Repositorio Institucional de Documentos

“Lo que nos debe interesar en tener un Ejército bueno, no uno grande”. General George Washington “La futura batalla terrestre será precedida por la batalla en el aire. Ésta determinará cuál de los contrincantes sufrirá desventajas operativas y tácticas y se verá forzado durante la batalla a adoptar soluciones de compromiso”. Mariscal Erwin Rommel “La rapidez es la esencia de la guerra.” “Si las instrucciones no son claras y las explicaciones y órdenes no son confiadas, la falta es del general”. Sun Tzu “Imposible es una palabra que se encuentra sólo en el diccionario de los necios”. Napoleón “Son solo tres los principios de la guerra: audacia, audacia y ¡AUDACIA!” General George Patton AGRADECIMIENTOS Alguien dijo una vez: “No dejes que nadie te diga que no puedes hacer algo, si tienes un sueño debes protegerlo”. La consecución de este trabajo significa que he podido hacerlo, que he protegido mi sueño y lo voy a hacer realidad. Pero no habría sido posible sin la ayuda constante y apoyo incondicional de mi futura esposa, a la que debo muchísimo de lo conseguido en esta carrera. También agradecer a toda mi familia su apoyo y ánimo a lo largo de esta aventura que ya toca a su fin, en especial a mi madre por su perfeccionismo. Y, por supuesto, a mis amigos, quienes han sufrido el distanciamiento, y las largas temporadas sin vernos. Pero los sacrificios, al final, tienen recompensa. Agradecer a todo el personal de FAMET, mandos y tropa, su trato, predisposición y colaboración en este trabajo. En especial: al Jefe del Batallón del Cuartel General, el Tcol. D. Manuel Bernal Carballa. A mi director militar, el Capitán D. Daniel García Izquierdo, por ayudarme a enfocar de manera correcta el proyecto. Al Capitán D. Carlos Pelegrín Muñoz, por su ayuda a la hora de conseguir información. Al Capitán Jefe de la Compañía de transmisiones D. José Raúl Hoyas Cano, por darme tanto apoyo y facilidades a la hora de trabajar, por permitirme involucrarme en su compañía y su preocupación constante para cerrar visitas y reuniones. A los Ttes. D. Alejandro Tomas Peñalosa, D. Francisco José Luque y D. Juan Luis Palomo, por su colaboración estrecha en este proyecto. Al Sgto 1º D. David Catalán, por compartir conmigo sus amplios conocimientos de comunicación satélite. A la Sgto. D. Verónica Álvarez por ser una fuente inagotable de manuales. Por último, al Cabo 1º D. Javier Hormeño Violat por sus ideas e inestimable colaboración, sin la cual, este trabajo no habría podido llegar tan lejos. A todos y cada uno gracias, porque, sin vosotros, este proyecto no hubiera sido posible. Agradezco también a INDRA que me permitieran mantener una reunión con expertos en comunicación satélite en sus oficinas. A INSTER, por el trato recibido, la inestimable ayuda prestada al proyecto y por dejarme conocer sus instalaciones. También agradezco profundamente a la ingeniera jefa de las pruebas del módem HFDVL, Dña. Marina Marín Ramos, por su colaboración desinteresada y la información aportada. A la UME, por permitirme conocer su Puesto de Mando, su gestor dinámico de comunicación satelital, sus equipos e instalaciones. Y a todas las empresas de equipos radio, satélite y de comunicaciones con las que se han mantenido contacto. En último lugar, quiero agradecer a mi director académico, el Dr. D. Vincenzo Passarelli, el tiempo dedicado, la colaboración y la ayuda que desde el primer momento ha prestado a la consecución de este proyecto. Han sido muchas horas de trabajo y de contactos pero como dije al principio, todo esfuerzo tiene su recompensa. RESUMEN Este TFG aborda la creación de un PC (puesto de mando) aeromóvil que dote al jefe de una operación de las capacidades necesarias para llevar a cabo el Mando y Control de una operación desde el aire. Asimismo, contempla y desarrolla la posibilidad de que la función de Mando y Control no se vea interrumpida cuando el HELO tome tierra y se apague la alimentación, pasando a ser un PC táctico móvil. Se han identificado las necesidades que el PC debe satisfacer: enlace en voz y datos en todas las bandas de frecuencia, enlace satélite y software de Mando y Control. Concretamente para los helicópteros HT-27 “Súper Puma” y HU21 “Cougar”, este TFG especifica las capacidades que cada equipo debe aportar para satisfacer las necesidades que se han identificado. También otorga una posible solución para cada necesidad identificada, dentro del abanico de posibilidades que existe hoy en día, atendiendo a equipos en dotación en el ET y a la tecnología actual. ABSTRACT This Project addresses the creation of an Air Command Post in order to endow the leader of a military operation with the capabilities to command the operation from the air. In addition, the transformation of the Air Command Post into a Static Command Post has been tackled, considering the option of a commanding the operation from the battlefield, once the helicopter has landed and has stopped the engine. The features and requeriments of the PC wich have been identified are: voice and data links in all frequency bands, sat link, and a Command software. Specially for the helicopters HT-27 “Super Puma” and HU-21 “Cougar” relevant features of the equipment have been described in relation to requirements of the PC and taking into account the equipment and the technology currently available in the army. ÍNDICE 1. LISTA DE ACRÓNIMOS ........................................................................................................... 1 2. INTRODUCCIÓN ....................................................................................................................... 2 3. MOTIVACIÓN ............................................................................................................................ 3 4. METODOLOGÍA ........................................................................................................................ 3 5. OBJETIVOS ................................................................................................................................ 