Uma formulação da dinâmica da aeronave flexível é apresentada e usada na investigação das contribuições da flexibilidade e efeitos de aerodinâmica não-estacionária sobre as características da mecânica de voo. A metodologia é aplicada a um planador construído em material composto com asas enflechadas de alto alongamento. Para a representação dos fenômenos aerodinâmicos não-estacionários, uma teoria das faixas modificada aplicável a asas enflechadas é empregada. A formulação permite que a matriz de coeficientes de influência seja calculada no domínio da frequência. São consideradas, na obtenção das forças aerodinâmicas, tanto as contribuições dos graus de liberdade flexíveis quanto de corpo rígido, no regime linear e de pequenas perturbações. O modelo aerodinâmico, no domínio do tempo, é obtido após a aplicação da aproximação por funções racionais segundo o modelo de Roger. As informações relacionadas ao comportamento estrutural decorrem, inicialmente, de um modelo de elementos finitos de casca, empregado em uma análise modal para obtenção dos modos naturais de vibração. As formas deformada e indeformada das superfícies sustentadoras são aproximadas através de um procedimento de interpolação empregando splines de superfície. O eixo elástico é obtido, para diversas seções ao longo da envergadura, segundo uma metodologia baseada no método de mínimos quadrados. Processo semelhante é empregado para a caracterização das formas modais. O resultado é uma viga equivalente para a qual são dados um deslocamento vertical e um ângulo de torção ao longo da envergadura. Fica, assim, assegurada a correlação entre pontos de controle aerodinâmicos e estruturais. Através de formulação Lagrangeana, são obtidas as equações diferenciais do movimento, apoiadas sob as hipóteses de desacoplamento inercial e pequenas perturbações. Tais equações podem ser utilizadas para obtenção de condições de voo de equilíbrio, estudo da estabilidade e resposta em frequência ou mesmo integradas ao longo do tempo, como ilustrado através de uma série de exemplos aplicados à aeronave estudada. Especial atenção é dada à identificação de contribuições dos efeitos de flexibilidade e de aerodinâmica não-estacionária. Destacam-se as simulações de resposta a perturbações do tipo doublet aplicadas às superfícies de comando. O impacto da variação na quantidade de modos elásticos e termos de atraso aerodinâmico utilizados é também abordado.

A pronta detecção da ocorrência de falhas em sistemas de engenharia é de grande significância. Nas últimas quatro décadas a área de detecção de falhas tem feito grandes avanços, principalmente pela melhoria dos sistemas computacionais. Devido ao grande escopo da área de detecção de falhas e às dificuldades de soluções em tempo real, várias técnicas foram desenvolvidas ao longo dos anos. Este trabalho apresenta duas técnicas distintas de detecção de falhas, as inovações de um Filtro de Kalman e o cálculo da distância de Mahalanobis; estas são aplicadas a uma planta didática que representa o comportamento de um helicóptero com três graus de liberdade. Foram simuladas falhas abruptas e incipientes nos dois motores do helicóptero, além de perturbações abruptas e incipientes. As técnicas são implementadas de forma separada e num esquema híbrido; apresenta-se o desempenho destas tanto sozinhas quanto usadas em conjunto no esquema híbrido proposto. A técnica das inovações do Filtro de Kalman mostrou-se melhor em relação à rejeição aos distúrbios e o esquema híbrido proposto apresenta um desempenho superior na detecção das falhas, mas não tão bom na rejeição aos distúrbios. Como continuidade do trabalho é proposta a implementação de uma terceira técnica no esquema híbrido.

O mercado aeronáutico tem se tornado cada vez mais competitivo. Este cenário tem pressionado as fabricantes de aeronaves a buscarem soluções inovadoras para aumentar a eficácia de seus processos de fabricação. Neste contexto surgiu o projeto AME (Automação da Montagem Estrutural de aeronaves), uma parceria entre o ITA e a EMBRAER para pesquisa e desenvolvimento de soluções economicamente viáveis para automação do processo de junção de fuselagens aeronáuticas. Um produto deste projeto é o EFIP (Efetuador de Furação e Inserção de Prendedores). Este efetuador robótico é utilizado para automatizar os processos de furação e instalação de prendedores. Neste contexto esta dissertação propõe uma solução para a arquitetura de software de controle para o efetuador multifuncional EFIP. Para seleção da arquitetura de controle do efetuador foram avaliadas três abordagens com características para implementação de aplicativos baseados em eventos discretos. Duas destas abordagens são específicas para controlar sistemas a eventos discretos: o state diagram e o statechart. Ambas apresentaram limitações. A primeira por ser mais adequada para sistemas de baixa complexidade e a segunda devido ao processo de conversão do statechart para linguagem LabviewTM. A terceira abordagem avaliada foi a arquitetura produtor-consumidor. Apesar de também apresentar limitações referentes à sua aplicação foi a arquitetura selecionada. Esta arquitetura possui um código aberto que permitiu ser customizado para atender aos requisitos do software de controle do EFIP. Para verificação da arquitetura selecionada foram utilizadas duas técnicas: A primeira faz verificação formal utilizando autômatos temporizados e a ferramenta UPPAAL. A segunda verifica o software desenvolvido por meio da aplicação de testes utilizando a metodologia COFI. As técnicas de verificação apresentaram contribuições importantes e complementares.

