Atualmente, as empresas fabricantes de aeronaves enfrentam problemas como aumento do nível de automação, otimização das técnicas de projeto e integração de vários sub-sistemas que compõem uma típica aeronave moderna, buscando satisfazer múltiplos requisitos como rapidez, precisão, simplicidade, segurança, conforto e custo, que são comportamentos desejados pelo usuário e que devem ser considerados pelo projetista. Este projeto propõe a utilização da técnica de times assíncronos (A-Team) para a solução numérica de problemas de otimização multi-objetivo envolvendo sistemas aeroespaciais, eventualmente focado no problema de sintonização de autopilotos. Um time assíncrono é um arranjo de algoritmos fracamente alocados, mas que cooperam para atingir um objetivo desejado, compartilhando soluções independentes um do outro, sem necessidade de uma coordenação prévia entre esses algoritmos. Entre os membros do A-Team, incluíram-se algoritmos multi-critério tradicionais como somatório de pesos, método de programação-alvo e, MOGA (Multi-Objective Genetic Algorithms), com o intuito de aumentar a probabilidade de se encontrar pontos de ótimo global, favorecendo o estudo de aplicações mais complexas e criando novas estratégias para o tratamento de problemas dinâmicos.

A computional model is developed for prediction of noise emission from na existing or new turbofan engine. This model allows the simulation of noise generation from high bypass ratio turbofan engines, appropriate for use with computational programs for gas turbine performance developed at ITA. Analytical and empirical methods are used for spectrum shape, spectrum level, overall noise and free-field directivity noise. The most significant noise sources in turbofan engines are modeled: fan, compressor, combustion chamber, turbine, jet (separate streams or mixed jet), with corrections for forward speed, atmospheric attenuation, ground reflection, and nacelle acoustic treatment (perforate liners). The procedures for component noise prediction are combined to yield total turbofan engine noise emission, as a funtion of engine operation condition and of observer (distance and directivity angle).

Este trabalho compara resultados experimentais e de vários modelos numéricos utilizados para reproduzir uma junta sobreposta, unida por quinze rebites distribuídos em três carreiras. Foram confeccionados modelos numéricos 2D simples, porém significativos, variando e combinando o tipo do elemento para representar os rebites e chapas, até o modelo numérico 3D composto de elementos sólidos, que considera contato e atrito entre as chapas e os rebites. Na modelagem numérica são abordados os principais fundamentos teóricos que influenciam o comportamento deste tipo de junta, assim como, na modelagem matemática, são apresentadas as características e propriedades dos elementos utilizados para representar as chapas, os rebites e o tipo de análise empregada. É descrita a metodologia empregada no ensaio experimental e na simulação computacional. Em seguida, é apresentado e comparado o resultado analítico fazendo uso do modelo da linha neutra, com o resultado numérico para os modelos mais significativos deste trabalho. Por fim é feita uma discussão dos resultados numéricos obtidos, apresentada conclusões e propostas para desenvolvimentos futuros.

Determinadas campanhas de Ensaios em Vôo requerem suporte de telemetria, implementada por enlace ponto a ponto de microondas terrestre. Um sistema convencional de telemetria apresenta restrições quanto à banda de freqüência para transmissão, alcance e capacidade de aquisição de dados. Este trabalho de tese propõe um sistema de telemetria inovativo baseado em satcom que permite a operação em regiões de altas freqüências do espectro eletromagnético, que ainda apresentam maior disponibilidade, alcance virtualmente ilimitado entre aeronave e estação de solo e aumento da capacidade de aquisição de dados. Um sistema de telemetria via satélite, poderia permitir a aquisição de dados de ensaios em áreas desprovidas de recursos de comunicação e, através de telemetria simultânea, reduzir o tempo de conclusão de campanhas antecipando a entrada em serviço de novas aeronaves. Utilizando cálculos baseados em dados e características de equipamentos disponíveis no mercado, são apresentados subsídios para análise de viabilidade e confiabilidade de um sistema de telemetria baseado em comunicação via satélite.