3 6. ALCANCE Y ÁMBITO DE APLICACIÓN ............................................................................... 5 7. ESTADO DEL ARTE .................................................................................................................. 5 8. NECESIDADES ........................................................................................................................... 5 8.1. MALLA DE VOZ Y DATOS PARA OPERACIONES .......................................................... 5 8.1.1. BANDA HF ....................................................................................................................... 5 8.1.2. BANDA VHF..................................................................................................................... 9 8.3. CONEXIÓN SATELITE ........................................................................................................ 10 8.3.1. LA ANTENA ................................................................................................................... 11 8.3.2. LA COLOCACIÓN ......................................................................................................... 12 8.3.3. MÓDEM .......................................................................................................................... 14 8.4. SOFTWARE (SITMAP, ARCHIVOS, MENSAJERÍA)...................................................... 15 8.4.1. Sistema FFT .................................................................................................................... 15 8.4.2. Sistema MPS .................................................................................................................... 16 8.4.3. Sistema BMS-LINCE ...................................................................................................... 16 8.5. FUNCIONAMIENTO ............................................................................................................ 16 8.6. ALIMENTACIÓN .................................................................................................................. 17 8.6.1. EN VUELO ...................................................................................................................... 18 8.6.2. EN ESTÁTICO ................................................................................................................ 19 8.7. COLOCACIÓN....................................................................................................................... 19 8.7.1. COFRES .......................................................................................................................... 20 8.7.2. RACK ............................................................................................................................... 20 9. CERTIFICACIONES ................................................................................................................ 23 10. CONCLUSIÓN ...................................................................................................................... 24 11. BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................................... 25 12. ANEXOS ................................................................................................................................ 26 Creación de un Puesto de Mando móvil para HT-27 y HU-21 1 1. LISTA DE ACRÓNIMOS A AAS: Autorización Acceso Satélite. ACU: Unidad de Control de Antena. AM: Amplitud Modulada. B BMS: Battlefield Management System. C CIS: Communication Information System. CECEA: Centro Corporativo de Explotación y Apoyo. COMSEC: Communication Security. D DAMA: Demand Assigned Multiple Access. DGAM: Dirección General de Armamento y Material. E ET: Ejército de Tierra. EW: Electronic War. F FAMET: Fuerza Aeromóvil del Ejercito de Tierra. FAS: Fuerzas Armadas. FFT: Friendly Forces Tracking. FFG: Frecuencia Fija General. FHz: Frecuencia. FM: Frecuencia Modulada. G GPS: Geolocation and Position System. H HELO: Helicóptero. HF: High Frequency. HFDVL: High Frequency Data Voice Link. HT: Helicóptero de Transporte. HU: Helicóptero Utilitario. I INTA: Instituto Nacional de Tecnología Aeroespacial. M MINISDEF: Ministerio de Defensa. MPS: Mission Planning System. MCU: Motor Control Unit. N NVIS: Near Vertical Incidence Skywave. O OTAN: Organización del Tratado Atlántico Norte. P PC: Puesto de Mando. PCBON: Puesto de Mando de Batallón. PCMHEL: Parque Central de Mantenimiento de Helicópteros. R RAM: Random Access Memory. RT-21: Regimiento de Transmisiones nº21. S SAS: Solicitud de Acceso Satélite. SECOMSAT: Sistema Español de Comunicación Satélite. SIMACET: Sistema de Mando y Control del Ejército de Tierra. SITMAP: Situation Map. SOTM: Sat On The Move. STANAG: Standardization Agreement. T TFG: Trabajo de Fin de Grado. TLB/IP: Terminal Ligero Bibanda/Internet Protocol. TRANSEC: Transmision Security. U UAV: Unmanned Aerial Vehicle. UHF: Ultra High Frequency. V VIP: Very Important Person. VHF: Very High Frequency. VMP: Variable Message Format. Z ZO: Zona de Operaciones. CUD-AGM PCAEROMOV 2 CAC. Jorge de la Fuente Jiménez 2. INTRODUCCIÓN La fuerza aeromóvil del Ejercito de Tierra, FAMET, está cobrando cada día mayor protagonismo en conflictos en los que España toma parte, dadas las enormes capacidades que aporta y la ventaja que otorga frente al enemigo debido a la alta movilidad, rapidez y precisión de los HELO. El mundo de la aeronáutica se da la mano con el mundo de la tecnología y avanzan a pasos agigantados, y con ellos las necesidades del mando a cargo de dirigir las operaciones, que crecen día a día, por lo que la necesidad de dotar de un PC aeromóvil se convierte en imperiosa. Esta necesidad, advertida desde hace muchos años, sigue a día de hoy sin estar satisfecha, y la búsqueda de posibles soluciones parece estar estancada. Los HELO están definidos como sistemas de armas que otorgan velocidad, movilidad y gran capacidad de destrucción. Aportan