Durante a investigação de um acidente aeronáutico, inúmeras informações relacionadas à aeronave, ao controle do espaço aéreo e ao local da ocorrência são colhidas com a finalidade de ajudar os investigadores a descobrir as causas que levaram ao acidente. O presente trabalho tem o objetivo de demonstrar as aplicações da utilização de imagens como método auxiliar de investigação de acidentes aeronáuticos. Apesar de uma recomendação de segurança ter sugerido a criação de um dispositivo padrão de gravação de vídeo resistente a acidentes no relatório de investigação do incidente do voo 105 da UsAir, ocorrido em 1989, e mesmo tendo figurado entre a lista das inovações mais desejadas" (NTSB - Most Wanted List) da NTSB desde 2002, até a data de publicação desta dissertação um equipamento de gravação de vídeo e imagens não havia se tornado item de série na aviação comercial. Após uma revisão detalhada da literatura, sobre equipamentos de gravação de voo e acidentes aeronáuticos, e apresentado um estudo de caso envolvendo acidentes que utilizaram informações registradas por câmeras fotográficas e câmeras de vídeo como ferramenta de investigação de acidentes. Propõem-se também procedimentos para: a) localizar convenientemente as câmeras, de modo a fornecer grande cobertura; b) extrair informações relevantes das imagens para os investigadores de acidentes; c) utilizar simuladores de voo para localização das câmeras.

Já é conhecido que nos últimos 50 anos muitos sistemas de propulsão, principalmente os motores foguete, tanto a propelente sólido como líquido, tem apresentado muitos problemas de instabilidade de combustão, sendo esta a maior preocupação durante a fase de projeto. Essas instabilidades se manifestam principalmente através de oscilações de pressão na câmara e muitas vezes na forma de modos acústicos fundamentais, ou seja, instabilidades acústicas e as mesmas podem aumentar a taxa de transferência de calor para as paredes da câmara, podendo levá-la a explosão. O presente trabalho tem como principal finalidade a avaliação de uma metodologia para o projeto de dispositivos passivos (ressonadores de Helmholtz) para o controle de instabilidades acústicas em câmaras de combustão. Como primeiros passos foram feitos ensaios acústicos para se conhecer as características acústicas da câmara. A partir destes dados foi feito um cálculo utilizando o modelo do Ressonador de Helmholtz para se definir as dimensões do ressonador a ser construído para amortecer uma determinada freqüência de ressonância selecionada. Os resultados obtidos com ensaios a frio se mostram satisfatórios no percentual de absorção para a freqüência de projeto e também em uma faixa próximo desta. Bom resultado também é obtido na predição das freqüências ressonantes da câmara. Ensaios a quente também foram realizados para verificar o comportamento do ressonador nestas condições. Os dados experimentais permitem afirmar que a metodologia empregada pode ser útil para o dimensionamento de ressonadores que permitem atenuar os efeitos de instabilidade de combustão.

Modelos para a previsão de ruído gerado por motores a jato, como turbofan de alta razão de bypass, são utilizados neste trabalho. Estes modelos, em conjunto com programas computacionais desenvolvidos no ITA, simulam a geração de ruído em cada componente do motor e, então, determinam o ruído total irradiado. Métodos empíricos são utilizados na determinação do nível de pressão sonora para cada banda de 1/3 de oitava, em função da direcionalidade da fonte de ruído e da distância do observador até a fonte. A importância da previsão de ruído gerado por motores aeronáuticos é ressaltada, sobretudo nos critérios que tangem a certificação de aeronaves comerciais. Os componentes principais a serem estudados são: fan/compressor, câmara de combustão, turbina e bocal propulsor (jato simples). Resultados para jatos simples são comparados com dados da literatura e para um motor tipo turbojato novo são obtidos. A simulação de funcionamento do motor completo, para gerar dados do escoamento para o cálculo do ruído, é comentada. Os dados de propriedades do escoamento e de projeto do motor são feitos de modo a obterem as informações necessárias a cada modelo de previsão de ruído. Os modelos utilizados para previsão de ruído de compressor, de câmara de combustão, de turbina e de jato simples são respectivamente NASA TM-195480, SAE ARP-876D, NASA-ANOPP e ESDU Item 98019. Um módulo capaz de calcular o nível de ruído produzido por um motor é incorporado ao programa de simulação numérica de funcionamento de turbinas a gás, sendo capaz de predizer os níveis de ruído em condições de operação fora do ponto de projeto. Espera-se, com isto, obter informações importantes sobre ruído, na fase de projeto do motor e/ou para subsidiar proposições para a sua redução.

