Il Paracadute per il Drone Multirotore come ausilio all'autorizzazione Enac per le Operazioni Critiche

Il regolamento Enac per i mezzi aerei a pilotaggio remoto, che entrerà in vigore il 30 Aprile, prevede il regime dell' autorizzazione per lo svolgimento delle operazioni critiche, ovvero per le operazioni condotte su aree congestionate, assembramenti, infrastrutture, e tutte quelle realtà che rappresentano potenziali sorgenti di pericolo in caso di impatto del drone. Per aree congestionate s'intendono aree residenziali o in generale aree che, per loro natura, possono risultare in assembramenti di persone.

Il rilascio dell’autorizzazione per operare con un drone (SAPR, in gergo tecnico ) in uno scenario critico è soggetto ad accertamenti da parte dell’ENAC sulla base della dichiarazione presentata dall'operatore e dei documenti associati. Gli accertamenti sono funzione del livello di criticità delle operazioni e delle complessità del sistema.

Alla luce di quanto esposto risulta evidente che le caratteristiche dell' area operativa e le caratteristiche del drone sono due fattori determinanti per l'ottenimento dell'autorizzazione Enac per lo svolgimento delle operazioni critiche.

L'AREA DI BUFFER

La normativa prevede che attorno all'area operativa debba essere presente un' area buffer. Per area di buffer, o distanza orizzontale di sicurezza, si intende la distanza che intercorre tra l'area di operazione e le aree limitrofe, non oggetto delle operazioni, che potrebbero essere interessate in caso di atterraggio forzato o incontrollato del SAPR ed ha caratteristiche analoghe a quelle dell'area operativa. L'adeguatezza delle dimensioni del buffer è determinata attraverso la valutazione dei possibili comportamenti in caso di avaria del sistema, valutazione che può essere assolta nel periodo sperimentale. E' evidente che l'ampiezza dell'area di buffer è strettamente correlata al comportamento del drone multirotore soggetto ad un malfuzionamento. Se il drone non risponde ai comandi può allontanarsi molto velocemente e percorrere distanze molto elevate.

Per cercare di risolvere questo problema, e per restringere l'area di buffer, può venire in aiuto un sistema di terminazione del volo. Un possibile sistema di terminazione può essere rappresentato da un dispositivo radiocomandato, indipendente dal sistema principale, in grado di interrompere su comando dell'operatore l'alimentazione elettrica del drone provocandone così la caduta all'interno dell'area di buffer.

Abbinando, contestualmente alla terminazione del volo, l'apertura di un eventuale paracadute installato a bordo del drone, non solo si può restringere ulteriormente l'area di buffer ma si abbatte drasticamente il rischio di creare danni a cose e persone al suolo a prescindere dalla tipologia della zona in cui ci si trova. Oltretutto, con l'entrata in azione del paracadute, viene salvaguardato sia il drone che i dispositivi di bordo utilizzati per il lavoro aereo come le apparecchiature fotografiche, sensori per acquisizione dati come LiDAR, camere termiche etc. che in genere sono molto costosi.

Scenario operativo critico con area di buffer

LE CARATTERISTICHE DEL DRONE PER LE OPERAZIONI CRITICHE 

Tra i requisiti richiesti dall' ENAC  uno tra più importanti è quello che il SAPR deve riuscire a mantenersi in volo nel caso di un singolo guasto. Il guasto può colpire un motore, un elica, la batteria, la flight control, il radiolink e qualsiasi altro componente del velivolo. Ne consegue che, per essere sicuri che il SAPR superi la singola failure, si debba creare un sistema ridondante di tutte quelle componenti che in caso di guasto pregiudicano l'integrità del volo e del controllo remoto.

Anche in questo caso il sistema di terminazione associato ad un paracadute adeguato può venire in aiuto. La sua presenza potrebbe abbassare i requisiti tecnici richiesti dall' ENAC sul SAPR per ottenere l'autorizzazione. Infatti, anche se il sistema non fosse ridondante, in caso di singola failure il volo può essere terminato e il SAPR scendere a terra a velocità ridotta grazie al paracadute abbattendo ancora una volta  i rischi.

UNO SGUARDO AI NOSTRI VICINI FRANCESI

Il sistema del paracadute è molto utilizzato in Francia  sui droni multirotori omologati e abilitati ad operare nello scenario S3 della normativa DGAC ( l' equivalente francese della nostra ENAC  ).

 Lo scenario S3 è molto simile allo scenario critico Enac, ma a differenza del regolamento ENAC che non prevede fasce intermedie tra 2 Kg. e 25 Kg.  Il regolamento DGAC prevede un peso massimo del drone di 4 Kg. quando impiegato nelle zone congestionate ed agglomerati urbani con possibile assembramenti di persone, come detto, proprio lo scenario S3. Nell' S3 Francese il volo va effettuato a vista con il drone ad una distanza massima di 100 metri dal pilota e ad un altezza massima di 150 metri.

Il drone multirotore Y6 omologato in Francia per lo scenario S3 venduto da rcdrone.com - Notare la presenza del paracadute installato nella parte anteriore

In definitiva l'utilizzo di un sistema di terminazione del volo abbinato ad un paracadute, adeguatamente dimensionato, potrebbe agevolare l'ottenimento dell'autorizzazione ENAC per le operazioni critiche ed abbassare i requisiti tecnici richiesti per il drone multirotore.

I SISTEMI DI PARACADUTE ESISTENTI ADATTI AI DRONI MULTIROTORI
Tra i vari produttori, due realtà che hanno in catalogo sistemi a paracadute studiati ed ottimizati per essere impiegati sui droni multirotori sono M.A.R.S. Parachutes e OPALE Paramodels


M.A.R.S. Parachutes
E' un azienda Californiana che ha alcuni rivenditori anche in Europa, in catalogo  ha 3 modelli di paracadute

MARS MINI

Il MARS MINI è un cilindro al cui interno è presente il paracadute spinto da una grossa molla all'apertura del coperchio, che avviene tramite un servo. E' dedicato ai piccoli multirotori, come i quadricotteri, che devono pesare al massimo 1.8 Kg.
 Il diametro del paracadute aperto è di 90 cm e il peso complessivo del sistema è di 118 grammi. Viene venduto a circa 150 euro a seconda del rivenditore, il servo è incluso e sono comprese le viti di fissaggio



MARS  58 

Stesso sistema a cilindro del MARS MINI, adatto per i droni multirotori di peso massimo 4.5 Kg. Il diametro del paracadute aperto è di 147 cm. e il peso del sistema è di 311 grammi.
Compreso di servo e di viti di fissaggio costa circa 430 euro



MARS 120

Il MARS 120 è dedicato ai grossi multirotori di peso massimo 11 Kg. Aperto ha un diametro 3.4 metri e il peso complessivo è di 907 grammmi. Costa circa 1500 euro pronto all'uso



OPALE PARAMODELS
E' una società francese che ha sviluppato paracadute per multirotori adatti alla normativa DGAC che impone al drone di avere una forza  di impatto al suolo inferiore ai 69 Joule
Al contrario del sistema MARS che lancia il paracadute verso l'alto, il sistema OPALE lancia verso il basso. Sono presenti diverse taglie di paracadute ed è stato sviluppato anche un sistema che si adatta al DJI S800. A seconda del diametro del paracadute e del peso del multirotore si può determinare la velocità di discesa tramite la tabella seguente:

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Il Paracadute OPALE per il DJI S800

Lista completa dei modelli di paracadute e prezzi a questo indirizzo dello shop opale 

Ecco come funziona il paracadute Opale sul DJI S800: