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Airbus logra el guiado y control autónomo en vuelo de un dron desde un avión cisterna

Publicado el por Sandglass Patrol

Hace tiempo que venimos leyendo acerca de vuelos en formación autónomos entre UAVs y aviones, de drones que repuestan de forma autónoma -pero con operador de pértiga-, de vuelo en formación autónomo de aviones de aerolínea para ahorrar combustible, de repostaje autónomo sin intervención del operador de la pértiga… Era cuestión de tiempo que habláramos de vuelos en formación y repostajes autónomos. Y eso es lo que persigue Airbus, que considera este vuelo como un «…primer paso hacia el vuelo en formación autónomo y el reabastecimiento aire-aire autónomo (A4R)»

Veamos la nota de prensa.

Airbus logra el guiado y control autónomo en vuelo de un dron desde un avión cisterna

Airbus Defence and Space y su filial Airbus UpNext han logrado la guía y el control autónomos en vuelo de un dron desde un A310 MRTT.

En un primer paso hacia el vuelo en formación autónomo y el reabastecimiento aire-aire autónomo (A4R), las tecnologías demuestran un avance significativo para futuras operaciones aéreas que involucren activos tripulados y no tripulados.

Estas soluciones de vanguardia «Hechas en Europa» podrían reducir la fatiga de la tripulación y el potencial de error humano, así como minimizar los costos de capacitación de la tripulación y proporcionar operaciones más efectivas.

El éxito de esta primera campaña de pruebas de vuelo allana el camino para el desarrollo de tecnologías de reabastecimiento de combustible aire-aire autónomas y no tripuladas. Aunque estamos en una etapa temprana, hemos logrado esto en solo un año y estamos en el camino correcto para la formación de equipos tripulados y no tripulados y futuras operaciones de la fuerza aérea donde los cazas y aviones de misión volarán junto con enjambres de drones.

Jean Brice Dumont, Jefe de Sistemas Aéreos Militares de Airbus Defence and Space

Conocidas como Auto’Mate, las tecnologías se integraron en un A310 MRTT que actuaba de banco de ensayos y despegó de Getafe, España, el 21 de marzo, y en varios drones DT-25, actuando como aviones receptores. El lanzamiento de los drones y el vuelo de pruebas se llevaron a cabo en el Centro de Pruebas de Arenosillo (CEDEA ) en Huelva, España.

Sobre las aguas del Golfo de Cádiz, el control del dron pasó de una estación terrestre al A310 MRTT que guó de forma autónoma al DT-25 hasta la posición de reabastecimiento en vuelo.

Durante casi seis horas de prueba de vuelo, los cuatro receptores lanzados sucesivamente fueron controlados y comandados secuencialmente gracias a inteligencia artificial y algoritmos de control cooperativo, sin interacción humana. Los diferentes receptores fueron controlados y guiados hasta una distancia mínima de 150 pies (unos 45 metros) del A310 MRTT.

La tecnología Auto’Mate Demonstrator se centra en tres pilares:

  • Navegación precisa para determinar con precisión la posición relativa, la velocidad y las actitudes entre el cisterna y el receptor.
  • Comunicación en vuelo entre plataformas para permitir el intercambio de información entre los diferentes activos, aumentando la autonomía del sistema.
  • Algoritmos de control cooperativo para proporcionar guiado, coordinación, y prevención de colisiones

Estas tecnologías pioneras, desarrolladas por un equipo europeo de España, Alemania y Francia, continuarán aumentando la brecha de capacidades entre los competidores, además de ser reutilizadas en proyectos tecnológicos clave, como el Future Combat Air System (FCAS).

Se espera una segunda campaña a finales de 2023, explorando el uso de sensores de navegación basados en inteligencia artificial y algoritmos mejorados para vuelos autónomos en formación. Además, también habrá dos drones simulados volando en las cercanías del A310 MRTT para demostrar operaciones autónomas con múltiples receptores y algoritmos para evitar colisiones.