una gran ventaja táctica, pues están menos expuestos a atentados y ataques, pero, a su vez están fuertemente restringidos en aspectos tales como las temperaturas a las que puede despegar, número máximo de pasajeros, cantidad de carga a transportar o autonomía (ANEXO 1). Del mismo, modo la existencia de una legislación específica y los estrictos procesos de certificación que derivan de ella dificultan las modificaciones posibles a la aeronave, aunque sean pequeñas. Las aeronaves que el ET posee pueden clasificarse en dos tipos [1]: de ataque y de transporte. En la actualidad, la única aeronave de ataque que posee el ET es el TIGRE, el resto de aeronaves se usan para el transporte de tropas, heridos o carga. Dentro de las aeronaves clasificadas de transporte se encuentran los HELO Chinook, HT27 Cougar, HU-21 Súper Puma, HU-10 UH-1H, NH 90, HA-15 Bolkow y dos HU-21 VIP para el transporte de autoridades. El estudio de la creación del PC se va a desarrollar en HT-27 Cougar y HU-21 Súper Puma (ANEXO 2), pues, según la doctrina del ET, son los que pueden desarrollar la función de PC. El PC es un centro desde el cual el jefe de una operación puede ejercer el Mando y Control, por lo que debe estar dotado de todas las capacidades técnicas para ejercer esta labor, incluyendo teléfono, enlace con las distintas compañías desplegadas, control de las posiciones en mapas, transmisión y recepción de archivos e incluso videoconferencias. Los PC se pueden dividir en fijos y móviles. Los PC móviles, aunque quizá tengan menos equipos que los PC fijos, ofrecen en principio las mismas capacidades para llevar a cabo el Mando y Control. Los servicios que ofrecen dependen de la entidad para la que se va a desplegar, división, brigada, batallón, pues cada jefe de unidad tiene unas necesidades diferentes. Según indica la doctrina [2]: “El Mando se materializa en la toma de decisiones, la generación de órdenes y su transmisión a través de la cadena de mando”; por Control se entiende al “conjunto de acciones encaminadas a la supervisión del cumplimiento de las órdenes emanadas para transmitir y desarrollar la decisión de un jefe”. A la hora de llevar a cabo el ejercicio de Mando y Control el jefe tiene una serie de necesidades, tales como poder hablar con los distintos puestos de mando o jefes y poder obtener la situación de todos los centros o puestos desplegados en la maniobra de forma visual y actualizada en tiempo real. Para realizar estas funciones, el enlace mediante voz y datos resulta esencial. El despliegue de medios, antenas, cables y equipos es tal, que las unidades especializadas pueden tardar entre 4 y 5 horas en montar un PC “estándar”. La verdadera complejidad de este trabajo radica en introducir todas esas capacidades en un helicóptero y encontrar los equipos capaces de otorgarlas. Durante la realización de este proyecto se han tenido en cuenta el equipamiento y capacidades del ET y las necesidades de un PC. De la misma manera, se han tenido en cuenta las directrices del MINISDEF que, en la actualidad, exige a las unidades reutilizar los equipos y exprimir sus capacidades al máximo, lo que es sin duda otra de las razones por las que se realiza Creación de un Puesto de Mando móvil para HT-27 y HU-21 9 dotación un cifrador externo de fabricación civil pero con claves COMSEC aceptadas por la OTAN. Además, esta opción requiere de la instalación de una nueva antena compatible con la radio que se quiera instalar. Sería necesario un estudio para averiguar qué antena sería más conveniente instalar tras comparar los distintos diagramas de radiación de las antenas en las pruebas en el HELO. Sin embargo, en la mayoría de los vehículos del ET como el SORIA, COLMENAR, MERIDA, MERCURIO con capacidades de HF, se encuentra instalada la antena NVIS (ANEXO 7), lo cual hace pensar que podría ser la antena más favorable para instalar. Gracias a su funcionamiento, esta antena permite enlazar a grandes distancias. La antena NVIS funciona mediante emisiones a la ionosfera y rebotes en la superficie terrestre pero presenta problemas como: solo se puede comunicar con otra antena de las mismas características y emite a gran potencia. Sería necesario la realización de un estudio y pruebas para llegar a concluir si realmente podría funcionar acoplada a un HELO. 8.1.2. BANDA VHF Esta banda trabaja en el rango de frecuencias de 30 MHz hasta 300 MHz. Las emisiones VHF permiten enlazar a corto alcance (algunos km) dependiendo de la antena colocada. Su onda se traslada superficialmente por lo que la comunicación en esta banda se ve gravemente alterada por los accidentes geográficos. La banda VHF es usada tanto para conducción de operaciones a corto alcance como para comunicación aeronáutica. La radio debe permitir la transmisión de voz y datos en la banda y disponer de varios funcionamientos: claro y cifrado, y varios modos y canales para evitar la interceptación mediante EW del enemigo. Asimismo, se plantea como requerimiento poseer tanto claves COMSEC como TRANSEC autorizadas por la OTAN. Por último, sería óptimo la interoperabilidad con el resto de radios del ET. Para este estudio existe la ventaja de que el propio HELO posee antenas disponibles y sin usarse para la instalación de radios en esta banda, con lo que no sería necesaria modificación alguna. Existe en el ET una radio que cumple con estos requisitos y que, para reducir costes, se propone como posible solución en esta banda: la radio AMPER PR4G V3 (figura 7). AMPER PR4G V3 Por parte del personal de FAMET se han realizado pruebas en vuelo que consistían en transmitir con esta radio tanto en voz como datos, siendo ambas pruebas satisfactorias y a distancias de 40 km aproximadamente. Durante las pruebas se constató que no fue posible operar con toda la potencia de la radio debido a que se utilizó la electricidad de las tomas que trae el HELO. Este proyecto aporta una solución que se describe en el punto 5 y que consiste en la colocación de baterías. Figura 7. Radio PR4G V3, Fuente: AMPER CUD-AGM PCAEROMOV 10 CAC. Jorge de la Fuente Jiménez 8.2. MALLA DE OPERACIONES AERONÁUTICA Aunque esta malla no es indispensable, se ha tenido en cuenta la necesidad que en un futuro pudiera surgir, de realizar operaciones aéreas con HELO, en cuyo caso, esta malla sí sería necesaria para emitir ordenes directamente a los pilotos. Esta malla trabaja en la banda UHF, con la particularidad de que al ser aeronáutica, la modulación se realiza en la amplitud, mientras que en el resto de bandas la modulación más común es en frecuencia. Por lo que esta malla necesita una radio que trabaje en UHF/AM. Para trabajar en esta banda que va desde 300 MHz hasta 3 GHz se requiere de una radio que presente transmisión de voz en claro y cifrado. Aunque la radio posea la posibilidad de enviar datos, es poco probable que se demande esa función puesto que en el PC ya hay otros equipos que realizan la misma función de manera mucho más satisfactoria. Sin embargo no es descartable, pues, según el personal implicado en pruebas en esta banda (concretamente con la radio que a continuación se presenta), se ha realizado una videoconferencia, aunque con cortes en la emisión, algo normal ya que para mantener una videoconferencia en condiciones óptimas es necesaria una velocidad superior a 900 kbps. Un inconveniente a tener en cuenta a la hora de instalar esta banda es la necesidad imperiosa de la instalación de otra antena, o la utilización de la antena que el aparato trae instalada que, mediante la instalación de un conmutador, permitirá el uso no simultáneo de la banda. Esto último se plantea como lo más viable debido al poco uso que, en principio, se le va a dar a esta banda. Como posible opción, se aporta una radio militar: HARRIS AN/PRC 117G (figura 8). Esta radio multibanda trabaja en VHF y UHF desde 30 MHz hasta 2 GHz. No está de dotación en todas las unidades del ET, pero sí se tiene un número determinado de ejemplares en FAMET puesto que se usa para las comunicaciones aéreas. Además se necesitaría la adquisición del módulo de software SATURN g pues se prevé sea exigible por la OTAN en un futuro. En todo caso, el software que actualmente la OTAN exige es el HALF-QUICK, que ya está incorporado en la radio y que trabaja con datos a distintas velocidades según el modo en que se esté operando (máx. 16 kbps) (ANEXO 8). Gracias al módulo de cifrado interno la radio Harris AN/PRC 117G, posee claves de cifrado tanto COMSEC como TRANSEC. Asimismo, aporta la capacidad de duplicar la banda VHF puesto que trabaja en todo el rango de frecuencias de la banda (30 MHz-300 MHz). El hándicap reside en la compatibilidad de los modos de funcionamiento en cifrado de esta radio con las radios VHF que se utilizan en el ET (actualmente PR4G), dejando como única opción la posibilidad de transmitir en FFG. En cambio tiene una ventaja que es la posibilidad de establecer enlace vía satélite a baja velocidad (8 kbps) pues posee acceso DAMA (ver 3.2). 8.3. CONEXIÓN SATÉLITE Para que las aplicaciones estimadas funcionen correctamente y pueda llevarse a cabo el Mando y Control, es necesario dotar al habitáculo de una conexión fiable de datos. Esto solo se consigue mediante conexión satélite que puede proporcionar fácilmente 512 kbps, frente a los 16 g Aumenta los saltos de frecuencia que la radio hace por segundo, aumentando la seguridad. Figura 8. Radio HARRIS 117G. Fuente: HARRIS Creación de un Puesto de Mando móvil para HT-27 y HU-21 11 kbps que puede aportar la radio HARRIS 5800 o los 4.8 kbps de la PR4G. De ahí la importancia del enlace satélite en un PC. Para comprender este apartado, es necesario entender cómo funcionan las comunicaciones satélite en el ET y su futuro en España. Debemos tener en cuenta, en primer lugar, que solo existe un satélite totalmente español, si bien, se posee parte de la propiedad del satélite europeo “XTAEUR”, pero está siendo alquilada a Oriente Medio. Debido a esto, el ancho de banda del que se dispone se debe repartir entre todas las unidades, ejercicios, zona de operaciones etc.; por lo que se establecen unas prioridades para aprovechar al máximo dicho ancho de banda, siendo la ZO la prioridad número uno. La conexión satélite se hace bajo autorización de la estación de anclaje (Torrejón o Bermeja). El proceso para poder usar una trama satélite es el siguiente: en primer lugar, se debe pedir una SAS con el ancho de banda que se va a necesitar y con los servicios que se pretenden dar (voz, datos, ambos), y desde la estación de anclaje se envía una AAS con la concesión de los servicios que ellos estiman oportunos, pudiendo este proceso necesitar varios días para su realización Las estaciones de anclaje controlan los servicios que el satélite español en órbita ofrece. Los servicios que se requieren son cada vez más numerosos puesto que, a día de hoy, la conexión satélite está comenzando a ser básica en los despliegues. El “SPAINSAT”, satélite de propiedad totalmente española, tiene aún unos seis años de vida. Actualmente se está desarrollando el nuevo satélite que se pretende enviar a órbita sobre el año 2022. Se estima que este satélite incluirá grandes mejoras como: el funcionamiento por células de cobertura, permitir la duplicidad de uso de FHz (algo parecido al roamming actual de la tecnología móvil), trabajar en banda X y Ka (ésta última aportará disminución en el tamaño de los equipos y mayor velocidad), entre otras. El problema actual consiste en que el satélite no es capaz de prestar grandes anchos de banda debido a la gran demanda que tiene, por lo que lo idóneo sería cambiar el sistema actual de las estaciones de anclaje basado en SAS y AAS por un gestor dinámico de ancho de banda. La UME trabaja ya con este tipo de gestor con un gran resultado, pues únicamente conectando el terminal satélite a su estación de anclaje, ya poseen conexión satélite con el ancho de banda necesario para sus ejercicios. Al comenzar con el estudio de la conexión satélite, salieron a la luz tres problemas fundamentales: la antena, la colocación, y