Compósitos de matriz polimérica reforçados com fibra de boro, de vidro, de aramida e de carbono estão sendo progressivamente empregados em aeronaves, mísseis e veículos espaciais com o intuito de reduzir massa e aumentar a estabilidade dimensional destas peças em diferentes faixas de temperatura e resistência ao impacto. Há uma crescente necessidade em aplicações civis e militares para materiais compósitos os quais tem características estruturais excelentes, aliada à boa resistência à penetração e alongamento após impacto. Este trabalho teve por finalidade mostrar quais são os principais materiais compósitos, aplicados em painéis balísticos, as principais técnicas de processamento e avaliar sua resistência ao impacto. Um exemplo prático de aplicação foi estudado analisando propriedades balísticas e de resistência à penetração de painéis utilizados para blindagem da porta de acesso à cabine dos pilotos de aeronaves de passageiros. Além do requisito balístico a porta tem a menor massa possível, pois se utilizou materiais compósitos de ultima geração como painel balístico laminado e autoclavado apresentando alta elongação e alto teor de fibras. Foi demonstrado quais materiais, processos de fabricação e ensaios foram utilizados para confecção do modelo de porta reforçada que hoje está em produção e equipando aeronaves comerciais nos quatro cantos do mundo.

O trabalho analisa e caracteriza as incertezas na Análise de Tolerância ao Dano (DTA - Damage Tolerance Analysis) devidas a variações nos espectros de cargas obtidos para as aeronaves F5-E da FAB, com a finalidade de averiguar se os intervalos de inspeção obtidos ao final das análises são significativamente alterados em função de possíveis desvios estatísticos dos dados coletados. Os efeitos de incertezas no espectro de carregamento dinâmico sobre as curvas de propagação de trincas em pontos críticos da aeronave foram analisados através da variação do "mix" original de missões levantado na campanha realizada em 1992-1993 para as aeronaves F5-E do 1 GAC da Base Aérea de Santa Cruz (BASC). Para as análises de crescimento de trincas, foi utilizada a formulação proposta por Forman et alii (1993), e os efeitos de retardo foram analisados segundo as equações propostas por Wheeler (1972) e Willenborg (1974). Com as análises realizadas, foi possível quantificar os possíveis impactos das variações no espectro de cargas sobre os intervalos de inspeção atuais. Os resultados obtidos poderão servir de subsídio para a Revisão da Análise de Tolerância ao Dano da aeronave F-5E BR (aeronaves F-5E modernizadas pela Embraer), projeto a ser realizada pelo Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE), com início previsto para o futuro próximo.

A utilização, cada vez mais intensa, de barramentos padrão MIL-STD-1553B nas aeronaves gera a necessidade de obtenção de conhecimento sobre as tecnologias empregadas no processo de integração física e lógica de sistemas com esses barramentos. Neste trabalho, com o objetivo de obter condições de implementar interfaces dedicadas a essa integração ao barramento, é inicialmente apresentado o padrão MIL-STD-1553B, sendo especificados seus requisitos e as características inerentes a essa tarefa de integração, abordando tanto os aspectos físicos, como o protocolo de comunicação envolvidos; a seguir as estruturas internas dos terminais e interfaces sao apresentadas, juntamente com as recomendações aplicadas à implementação de interfaces para integração ao barramento padrão MILSTD-1553B. Como objeto de aplicação das recomendações, dentro da proposta do trabalho, é implementado um terminal com a função de Monitor de Barramento, sendo os resultados avaliados e apresentados. Finalmente são apresentadas as conclusões obtidas ao longo do desenvolvimento desta tese, juntamente com sugestões de trabalhos futuros seguindo esta linha de pesquisa.

Um progresso substancial tem sido feito no desenvolvimento de sistemas de pintura automatizados nos últimos anos, particularmente na aplicação de robôs em linhas de pintura automotivas e outros ramos industriais. Embora seja estimulado pela necessidade de redução de custos da pintura por item, estes sistemas robotizados de pintura também podem fornecer melhor qualidade e versatilidade nas aplicações de pintura, bem como aumentar a segurança dos trabalhadores retirando-os das cabinas de pintura, zona de trabalho considerada como insalubre. No campo automotivo, carcaças de veículos e caminhões são conduzidas através de transportadores industriais para serem indexados nos sistemas de aplicação robotizada de pintura, o que é um método muito prático para itens pequenos tais como: carrocerias, peças de veículos, porém não é muito prático para grandes carenagens, como aeronaves. O objeto do trabalho consiste na proposição, projeto e avaliação de uma célula robotizada para executar pintura de grandes carenagens, tais como aeronaves, de tal maneira que a tarefa seja efetuada repetitivamente obedecendo ao ciclo produtivo de pintura, uma vez estabelecido um determinado posicionamento da aeronave no hangar de pintura. Os principais equipamentos da célula são dimensionados de acordo com as condições de referência assumidas. Modelos cinemáticos e dinâmicos são determinados e utilizados no projeto. As provas de conceito, a verificação de projeto e o desenvolvimento da aplicação são efetuados através de simulação do sistema em plataforma 3-D utilizando o software Delmia Ultra Paint. São apresentados os benefícios do processo e de grandeza econômica para o tipo de solução ao segmento aeronáutico, que tem sido lento no processo de automação pelo fato da baixa produção e o alto custo da automação.

O objetivo deste trabalho é projetar uma caverna de pressão traseira para a fuselagem de um avião de 33 passageiros, com consideração especial em layout estrutural, dimensionamento, análise de tensão e comportamento à fadiga. Com respeito ao layout estrutural, duas configurações são consideradas: semi-esférica e plana. O dimensionamento é baseado em cálculos por elementos finitos, usando um pacote de software comercial. Técnica de extrapolação de Richardson é utilizada para incrementar a precisão dos resultados das análises. Solução para união entre componentes também é abordada. O método S-N é utilizado para estimar o comportamento à fadiga. Ligas de alumínio 7075-T6 e 2024-T3 são especificadas para a manufatura de toda a estrutura.

During the aircraft certification process, it is necessary to guarantee the design, integration and installation for safety by showing compliance with the certification and safety requirements. In order to be granted with the Type Certification for that specific aircraft in development, the applicant must go through the certification regulations, and demonstrate compliance for every requirement stated in the RBHA/FAR/JAR 25 regulation. The means of compliance for every single requirement shall be defined in the early stage of the aircraft designing process and structured in a format of a "compliance check list". The primary intent of this process is to follow the aircraft design and development phases and check that all safety and certification requirements are met. Also the methods of compliance (design review / drawing, analysis, flight tests, ground tests, lab tests, qualification tests, simulations, inspections, similarities) are assigned, as part of this means of compliance process and these are to get early commitment of acceptability of the way that the aircraft is designed and developed from the certification authorities. The intent of this report is to describe a certification tool that supports the aircraft propulsion system design and development by defining an acceptable means of compliance to the RBHA/FAR/JAR 25 regulation - Subpart E, based on a generic aircraft with high-bypass turbofan installed engines (twin). Some historical service accidents summaries caused by propulsion system malfunctions and failures are reported within this document in order to highlight the importance of the accomplishment of this certification process. Many of these accidents records were used to improve the inadequate and past old requirements and replacing/revising to the new ones to minimize the hazard level of the airplane. During the aircraft certification process, it is necessary to guarantee the safety through accomplishing the requirements. Therefore, the regulations authorities and the applicant do the technical work of demonstrating compliance to the requirements in the certification basis for the project, which project is managed in accordance with the Project Specific Certification Plan.