Beneficios de utilizar un autopiloto conforme a las normas DO y listo para la certificación de UAS y VTOL

Las normativas internacionales exigen cada vez más que los drones y las aeronaves VTOL que operan en escenarios críticos para la seguridad se sometan a procesos de aeronavegabilidad comparables a los aplicados en la aviación tripulada tradicional.

Existen numerosos estándares y regulaciones aplicables a lo largo del ciclo de vida de diseño, desarrollo y producción de una aeronave, emitidos por diferentes organismos reguladores y de normalización (por ejemplo, SC-VTOL, STANAG 4703, STANAG 4671, STANAG 4586, EN 9100, ISO 9001, entre otros). Para el desarrollo de aviónica, los estándares a nivel de sistema más adoptados incluyen SAE ARP4754B (ED-79B) para el desarrollo de sistemas y SAE ARP4761A (ED-135) para la evaluación de seguridad. A nivel de elemento, el software, el hardware y la cualificación ambiental se desarrollan habitualmente de acuerdo con DO-178C, DO-254 y DO-160, junto con sus equivalentes en EUROCAE ED-12C, ED-80 y ED-14G.

Estos estándares de aeronavegabilidad proporcionan el marco para desarrollar aviónica crítica para la seguridad, garantizando que el software, el hardware electrónico aerotransportado y la cualificación ambiental se lleven a cabo bajo rigurosos procesos de desarrollo y verificación. Para lograrlo, las actividades de desarrollo se rigen por la metodología de Nivel de Garantía de Diseño (DAL), que clasifica los sistemas según su impacto potencial en la seguridad. Actualmente, Embention desarrolla su aviónica hasta DAL-B, al tiempo que continúa su hoja de ruta hacia DAL-A, el nivel más alto de garantía de desarrollo.

Hasta que esté disponible un estándar técnico específico, como ETSO en Europa o TSO en EE. UU., para todas las aplicaciones de autopilotos para UAS, los proyectos de certificación siguen basándose en demostrar la trazabilidad entre los requisitos a nivel de aeronave y los requisitos del autopiloto correspondientes, la implementación y las evidencias de verificación. Por este motivo, el cumplimiento de los estándares ya publicados para la garantía de desarrollo de sistemas de aviación tripulada, como DO-178C y DO-254, desempeña un papel tan crucial en el desarrollo moderno de autopilotos.

Quiero certificar mi UAS o eVTOL, ¿por dónde empiezo?

Una vez definida la complejidad de una aeronave y su operación prevista, los fabricantes se enfrentan al reto de diseñar un sistema completo que cumpla con la base de certificación aplicable y los objetivos correspondientes del Nivel de Garantía de Diseño (DAL). Cada etapa del desarrollo debe seguir procesos definidos generando al mismo tiempo las evidencias requeridas para demostrar el cumplimiento.

En este escenario, contar con subsistemas críticos que ya hayan sido desarrollados siguiendo las normas de aeronavegabilidad representa una ventaja significativa. Los equipos críticos, como el autopiloto, pueden proporcionar elementos de desarrollo, evidencias de verificación y procesos documentados que reducen considerablemente el esfuerzo de certificación requerido a nivel de aeronave.

Dependiendo del programa de certificación, estos elementos pueden integrarse directamente mediante la trazabilidad desde los requisitos del sistema de la aeronave hasta los requisitos a nivel de elemento, junto con el paquete de documentación correspondiente. En otros casos, puede ser necesario un trabajo adicional para abordar requisitos específicos del proyecto, diferentes objetivos DAL o configuraciones específicas de la aeronave.

Uno de los subsistemas más críticos en cualquier UAS o eVTOL es el ordenador de control de vuelo. Debido a que contribuye directamente a la seguridad de la aeronave, desempeña un papel central durante las evaluaciones de seguridad del sistema y en todo el proceso de certificación.

Por lo tanto, disponer de un autopiloto desarrollado de acuerdo con las normas DO representa un gran paso hacia la certificación, asegurando que los requisitos a nivel de aeronave asignados al sistema de control se han implementado siguiendo un proceso de garantía de desarrollo que garantiza su diseño y verificación seguros. Sin embargo, integrar un autopiloto conforme en una aeronave no certifica automáticamente ni el subsistema ni la propia aeronave. La certificación también depende de la integración en la aeronave, los conceptos operacionales, los perfiles de misión, las evaluaciones de seguridad y la base de certificación general acordada con la autoridad de certificación. Actualmente, sin ningún estándar específico para sistemas UAS adoptado por las principales autoridades de aviación (EASA en Europa, FAA en EE. UU.), la certificación sigue realizándose a nivel de aeronave.

Entonces, ¿es conveniente instalar un autopiloto conforme a DO?

Sin lugar a dudas, sí.