A comunicação é fundamental para a Segurança de Aviação. Por esse motivo, é essencial implantar ações proativas para aumentar sua efetividade no ambiente aeronáutico. O objetivo. neste trabalho, é discutir a relevância do Treinamento das Habilidades de Comunicação consideradas como habilidades sociais, além das habilidades técnicas, nos cursos dedicados aos profissionais da Aviação. O método utilizado assume a forma de uma abordagem qualitativa, conduzida com base em pesquisa documental. Um dos resultados da pesquisa evidencia a necessidade de formar profissionais habilidosos, dotados de compreensão ampla e sistêmica da importância da comunicação assertiva para a Segurança de Aviação. A conclusão aponta para a urgência de se inserir o Treinamento de Habilidades de Comunicação, não apenas como uma disciplina no currículo dos cursos de Aviação, mas também como elemento essencial na abordagem dos programas de formação, por tratar-se de instrumento potencializador, capaz de desenvolver, nos futuros profissionais, habilidades de comunicação fundamentais no exercício de suas atividades.

O presente trabalho tem por objetivo apresentar um modelo para a gestão das investigações de acidentes aeronáuticos conduzidas sob a responsabilidade do Sistema de Investigação e Prevenção de Acidentes Aeronáuticos (SIPAER). O estudo aponta a lacuna existente no SIPAER no tocante à gestão dos processos que integram a atividade de investigação de acidentes. A falta de um modelo dificulta o desenvolvimento das investigações com a eficiência desejável, demandando um maior volume de recursos e ensejando um maior consumo de tempo para a conclusão dos trabalhos, o que acaba comprometendo, potencialmente, a segurança operacional da aviação. O trabalho enfatiza, também, as semelhanças entre as características de um projeto e as características de uma investigação, justificando, assim, a adoção de práticas consagradas no gerenciamento de projetos para a condução de investigações, com as devidas adaptações. Com a adoção do modelo proposto, a emissão de recomendações de segurança operacional destinadas a evitar a consumação de novos acidentes poderia ocorrer com maior celeridade, aumentando a eficiência da investigação como ferramenta de prevenção. O modelo apresentado neste trabalho se restringe ao aspecto gerencial de uma investigação e não contempla os aspectos técnicos envolvidos naquela atividade.

A aviação de helicópteros e aeronaves de asas rotativas é extremamente versátil e demonstra sua efetividade operacional em inúmeras missões e em diversos cenários. Entretanto, cada cenário apresenta ameaças e fatores de risco que a tripulação deve analisar e gerenciar, a fim de evitar situações que possam expor a aeronave a riscos desnecessários. A Amazônia Legal apresenta características que, em situações isoladas ou acumuladas com outros fatores, podem se tornar potenciais fatores de risco e conduzir a um acidente. Esta dissertação, alicerçada em trabalhos clássicos de análise e gerenciamento de risco, apresenta métodos que tornam efetivo o gerenciamento de risco dos diversos ambientes nos quais a aviação opera. No caso desta dissertação são analisadas as características amazônicas, relacionando as que apresentam possibilidade de risco à aviação de helicópteros. Este arranjo, que emprega o Diagrama de Causa e Efeito, a Matriz de Impactos Cruzados e a Matriz de Vulnerabilidade, permite classificar os fatores de risco quanto à sua motricidade, orientando as ações de atenuação ou eliminação dos riscos. Após esta análise, a pesquisa sugere uma complementação à planilha de probabilidade do Método SIPAER (Sistema de Investigação e Prevenção de Acidentes Aeronáuticos) de Gerenciamento do Risco (MSGR), incluindo o fator Amazônico. A complementação do MSGR é aplicada em uma missão de helicóptero na região amazônica, a qual permite testar a hipótese de pesquisa. Ao final, são feitas recomendações e apontadas sugestões para trabalhos futuros.

Com o constante aumento da confiabilidade da tecnologia aeronáutica, as falhas que ocorrem devido a equipamentos ou materiais são cada vez mais raras e as principais causas de acidentes são atribuíveis, hoje em dia, ao ser humano. Assim, a habilidade para investigar, classificar e detectar os fatores humanos, que se encontram na origem de acidentes e incidentes, passa a ter importância central no esforço de se evitar recorrências ou ainda no estabelecimento de defesas, de modo a impedir que os "erros humanos" se repitam ou se propaguem. O objetivo deste trabalho foi estudar um software que fizesse a análise e classificação destes erros. A fim de se comprovar a aplicabilidade do programa, é feita também uma aplicação deste em um acidente aeronáutico ocorrido no Brasil, onde houvesse pelo menos um fator humano como uma das hipóteses prováveis para o acidente, e, cuja investigação já tivesse sido concluída pelo órgão investigador. Foi escolhido para tal aplicação o programa SERA (Systematic Error and Risk Analysis), que teve sua origem no objetivo de preencher o sistema HFACS (Human Factors Analysis Classification System). Sendo um programa de fácil utilização, o SERA conduz o investigador, através de perguntas simples e diretas, à emersão das falhas ativas do operador e das pré-condições nos diversos níveis da organização. O SERA provê também uma comparação das suas classificações com as do sistema HFACS durante a análise. A sequência estruturada da análise levou a evidência de duas falhas ativas no caso do acidente estudado. Ao final do trabalho faz-se uma breve comparação da classificação do SERA e do HFACS para este acidente.