos y suaves. FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA Si el CG es alto, el UA realizará movimientos más rápidos y bruscos. Si el CG no coincide con el centro geométrico, el UA será inestable. 62  2) Rendimiento de vuelo del UAS Centro de gravedad (CG) y equilibrio de masas Centro de gravedad (CG) y equilibrio de masas Estabilidad según la carga útil Puede haber varios factores que afecten a la decisión de dónde colocar la carga útil. Atendiendo solo a términos de estabilidad y teniendo en cuenta que el peso de la carga útil (por ejemplo, una cámara) es apreciable: FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA Inestable Estable suave La carga útil se encuentra La carga útil está centrada en los descentrada/desplazada en exceso en el ejes longitudinal y lateral del UA, y eje longitudinal (adelantado o atrasado) o además, se encuentra situada por en el eje lateral (desplazado a izquierda o debajo del CG original del UAS. Es la derecha) y/o por encima del plano de las configuración idónea y más estable. hélices en el eje vertical. Esta configuración desplaza el centro de gravedad del centro geométrico. 63  2) Rendimiento de vuelo del UAS Centro de gravedad (CG) y equilibrio de masas Centro de gravedad (CG) y equilibrio de masas Estabilidad en otros tipos de UA En un UA de ala fija la estabilidad estática longitudinal viene dada por la relación de posición entre el CG y el centro aerodinámico, que es el punto en equivalente en el que se ejercerían todas las fuerzas de carácter únicamente aerodinámico si estas fuerzas fueran puntuales. FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA Para estudiar la estabilidad estática longitudinal, se considera una ráfaga con viento de cara que genera una perturbación en la aeronave. Según la posición relativa entre el centro aerodinámico (CA) y el centro de gravedad (CG) se distinguen tres casos: 1) Posición del CG = Posición del CA La perturbación aumentará la sustentación del avión. Al estar el CA en el mismo sitio que el CG, la fuerza total será vertical, haciendo que el UAS suba en altura. Se considera estabilidad neutra. 64  2) Rendimiento de vuelo del UAS Centro de gravedad (CG) y equilibrio de masas Centro de gravedad (CG) y equilibrio de masas Estabilidad en otros tipos de UA 2) Posición del CG más adelantada que CA La perturbación aumentará la sustentación del avión, haciendo que este levante el morro. Al estar el CG más adelantado, el peso del avión hará bajar el morro de nuevo volviendo a la posición inicial. Se considera estable. FOR-UAS-P01-DT04_Ed.06 DOCUMENTACIÓN PÚBLICA 3) Posición del CG más atrasada que CA La perturbación aumentará la sustentación del avión, haciendo que este levante el morro. Al estar el CG más atrasado, el peso del avión contribuirá a seguir levantando el morro hasta que la aeronave entre en pérdida. Se considera inestable. 65  2) Rendimiento de vuelo del UAS