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Dos nuevas imágenes del B-21 Raider

Publicado el por Sandglass Patrol

El B-21 Raider se presentó al público en una ceremonia el 2 de diciembre de 2022 en
Palmdale, California.

Diseñado para operar en un entorno de amenazas de alto nivel del mañana, el B-21 desempeñará un papel fundamental para garantizar la capacidad duradera del poder aéreo de Estados Unidos. Es el nuevo bombardero estratégico, y verá servicio junto con el veterano B-52, reemplazando a otros tipos como el B-2.

Las fotos fueron tomadas el 28 de noviembre de 2022 y han sido hechas públicas hoy, por el Defense Visual Information Distribution Service.

En ellas parece que el B-21 tiene un tamaño similar al B-2. Además deja ver la forma en planta del ala, muy similar a la que se había anticipado en algunos modelos digitales. Las tomas de los motores son distintas a las de su predecesor, y aparentemente hay una placa divisoria vertical, que divide la entrada en dos. Como el B-2 tiene cuatro ventanas frontales, aunque la disposición de las os laterales es ligeramente distinta y parecen mucho más pequeñas. Y en la foto más cercana se puede ver el acabado superficial, aparentemente corresponde con material compuesto curado en una gran pieza para evitar los remaches.

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Podéis descargarlas en HD aquí.

La IA que voló el F-16 (X-62 VISTA) hizo combate aéreo

Publicado el por Sandglass Patrol

Prometimos actualizar información sobre el X-62 VISTA tan pronto supiéramos algo más, y hemos encontrado otra nota de prensa de DARPA, así que actualizamos…

En menos de tres años, los algoritmos de inteligencia artificial (IA) desarrollados bajo el programa Air Combat Evolution (ACE) de DARPA han pasado de controlar F-16 simulados que vuelan combates aéreos en pantallas de computadora a controlar un F-16 real en vuelo.

A principios de diciembre de 2022, los desarrolladores de algoritmos de ACE cargaron su software de inteligencia artificial en un avión de prueba F-16 especialmente modificado conocido como X-62A o VISTA (Variable In-flight Simulator Test Aircraft), en la escuela de pilotos de pruebas (TPS – Test Pilot School-) de la USAF, en la base aérea de Edwards, California, y realizó varios vuelos durante varios días, hasta completar 15h de vuelo. Los vuelos demostraron que la IA puede controlar un avión de combate.

Combate en simulador IA contra IA

Los vuelos de ACE AI fueron parte de un exitoso programa de prueba más amplio, que involucraba a DARPA, TPS y el Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea (AFRL), lo que permitió que varias organizaciones del Departamento de Defensa (DoD) trabajaran en estrecha colaboración con los contratistas de desarrollo de IA hacia objetivos comunes.

Gracias al excelente trabajo en equipo y la coordinación entre DARPA, la Escuela de Pilotos de Pruebas de la Fuerza Aérea, el Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea y nuestros equipos de desempeño, hemos progresado rápidamente en la Fase 2 en todas las áreas del programa ACE. VISTA nos permitió simplificar el programa saltándonos la fase de subescala planificada y procediendo directamente a una implementación a gran escala, ahorrando un año o más y brindando información sobre el rendimiento en condiciones de vuelo reales.

Realizamos múltiples salidas con numerosos puntos de chequeo, realizados en cada salida para probar los algoritmos en diferentes condiciones de inicio, contra varios adversarios simulados y con capacidades de armas simuladas. No nos encontramos con ningún problema importante, pero encontramos algunas diferencias en comparación con los resultados obtenidos en las simulaciones, lo cual es de esperar cuando se pasa de lo virtual a lo real. Esto destaca la importancia no solo de probar en vuelo las capacidades autónomas avanzadas, sino también de hacerlo en bancos de pruebas como VISTA, lo que nos permite aprender lecciones rápidamente e iterar a un ritmo mucho más rápido que con otros vehículos aéreos.

Teniente coronel Ryan «Hal» Hefron, gerente del programa ACE para DARPA

Combate en simulador humano contra IA

Los algoritmos que se cargaron en el ordenador del X-62 para que controlaran el avión son de EpiSci, PhysicsAI, Shield AI y el Laboratorio de Física Aplicada de Johns Hopkins

Iniciado en 2019, el objetivo de Air Combat Evolution (ACE) es desarrollar una IA autónoma fiable, escalable, y que pueda utilizarse en combate aéreo de forma colaborativa con pilotos humanos.

En 2020 este programa, como os contamos en este blog, enfrentó a unas inteligencias artificiales contra otras en un simulador de vuelo de código abierto, para finalmente enfrentar a la IA ganadora de todas ellas con un piloto humano.

Otros programas similares han enfrentado a pilotos reales contra IA que volaba un avión virtual y que se proyectaba sobre la realidad, una suerte de realidad aumentada.

Un F-16 (X-62 VISTA) vuela más de 15h con una IA a los mandos

Publicado el por Sandglass Patrol

El verano pasado os presentábamos el X-62 VISTA (VISTA proviene de Variable Stability In-flight Simulator Test Aircraft o Variable In-flight Stability Test Aircraft). Básicamente, un F-16 biplaza (F-16D Block 30 Peace Marble Il con aviónica de un Block 40)altamente modificado para convertirlo en un avión experimental, y un «simulador de vuelo volante».

Aunque eso de simulador y en vuelo parezca contradictorio, tiene una fácil explicación: este avión es capaz de simular el comportamiento de casi cualquier otro avión en vuelo, del pesado B-52 al ágil caza ligero HAL Tejas. Algo así como aquél avión que era capaz de simularlos a todos… pero versión ultra moderna.

Lo que hace que el avión experimental sea aún más revolucionario es su reciente inclusión en el programa Skyborg de la USAF, que busca explorar posibles aplicaciones militares de sofisticados sistemas de inteligencia artificial para dotar de autonomía táctica a los aviones de combate no tripulados (UCAV).

Y con esto último está relacionada la última nota de prensa que ha hecho pública Lockheed Martin:

El Lockheed Martin VISTA X-62A, un avión de entrenamiento único en su tipo, fue pilotado por un agente de inteligencia artificial durante más de 17 horas recientemente, lo que representa la primera vez que la IA participa en un avión táctico. […] El vuelo de más de 17 horas de un agente de AI se llevó a cabo como parte de una serie de pruebas en diciembre.

La nota de prensa indica que son unos ensayos realizados durante el último mes de diciembre. Sin embargo, la redacción de la nota de prensa nos lleva a confusión, no tenemos claro si la IA ha totalizado 17h de vuelo a los mandos, o si ha realizado un único vuelo de 17h, lo que hubiera supuesto repostajes en vuelo intermedios. En principio entendemos que es lo primero.

VISTA nos permitirá desarrollar y probar en paralelo técnicas de inteligencia artificial de vanguardia y nuevos diseños de vehículos no tripulados. Este enfoque, combinado con pruebas enfocadas en nuevos sistemas de vehículos a medida que se producen, madurará rápidamente la autonomía de las plataformas no tripuladas y nos permitirá dotar a nuestros combatientes de capacidades tácticamente relevantes.

Dr. M. Christopher Cotting, director de investigación de la Escuela de Pilotos de Pruebas de la Fuerza Aérea de EE. UU

Siguiendo con la nota de prensa…

Las actualizaciones incluyen un sistema de simulación VISTA (VSS) actualizado proporcionado por Calspan, y el algoritmo de seguimiento del modelo (MFA) de Lockheed Martin y el sistema para el control autónomo de la simulación (SACS). Los sistemas SACS y MFA integrados juntos brindan nuevas capacidades a VISTA para que pueda usarse para realizar los experimentos de prueba de vuelo más avanzados que enfatizan la autonomía y de la IA.

Esta nueva capacidad del sistema de misión con VSS, MFA y SACS enfatiza el desarrollo e integración avanzados de algoritmos de aeronaves autónomas. En el corazón del sistema SACS se encuentra Skunk Works Enterprise-wide Open Systems Architecture (E-OSA) que impulsa la Enterprise Mission Computer versión 2 (EMC2) o «Einstein Box».