el paso de los datos al interior del HELO. 8.3.1. LA ANTENA Para el estudio de la antena se ha de pensar en qué zona se va a desplegar y las necesidades que se quieren cubrir puesto que esto influye en su tamaño y sus posicionamientos. En HELO, además, existe la posibilidad de no tener comunicación en función de los movimientos en vuelo y la zona donde se esté volando. Para este TFG se está tomando una necesidad de 512 kbps, suficiente para que las aplicaciones software operen de manera óptima y el despliegue de los HELO en ZO, lo que aporta la posibilidad de desplegar las aeronaves en ZO sin necesidad de realizar modificaciones. Por otro lado, un terminal satélite tiene dos opciones de emisión: emisión civil o emisión militar (satélite SPAINSAT). Evidentemente, es preferible trabajar en emisión militar con tramas SECOMSAT en banda X (8 GHz). Por tanto, es necesario que la antena seleccionada trabaje en esa banda. Sin embargo, puesto que la línea que sigue la comunicación satelital del ET consiste en ir pasando paulatinamente a la banda Ka (30 GHz), que da mayor ancho de banda y permite disminuir los tamaños de los equipos, lo ideal sería la instalación de una antena que trabaje en CUD-AGM PCAEROMOV 12 CAC. Jorge de la Fuente Jiménez ambas bandas para poder darle una mayor vida útil al terminal. Además debe ser lo más reducida posible, cumplir con la norma STANAG 4484 h y poder trabajar en ambas bandas. Como se ha comentado, otro de los problemas es la necesidad de encontrar una antena que soporte el movimiento en los planos en los que el HELO se mueve. Ya se ha mencionado el SORIA, que posee un SOTM cuya antena es de dos ejes. Este satélite soporta el movimiento de un vehículo, pero no es factible su instalación en un HELO puesto que la maniobrabilidad y los planos de movimiento que soporta el HELO son totalmente distintos a los planos en los que se mueve un vehículo. Por tanto, la antena debe de tener una ACU que permita estabilidad en todos los planos, lo que probablemente signifiquen 3 ejes. Finalmente, el peso supone otra restricción y tendrá que someterse a estudio debido a las modificaciones que conllevaría debido a que la instalación del terminal afecta necesariamente a la aerodinámica y añadirá una carga en el casco. Para el caso que nos ocupa, se necesita una antena que soporte las maniobras, vibración y movimiento de la aeronave, distinto a un movimiento en vehículo, que trabaje en las bandas necesarias, la X y la Ka, que sea compacta y pese poco. Estas exigencias hacen que el mercado esté tremendamente reducido en este ámbito y por tanto existan pocas empresas que desarrollen antenas satélite para HELO. Tan solo THALES tiene en su catálogo antenas válidas (ANEXO 3). Como posible solución se aporta el terminal ultraligero “MANPACK”, figura 9, que aun siendo de dimensiones tan reducidas como se puede apreciar en las imágenes, sigue precisando una modificación. Se trata de una antena desarrollada por una empresa civil INSTER (documentación técnica en ANEXO 9). No cumple la especificación de trabajar como bibanda (banda X y Ka) pero se entiende que es la mejor solución actual. A pesar de no haber sido pensada para su montaje en HELO, la empresa asegura que no supondrá un inconveniente su instalación como SOTM en un HELO. 8.3.2. LA COLOCACIÓN La colocación de la antena resulta uno de los aspectos clave en la instalación del terminal. Se han evaluado tres opciones: i. Encima del rotor (figura 11 en rojo). ii. Debajo del rotor al principio de la cola (figura 11 en azul). iii. En la cola debajo de la luz de emergencia. (figura 11). h Normativa sobre haces de radiación y su comportamiento para no emitir a satélites cercanos. Figura 9. Antena “Manpack” y caja de equipos, vista de frente (izq.) y trasera (dcha.). Fuente: Elaboración Propia Creación de un Puesto de Mando móvil para HT-27 y HU-21 13 i. Encima del rotor Colocar la antena encima del rotor es la opción que menos influiría en el centro de gravedad del HELO puesto que estaría colocada cerca del centro. Sin embargo, puesto que el rotor gira y de manera solidaria con él la base sobre la que se instalaría la antena, esto genera que colocar la antena directamente encima del rotor sería totalmente inviable pues no pararía de girar. Se necesitaría, por tanto, la elaboración de una pieza que impida el movimiento solidario del rotor con la pieza sobre la que va apoyada el terminal. Otro inconveniente de esta opción es la transmisión de los datos del satélite al interior de la zona donde se encontrarían los usuarios. Debido a que no se puede perforar el casco exterior, se ha optado por hacer una conexión wireless desde el módem hasta el interior del HELO, puesto que a partir del módem es cuando los datos se encuentran en banda base y se pueden manejar del mismo modo que se hace en casa. Una vez dentro del HELO no habría problemas de sacar cableado para datos y voz, si bien en el ET ya se trabaja con conexiones WIFI seguras. La conexión wireless depende de la aprobación del CECEA y es necesario que se ajuste a las normativas STANAG que requiere la OTAN, aunque se estima que al ser un radio tan reducido (desde el rotor hasta el interior [5m aprox.]) no sería necesaria la tramitación de un permiso. Por tanto, desde el módem y con la ayuda de una tarjeta comercial Raspberry Pi [8] se conseguirá conexión bluetooth 4.0 y WIFI de manera que los datos llegarían al interior del habitáculo. Es necesario añadir que la imposibilidad de pasar cables por dentro del rotor genera la necesidad de que todos los equipos se alimenten con una batería autónoma que también debería ir instalada fuera del casco y que alimentase a todos los aparatos (antena, módem, ACU, etc.), lo que se presenta como otro hándicap difícil de salvar puesto que el consumo de la antena en funcionamiento y los motores estabilizadores de la misma es bastante alto (400 W aprox.). En caso de encontrar una batería lo suficientemente pequeña, potente y ligera para poder ser instalada encima del rotor, la