Desarrollar un sistema crítico para la seguridad que cumpla con los estándares de la aviación requiere una inversión sustancial en recursos de ingeniería, personal especializado, actividades de verificación y documentación de certificación. Adquirir un autopiloto que ya haya sido desarrollado siguiendo DO-178C, DO-254 y DO-160 reduce significativamente este esfuerzo al proporcionar procesos de desarrollo maduros, gestión de configuración, garantía de calidad, evidencias de verificación y trazabilidad documentada.

En lugar de desarrollar una plataforma de aviónica completamente nueva, los fabricantes de aeronaves pueden centrarse en demostrar el cumplimiento a nivel de aeronave mientras aprovechan los elementos de desarrollo existentes listos para la certificación. Esto puede ahorrar años de trabajo de ingeniería y reducir sustancialmente tanto los costes de desarrollo como el riesgo de certificación.

En la mayoría de los programas de certificación, los fabricantes solo necesitan demostrar que la configuración del autopiloto, incluidos los archivos de elementos de datos de parámetros (PDIFs), cumple con los requisitos de certificación específicos de la aeronave. Dado que el software subyacente ya se ha desarrollado bajo rigurosos procesos de aeronavegabilidad, las actividades restantes suelen centrarse en la integración, la verificación a nivel de aeronave y la trazabilidad, en lugar del desarrollo de hardware y software de bajo nivel.

Además, muchos estándares de certificación de aeronaves exigen que sus sistemas se desarrollen siguiendo procesos de garantía de desarrollo, siendo ARP4754B, DO-178C y DO-254 los estándares más aceptados para sistemas, software y hardware electrónico, respectivamente. La integración de un autopiloto conforme en una aeronave garantizará que dichos requisitos de certificación se cumplan a nivel de sistema sin un esfuerzo adicional por parte del diseñador de la aeronave.

Te ayudamos

En Embention, hemos adoptado los estándares de aeronavegabilidad de la aviación a lo largo de todo el ciclo de vida del producto. Desde las primeras etapas de diseño, nuestra aviónica se desarrolla siguiendo procesos de certificación reconocidos internacionalmente, como DO-178C para software aerotransportado, DO-254 para hardware electrónico aerotransportado y DO-160 para cualificación ambiental, mientras que el desarrollo de sistemas y las evaluaciones de seguridad siguen las metodologías ED-79B/ARP4754B y ED-135/ARP4761A.

Este enfoque nos permite suministrar aviónica lista para certificar que reduce significativamente el esfuerzo requerido por los fabricantes de aeronaves que buscan la certificación de UAS y eVTOL.

Experiencia en aeronavegabilidad

Embention es la primera empresa especializada en autopilotos para aeronaves no tripuladas en ser aprobada tanto como Organización de Producción Aprobada (POA) como organización con Procedimiento Alternativo a la Aprobación de Organización de Diseño (APDOA). Bajo la supervisión de EASA, Embention es también la única empresa de su sector autorizada para solicitar y poseer autorizaciones de autopiloto ETSO-C198.

Como parte de su hoja de ruta de certificación, Embention trabaja junto con EASA para obtener una ETSOA (Autorización de Orden de Estándar Técnico Europeo) para el Veronte Autopilot. Una vez finalizado, el equipo certificado se entregará con el EASA Form 1, proporcionando a los fabricantes de aeronaves equipos aerotransportados certificados que pueden simplificar y acelerar sustancialmente los programas de certificación de UAS y eVTOL.

Embention ha reforzado aún más su cumplimiento normativo al obtener la aprobación de la Agencia Estatal de Seguridad Aérea (AESA) para la integración de su Sistema de Gestión de la Seguridad de la Información (SGSI / ISMS) en su Aprobación de Organización de Producción (POA). Además de su certificación ISO 27001, la empresa cumple ahora con la regulación europea Part-IS, satisfaciendo los últimos requisitos de ciberseguridad de EASA para las organizaciones de diseño y producción aeronáutica. Este hito refuerza el compromiso de Embention con los más altos estándares de aeronavegabilidad, seguridad y ciberseguridad, asegurando que su aprobación POA permanezca totalmente alineada con el marco regulador europeo en evolución.

Apoyo global a programas de certificación

Nuestra experiencia en certificación se ha construido a través de la participación en algunos de los proyectos de certificación más exigentes de la industria.

Embention ha suministrado aviónica crítica para la seguridad para el programa Amazon Prime Air MK30, ha contribuido al primer Certificado de Tipo de RPAS de ala fija de 85 kg en Europa, ha participado en el primer Certificado de Autorización de Diseño para una RPA emitido por ANAC Brasil, ha completado con éxito el proceso VVZ2 con la Oficina de Aeronavegabilidad de las Fuerzas Armadas Alemanas (LufABw) y continúa apoyando múltiples programas de certificación de eVTOL de nueva generación en todo el mundo.

Esta experiencia práctica en certificación permite a nuestros equipos de ingeniería comprender no solo la normativa aplicable, sino también los retos reales a los que se enfrentan los fabricantes durante la certificación de aeronaves.

La verificación como piedra angular de la certificación

La verificación es una parte fundamental de cualquier programa de certificación exitoso, desempeñando un papel clave para demostrar el cumplimiento de los requisitos aplicables tanto para el software como para el hardware.

Embention cuenta con un Departamento de Verificación independiente responsable de las actividades de verificación tanto en software como en hardware. Los ingenieros trabajan dentro de un entorno de desarrollo continuo que mantiene una trazabilidad completa entre los requisitos, los procedimientos de verificación, los resultados y las evidencias de certificación a lo largo de todo el ciclo de vida del desarrollo.

La verificación de software sigue la guía establecida por DO-178C, incluidos los ensayos basados en Requisitos de Alto Nivel (HLR) y los ensayos unitarios de Requisitos de Bajo Nivel (LLR). La verificación del hardware se lleva a cabo de acuerdo con la guía aplicable de DO-254, cubriendo la verificación de los requisitos de hardware y la implementación del diseño mediante análisis, revisiones, inspecciones y ensayos apropiados. Estas actividades de verificación se integran a lo largo de todo el ciclo de vida del desarrollo, respaldando el cumplimiento continuo y proporcionando evidencias objetivas para la certificación a medida que el producto evoluciona.

Cualificación ambiental

Como parte del proceso de verificación del diseño, la cualificación ambiental es otro pilar esencial de la certificación.

Embention realiza ensayos de cualificación según DO-160 y MIL-STD-810, evaluando la resistencia de la aviónica a la vibración, la temperatura, la presión, los impactos y otras condiciones ambientales representativas de las operaciones de vuelo reales.

Nuestros laboratorios y equipos de ensayo permiten evaluar y validar los productos durante todo el proceso de desarrollo, ayudando a identificar y mitigar los riesgos técnicos antes y durante las campañas formales de certificación, al tiempo que aumentan la confianza en las demostraciones de cumplimiento.

Un marco de calidad diseñado para la certificación

Todo proceso de garantía de desarrollo necesita un proceso de Garantía de Calidad conforme.

Además de cumplir con los objetivos de Garantía de Calidad y de Procesos de DO, Embention opera bajo Sistemas de Gestión de Calidad certificados conformes con ISO 9001:2015 y EN 9100:2018, garantizando procesos de desarrollo controlados, gestión de configuración, control de documentos, mejora continua y trazabilidad completa en todo el ciclo de vida del producto.

Este marco de calidad proporciona a los fabricantes de aeronaves la confianza de que cada actividad de desarrollo se realiza de acuerdo con estándares aeroespaciales reconocidos internacionalmente.

Seguridad y fiabilidad del sistema

La evaluación de la fiabilidad y la seguridad se integran en cada etapa del desarrollo del producto.

Embention realiza análisis de MTBF (Tiempo Medio Entre Fallos) como parte de sus actividades de Garantía de Desarrollo de Sistemas, siguiendo metodologías reconocidas de la industria para la estimación de la fiabilidad.

Las actividades de evaluación de seguridad se realizan de acuerdo con ED-135/ARP4761A, incorporando técnicas como la Evaluación Preliminar de la Seguridad del Sistema (PSSA), el Análisis de Árbol de Fallos (FTA) y otros análisis de seguridad requeridos para demostrar el cumplimiento de los objetivos de certificación.

En conjunto, estas actividades proporcionan una base sólida para demostrar la fiabilidad y la seguridad del sistema durante todo el proceso de certificación.

Trabajando juntos hacia la certificación

En un proyecto típico, los clientes presentan los requisitos funcionales y de certificación de su aeronave. Nuestros equipos de ingeniería definen las actividades de integración requeridas para satisfacer los requisitos a nivel de aeronave, mientras que nuestros especialistas en certificación adaptan la documentación de certificación existente al proyecto específico.

Este trabajo incluye la trazabilidad de requisitos, la documentación de configuración, las actividades de verificación y la generación de todos los registros de integración necesarios para respaldar la certificación de la aeronave. En lugar de empezar desde cero, los fabricantes se benefician de elementos de certificación maduros que se han mejorado continuamente a través de múltiples programas de certificación.

Como resultado, los clientes reciben no solo un autopiloto de alto rendimiento, sino también el soporte de ingeniería y la documentación de certificación necesarios para facilitar su integración en la aeronave.

Nuestra implicación va mucho más allá del suministro de aviónica. En cada proyecto, Embention trabaja junto con los fabricantes de aeronaves para reducir el esfuerzo de certificación, minimizar el riesgo técnico y acelerar el camino hacia la certificación de UAS y eVTOL.