Los componentes adicionales de SACS incluyen la integración de sensores avanzados, una solución de seguridad multinivel y un conjunto de pantallas de tableta Getac en ambas cabinas. Estos componentes mejoran las capacidades de VISTA al tiempo que mantienen su ventaja de creación rápida de prototipos, lo que permite específicamente cambios rápidos de software para aumentar la frecuencia de los vuelos de prueba y acelerar el ritmo del desarrollo de la IA y la autonomía para satisfacer las necesidades urgentes de seguridad nacional.

VISTA continuará desempeñando un papel integral en el rápido desarrollo de las capacidades de IA y autonomía para la Fuerza Aérea de los EE. UU. Actualmente está pasando por una serie de inspecciones de rutina. Los vuelos se reanudarán en la Base de la Fuerza Aérea Edwards a lo largo de 2023.

Ya en 2010 hablamos de la idea de convertir un F-16 en blanco aéreo, o QF-16. Volaría en 2013. Y en 2016 el QF-16 estaría volando como punto fiel, eso sí con un piloto de seguridad a bordo.

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[Análisis y opinión] ¿Por qué los aviones de pasajeros seguirán teniendo forma de tubo?

Publicado el por Sandglass Patrol

En las charlas de café -sí, tomamos café con gente un tanto peculiar-, o en las de hangar, es una de las preguntas que surgen de vez en cuando. ¿Por qué el avión del futuro se dibuja como un ala volante o un BWB y sin embargo seguimos volando en aviones tipo tubo?¿Y por qué los desarrollos más inmediatos, como el de Boeing y la NASA o Embraer, siguen siendo tipo tubo?

Cabina toroidal de Airbus, intentando solucionar los tiempos de evacuación

Vamos a dar todas las razones que se nos ocurren:

  • Aceptación del público. Algo no sólo debe ser un avión, sino que además debe parecerlo y debe ser aceptado por el público. ¿Os imagináis aviones sin ventanas? Pesarian mucho menos y por tanto consumirían menos, pero, ¿qué dice el público?
  • Costes de desarrollo. Hoy día no se desarrollan aviones desde cero. Siempre se parte de trabajo previo, diseños previos, herramientas previas… cambiar radicalmente el diseño implica cambiar todo desde cero y, si desarrollar un avión es caro, ¡imaginad cambiar la forma radical desde cero!
  • Tiempos de evacuación. Para certificar una aeronave para transporte de pasajeros ha de cumplirse un tiempo máximo de evacuación de la misma. En un fuselaje tipo tubo, todos los pasajeros tienen las puertas relativamente cerca. En un fuselaje tipo ala volante o BWB, las personas sentadas en el centro quedan bastante más lejos de las puertas.
  • Aceleraciones en los asientos más alejados del eje de simetría del avión. En un tubo, todos los asientos están relativamente a la misma distancia del eje de alabeo del avión. En un avión tipo ala volante o BWB, los asientos más alejados sufrirán mayores desplazamientos y aceleraciones en cada viraje o en cada turbulencia, haciéndolo más incómodo para el pasajero que viaje allí.
  • Asientos sin ventana. Tan solo los pasajeros sentados en algunas de las partes del avión contarían con ventana en un BWB, el resto tendrían que conformarse con la pared, o con pantallas.
  • Presurización. Para presurizar, las mejores formas siguen siendo la esfera o el cilindro. Cualquier otra sección transversal distinta a estas sería problemática. Por tanto, diseñar el interior de un avión BWB con idea de presurizarlo es complejo…
  • Logística aeroportuaria. Todas las dimensiones de un aeropuerto así como la logística aeroportuaria asociada a cada avión está diseñada para aviones tipo tubo, y cambiar a tipo BWB podría requerir adaptaciones.
Avión con forma de V de la universidad de Delft

Así que, desde nuestro punto de vista, lo más normal será que al menos a corto y medio plazo continuemos volando en aviones con fuselaje tipo tubo, y que las alas volantes y BWB queden para aviones militares y aviones no tripulados.

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