recarga de esta batería se realizaría en tierra una vez que el aparato está parado y el PC funcionando en estático. En cambio, a los aparatos interiores se los alimentaría con la propia electricidad que se puede tomar del HELO (apartado 8.6, página 17). ii. Debajo del rotor Aunque esta opción no se estimó en un principio, es la que INDRA está barajando en la actualidad, consiste en colocar la antena debajo del rotor (figura 10) aun a sabiendas de que las palas, con el giro, interrumpirán la conexión. Según INDRA, EEUU y el ejército israelí cuentan con una aeronave en pruebas que lleva instalado el terminal de esta forma. El problema surge de las interrupciones de la transmisión con el giro de las palas, ello se podría salvar con una sincronización de la emisión con el movimiento del rotor, de tal manera que solo envíe cuando no haya interrupción. Esta solución salva la emisión, pero la recepción no se puede sincronizar, por lo que se opta por una modulación de la señal mucho más compacta en la que actualmente se está trabajando. Todo ello hace que sea una opción inviable de momento. Esta opción soluciona el problema de colocar gran cantidad de equipo encima del rotor y ahorra todo el equipamiento de baterías, pues la intención es pasar tanto la alimentación como los Figura 10. Terminal satélite debajo del rotor. Fuente: INDRA CUD-AGM PCAEROMOV 14 CAC. Jorge de la Fuente Jiménez cables de recepción y transmisión a través del casco de la aeronave. Sin embargo no es una opción viable y aún se deben realizar pruebas de funcionamiento y equipos. iii. En la cola Esta opción supondría un cambio en el centro de gravedad del HELO puesto que se le introduciría a una de las partes más ligeras una carga y modificaría sensiblemente la aerodinámica. Por el contrario, la opción de colocar la antena tras la luz de emergencia, señalada en figura 11 en amarillo, abre un nuevo abanico de posibilidades y aspectos positivos que a continuación se describen. En primer lugar, aparte de una base de apoyo para el terminal, no sería necesaria la fabricación de ninguna pieza específica. En segundo lugar, al colocarla sobre una zona que ya tiene realizadas perforaciones, existe la posibilidad de introducir cables, con lo que se reduciría significativamente el número de equipos que habría que instalar fuera del casco. Todas las conexiones irían cableadas sin necesidad de conexiones wireless ni equipos complementarios, suponiendo un ahorro en equipos, peso y dinero. Además, no sería necesario su funcionamiento con batería autónoma, puesto que podría ir conectada a la batería como se explica en el punto 8.6.1 (página 18) e incluso a la electricidad de la propia aeronave. Esta opción se considera la más apropiada, y, junto con la antena MANPACK (página 12) se entiende que es la solución más viable. 8.3.3. MÓDEM Anteriormente se ha explicado brevemente el proceso para obtención de una conexión satélite. Este proceso resulta inviable para un HELO puesto que la principal ventaja de este medio es la velocidad. Por ello, se necesita que la conexión satélite sea instantánea, lo que requeriría una gestión dinámica del ancho de banda del satélite como se ha comentado en el apartado 8.3 (página 10). Hoy en día eso no es posible, por lo que se opta por una conexión DAMA con posibilidad de dar servicios a varios usuarios y que ofrezca la opción de generar una red WIFI. Como opción se presenta el módem IDIRECT. El funcionamiento de este módem es sencillo: previa configuración y registro en las estaciones de anclaje, el mismo módem al arrancar se pone en contacto con la estación de anclaje, se conecta, y comienza a dar los servicios anteriormente configurados sin necesidad de realizar peticiones. Las estaciones de anclaje tienen ya reservado ancho de banda para estos módems, los cuales permiten a su vez generar una subred satelital con el ancho de banda obtenido del módem Figura 11. En la imagen de la izquierda, rotor y casco del HT-27, en la imagen de la derecha, cola de HT-27. Fuente: Elaboración propia. Creación de un Puesto de Mando móvil para HT-27 y HU-21 15 que hace la petición. Este módem es el futuro en las comunicaciones satélite del ET y ya viene instalado en el terminal TLB/IP que empieza a estar de dotación. Otro problema al que se ha hecho frente ha sido el cifrado en las comunicaciones. Actualmente, los terminales satélite más modernos con los que trabaja el ET cifran cada servicio (voz, datos etc.) por separado, colocando un cifrador previo al router de cada servicio. Considerando la aplicación en HELO, habría que sopesar la opción de cifrar el propio módem, comúnmente denominado caja negra, para así reducir equipos, peso y consumo dentro del HELO sin incumplir la normativa de la OTAN (STANAG). En este ámbito, se tiene conocimiento de que el CECEA, organismo encargado de la seguridad en las comunicaciones del ET, ya ha aprobado el cifrado en ciertos módems civiles con lo que se entiende que no debe de suponer un inconveniente. 8.4. SOFTWARE (SITMAP, ARCHIVOS, MENSAJERÍA) El software a utilizar es clave a la hora de la creación del PC, puesto que permite al jefe controlar la operación y mantener el contacto con el resto de centros o personal desplegado. Dentro de esta funcionalidad se ha investigado mucho sobre las distintas opciones que posee el ET. Debido a la complejidad del medio en que han de ser instaladas y al reducido ancho de banda que se posee, las necesidades se han reducido únicamente a un SITMAP, mensajería tipo OUTLOOK y chat. Se estima que con una velocidad de 512 kbps es suficiente para operar con estas aplicaciones. Sin embargo, en caso de que la conexión satélite fallase, únicamente se contaría con radios y la única aplicación que funcionaría correctamente sería el chat. Las aplicaciones necesarias son implementadas por los softwares disponibles actualmente en el ET, que son: FFT que está soportado mediante SIMACET o radios; MPS, que está siendo desarrollado por FAMET, y BMS-Lince, que se está instalando en unidades de caballería. También está prevista la llegada del sistema VMF que es un sistema específico aeronáutico estadounidense de mensajería. A la hora de elegir el software se han tenido en cuenta varios aspectos, tales como: operatividad, volumen de equipos, aplicaciones o velocidad de datos necesaria. A continuación se describen brevemente sus características sus posibilidades y limitaciones. 8.4.1. Sistema FFT El sistema FFT es el que más tiempo lleva operando en el ET y consiste en un sistema de control de tropas. Requiere un interfaz con un sistema operativo (WINDOWS 7 Ultimate) controlado mediante radio PR4G o HARRIS 5800 e incluso vía satélite. El citado sistema está resultando útil en PC y se presenta con un ordenador o tablet. Entre las funcionalidades que ofrece se encuentran; un SITMAP y aplicación chat/mensajería; la última versión con la que el RT-21 está realizando pruebas incluye videoconferencia. Sin embargo, la gestión de archivos requerida para el software resulta difícil debido a la reducida velocidad que las radios aportan. Este hándicap se solucionaría haciendo funcionar el software mediante la conexión satélite, pero no ocurriría lo mismo con las réplicas i de posicionamiento que se actualizan cada 5 minutos. Sería necesaria la modificación del software para unas actualizaciones mucho más rápidas. FFT posee la posibilidad de su instalación sobre SIMACET que es el sistema Mando y Control que actualmente utiliza el ET. El principal problema reside en el trabajo previo de configuración que requiere cada NODO j de SIMACET y el amplio equipo que se tiene que i Señal que se emite automáticamente para la localización del equipo. (señal Beacon) j Conjunto de servidores para dar servicios SIMACET CUD-AGM PCAEROMOV 16 CAC. Jorge de la Fuente Jiménez trasladar en tierra para su creación, que incluye varios cofres con servidores y alimentaciones. La preparación en función del ejercicio puede ser de semanas de configuración de equipos, puesto que requiere de establecimiento de permisos, de aplicaciones y un largo trabajo de configuración en el NODO principal y en los secundarios, dando de alta ordenador por ordenador. Por tanto, se precisa de un tiempo excesivo de configuración y un gran traslado de material. Aunque actualmente se van a comenzar a realizar pruebas sobre HELO desde este estudio no se recomienda como solución. 8.4.2. Sistema MPS MPS es un sistema que aún se está desarrollando para proporcionar una información en tiempo real de posicionamiento y logística en HELO. Las pruebas que se han realizado no están siendo satisfactorias puesto que la interoperabilidad con SIMACET, de momento está dando problemas, ya que es un software alemán y requiere la creación de pasarelas específicas para su compatibilidad. Las réplicas en el mapa de situación tardan demasiado por lo que el HELO ha recorrido mucho trayecto antes de actualizar la posición con la última réplica. Además, MPS está mas orientado como ayuda al piloto que como un sistema que permita el control de operaciones, aunque tenga funcionalidades muy parecidas. Requiere de un selter k en tierra que le va actualizando constantemente la información, lo que ya supone un gran despliegue de medios y material con varios operadores actualizando mapas, datos y posicionamientos etc., y la cartografía con la que trabaja el ET (Carta Digital) no es compatible. Aunque este sistema va muy encaminado con lo que el sistema BMS LINCE ha conseguido desarrollar, hoy por hoy, no puede aportar las necesidades requeridas. 8.4.3. Sistema BMS-LINCE Este sistema que se está implementando actualmente en las unidades de Caballería, permite interoperar con sistemas la OTAN y posee gestión de unidades, de archivos y mensajería instantánea de hasta 255 caracteres además de un largo número de funcionalidades logísticas. Usa como interfaz una tablet debidamente rugerizada l y puede ser explotado mediante banda HF, VHF y satélite. La conexión GPS necesaria para las réplicas de posicionamiento que necesita el SITMAP para actualizarse se puede realizar con las radios dejando la conexión satélite libre para correr el software. Sin embargo, BMS está encaminado a unidades de caballería, cuyos desplazamientos son menos veloces y, por tanto, el tiempo de réplica necesario para actualizar las posiciones es más amplio que el necesario para HELO. Salvando este último aspecto, este sistema se considera como la opción más viable y eficaz. 8.5. FUNCIONAMIENTO En este apartado no se va a hacer referencia al funcionamiento en vuelo sino que se va a desarrollar la parte del funcionamiento del PC en estático (figura 12, página 17), que es otro aspecto importante del que se quiere dotar al proyecto. Para llevarlo a cabo es necesario separar la zona hertziana (zona de radiación de las antenas) tanto de la zona de explotación (zona desde la que se operan los equipos) como de la zona de vida. De tal manera que si el enemigo localiza k Compartimento específico en un vehículo donde se opera con los equipos. l Protección que llevan los equipos para aumentar su resistencia a golpes y condiciones extremas. Creación de un Puesto de Mando móvil para HT-27 y HU-21 17 la zona hertziana, puesto que es detectable, y la ataca, no produzca bajas. Para ello, se establecerá el HELO como zona de explotación, salvándola de cualquier ataque a la zona hertziana. Para establecer la zona hertziana, el HELO irá dotado de varios cofres que transportarán el material necesario para generar un PC en estático (ANEXO 8), pero operado desde dentro del HELO. La intención, por tanto, es establecer esta zona varios metros apartada de la zona de explotación, de tal manera que las emisiones ya no se harán desde la aeronave. Para ello, al establecer el PC en estático se requiere cambiar las conexiones de antena de todos los dispositivos para que así comiencen a trabajar con las antenas instaladas en el exterior. La alimentación en estático se realizará mediante el grupo electrógeno permanente del que se ha de dotar al HELO, que se desarrolla en el apartado 8.6.2 (página19). Para que el PC no esté en ningún momento sin enlace, el grupo electrógeno se encenderá antes de apagar por completo el HELO, de tal manera que, mediante la activación de un conmutador que es necesario crear, la electricidad dejará de tomarse del HELO para tomarse del grupo electrógeno. 8.6. ALIMENTACIÓN Figura 12. HU-21 desplegado como PC estático. Fuente: FAMET Figura 13. En la imagen superior izquierda, la zona de carga del HU-21 en la superior e inferior derecha ampliación de las tomas, en la inferior izquierda toma situada en la puerta de embarque. Fuente: Elaboración propia. CUD-AGM PCAEROMOV 18 CAC. Jorge de la Fuente Jiménez La alimentación es uno de los aspectos clave del trabajo, porque tras identificar las necesidades, obviamente, hay que hacerlas operar, y para ello se necesita que funcionen con alimentación. La alimentación es distinta en función de si el HELO está volando o si está en tierra. Por tanto, se ha dado solución para las dos situaciones. 8.6.1. EN VUELO Como se observa en la figura 13, el HELO tiene 7 tomas a las que conectarse. Sin embargo la electricidad que se puede tomar no es suficiente para alimentar los amplificadores de las radios, con lo que no emitirían con la potencia deseada y necesaria y se quedarían emitiendo como una radio portátil reduciendo así las prestaciones que se pretende otorgar. Para tratar de obtener la mejor comunicación posible operando con toda la potencia que la radio pueda necesitar, llevarán incorporados los correspondientes amplificadores. A. Soporte amplificador vehicular para radio PR4G Con este soporte (figura 14) la radio PR4G v3 pasa de una potencia de emisión de 5 W a 50 W. Además este soporte es de fácil manejo y permite la posibilidad de ser colocado en rack gracias a los enganches que posee para su anclaje en el vehículo.[9] B. Soporte amplificador vehicular para radio HARRIS 5800H-MP Con este soporte (figura 15) la radio Harris 5800 aumenta su potencia de emisión, pasando de 1 W/5 W/20 W a 125 W/400 W y, además, aporta enganches para poder dejar el equipo perfectamente colocado tanto en baúl como en rack.[10] C. Soporte amplificador vehicular para radio HARRIS AN/PRC 117G Con este soporte (figura 16) la radio Harris AN/PRC 117G, pasa de una potencia de emisión de 10 W/20 W a 65 W.[11] La solución propuesta es tomar de la aeronave la electricidad necesaria para el funcionamiento de equipos de bajo consumo, es decir, el ordenador soporte del software y sus pantallas, los módems, los cifradores etc., e introducir una o varias baterías recargables de gran potencia similares a las que lleva instaladas el vehículo COLMENAR (ANEXO 9) para alimentar los equipos radio. En dicho vehículo estas baterías alimentan el doble de radios de las que se propone utilizar en este proyecto y son recargables mediante alimentación externa. Figura 14. Amplificador PR4G, Fuente: Elaboración propia. Figura 15. Radio HARRIS 5800 conectada al amplificador, Fuente: Elaboración propia Figura 16. Amplificador HARRIS AN/PRC 117G, Fuente: Elaboración propia. Creación de un Puesto de Mando móvil para HT-27 y HU-21 25 11. BIBLIOGRAFÍA [1].- http://www.ejercito.mde.es/unidades/Madrid/famet/Helicopteros/index.html Última visita: 25/10/2016 [2].- Empleo de las fuerzas terrestres, PD1-001, Ministerio de Defensa. [3].- https://mundo.sputniknews.com/rusia/201605291060188151-Rusia-desarolla-puestos-demando-voladores-de-nueva-generacion/ Última visita: 24/10/2016 [4].- Información clasificada. [5].- http://www.infodefensa.com/es/2009/07/01/noticia-el-inta-inicia-la-fabricacion-de-unnuevo-uav-mas-avanzando-y-grande-milano.html Última visita: 17/10/2016 [6].-http://atlanttic.uvigo.es/investigadores-gallegos-prueban-un-sistema-de-comunicacionsatelital-en-tiempo-real-en-drones/ Última visita: 22/10/2016 [7].- http://hflink.com/standards/MIL_STD_188-141C.pdf Última visita: 26/10/2016 [8].- https://www.thalesgroup.com/en/worldwide/defence/what-we-do-radio-communicationsair-communications/antares-family Última visita: 25/10/2016 [9].- https://www.pccomponentes.com/raspberry-pi-3-modelo-b Última visita: 15/10/2016 [10].- https://www.thalesgroup.com/en/worldwide/defence/pr4g-fstnet-product-family Última visita: 20/10/2016 [11].- https://www.harris.com/sites/default/files/downloads/solutions/rf-5800h-mp-hf-manpackradio.pdf Última visita: 26/10/2016 [12].- http://www.midkiff.cz/obj/firma_produkt_priloha_147_soubor.pdf Última visita: 23/10/2016 [13].- DGAM: “Procedimiento para la aprobación de modificaciones en aeronaves, motores y hélices”. http://www.defensa.gob.es/Galerias/portalservicios/aeronavegabilidad/PRO-APROMOD.PDF Última visita: 26/10/2016 CUD-AGM PCAEROMOV 26 CAC. Jorge de la Fuente Jiménez 12. ANEXOS CUD-AGM PCAEROMOV 4 CAC. Jorge de la Fuente Jiménez ANEXO 1 RESTRICCIONES HELO HT-27 Y HU-21 Información extraída del manual de vuelo de eurocopter PMV-332 vol.1 del HELO as 331 B1, Superpuma VIP CUD-AGM PCAEROMOV 6 CAC. Jorge de la Fuente Jiménez CUD-AGM PCAEROMOV 8 CAC. Jorge de la Fuente Jiménez ANEXO 2 PLANOS Y MEDIDAS HU-21 Información extraída del manual de vuelo de eurocopter PMV-332 vol.1 del HELO as 331 B1, Superpuma VIP CUD-AGM PCAEROMOV 10 CAC. Jorge de la Fuente Jiménez ANEXO 3 PRUEBAS MÓDEM HFDVL EN HELO Extracto del informe del proyecto de pruebas de conectividad del módem HFDVL en HU-21. Fuente: MMCICOM CUD-AGM PCAEROMOV 18 CAC. Jorge de la Fuente Jiménez CUD-AGM PCAEROMOV 20 CAC. Jorge de la Fuente Jiménez ANEXO 6 CUD-AGM PCAEROMOV 22 CAC. Jorge de la Fuente Jiménez HARRIS 5800 Fuente: https://www.harris.com/sites/default/files/downloads/solutions/rf-5800h-mp-hfmanpack-radio.pdf Última visita: 26/10/2016 ANEXO 7 CUD-AGM PCAEROMOV 24 CAC. Jorge de la Fuente Jiménez SISTEMA DE ANTENA NVIS Imagen extraída del manual de operador del vehículo COLMENAR, Fuente: FAMET ANEXO 8 CUD-AGM PCAEROMOV 26 CAC. Jorge de la Fuente Jiménez HARRIS AN/PRC-117G Fuente: http://www.midkiff.cz/obj/firma_produkt_priloha_147_soubor.pdf Última visita: 26/10/2016