O objetivo deste trabalho é o projeto preliminar de uma aeronave comercial focado no pré-dimensionamento e definições aerodinâmicas iniciais. A metodologia utilizada compreende a abordagem clássica combinada com modernas análises de dinâmica dos fluidos computacional para determinar dimensões, peso, tração e perfis aerodinâmicos da asa.

Em sistemas de controle aeronáutico, aeronaves flexíveis são aquelas cuja dinâmica estrutural possui freqüências próximas às de corpo rígido. Filtros estruturais do tipo notch são tipicamente implementados quando existe separação suficiente entre o modo de maior freqüência da dinâmica de corpo rígido e o modo de menor freqüência da dinâmica estrutural. Entretanto, para aeronaves que apresentam maior flexibilidade estrutural, os filtros citados não são efetivos no seu papel. Neste trabalho, é descrito um modelo da aeronave flexível B1, disponível na literatura, que integra as dinâmicas de corpo rígido e flexível. Um piloto automático de altitude para aeronaves flexíveis é projetado utilizando duas técnicas de controle robusto: HIFOO (H8 Fixed-Order Optimization) e Loop Shaping. Estas técnicas são apresentadas, discutidas e seus resultados, comparados.

Um método integrado para a estimativa das cargas aerodinâmicas atuando simultaneamente nos principais componentes da aeronave foi desenvolvido. Efeitos mútuos de interferência entre asa, fuselagem e empenagem foram considerados. Para atender aos anseios da indústria, este processo é adequado para a estimativa de cargas internas, como esforços cortantes, momentos fletor e torsor, atuando nos principais componentes da aeronave durante a etapa de projeto conceitual. Um aspecto importante é o nível de automação, o qual foi reforçado com o objetivo de adaptar o método a processos de otimização de projeto automatizados. Através de comparações com métodos disponíveis na literatura, a eficácia do método descrito neste trabalho foi analisada.

Quando o negócio da empresa gira em torno de um produto extremamente técnico, como no caso da aviação, inevitavelmente as diversas incertezas em cada fase também precisam ser avaliadas na profundidade exigida pelo produto. Inevitavelmente, ferramentas antes utilizadas no projeto detalhado passam por adequação para o uso antecipado nas fases de concepção do produto. Então, abordando parte do processo de concepção de uma aeronave, este trabalho traz um estudo de caso onde ferramentas de engenharia são aplicadas de forma extremamente prática, vislumbrando o entendimento das possíveis restrições técnicas para prever a viabilidade estrutural de um conceito proposto. O estudo apresenta um ciclo de projeto e análise estrutural de pilone em projeto conceitual de uma aeronave com conjunto propulsivo no cone de cauda. Ao início foi desenvolvida uma metodologia simplificada para obtenção dos carregamentos na região em estudo. Ao longo do trabalho foram realizadas análises pelo Método dos Elementos Finitos nos programas Catia V5 e Nastran for Windows. Por fim, diversas disposições estruturais de pilone em alumínio foram propostas e analisadas, concluindo em uma estrutura final eficiente que servirá para as próximas fases do projeto da aeronave.

A tarefa de se estimar parâmetros de interesse é uma das mais corriqueiras em indústrias de pesquisa e desenvolvimento de produtos, com relevante destaque para a indústria aeronáutica. Alta complexidade do produto, orçamentos bilionários, riscos elevados, mão-de-obra especializada, por exemplo, são fatores pertinentes ao desenvolvimento de uma aeronave que contribuem para a complexidade e importância do processo de estimativa de parâmetros. Neste cenário, o método de análise paramétrica tem sua eficácia comprovada nas fases do projeto em que não existem informações detalhadas acerca do produto, ou mesmo, tempo suficiente para sua obtenção. Visando identificar as melhores práticas para o desenvolvimento adequado do modelo paramétrico, este trabalho apresenta o processo típico de concepção do modelo, desde a formação da base de dados até sua correta utilização e atualização. Como aplicação do processo elaborado, é apresentado um modelo para estimativa de preço de aeronaves executivas da categoria Light, utilizando para tanto, características relevantes de desempenho e conforto. Os resultados obtidos, analisados sob os pontos de vista quantitativo (exatidão da estimativa) e qualitativo (praticidade e credibilidade do modelo) demonstram a eficácia e aplicabilidade do modelo proposto.

Esta dissertação tem como objetivo principal realizar o projeto conceitual de um novo motor turbofan, a partir dos requisitos propostos para uma aeronave executiva de alto desempenho. De forma paralela, apresenta uma metodologia para o projeto conceitual de motores turbofan. A aeronave em estudo possui grande alcance e grande velocidade de cruzeiro e assim, o trabalho apresentado visa minimizar as dimensões físicas e o consumo específico do motor. A partir da recepção e interpretação dos requisitos, as principais variáveis do ciclo termodinâmico do motor, nominalmente a temperatura máxima da câmara de combustão, a razão de passagem, a razão de pressão do fan e a razão de pressão do compressor deste motor, são avaliadas através de análises paramétricas e um ou mais ciclos que atendam aos requisitos de consumo específico máximo são escolhidos. Na sequência, a vazão mássica de ar do motor necessária para o cumprimento dos requisitos de tração e as perdas em tração e consumo específico, resultantes da instalação deste motor na aeronave proposta, são calculadas. Por fim, um motor conceito é obtido e seus diagramas de tração máxima, consumo e tração específicas, vazão mássica máxima de ar e desempenho em condição de cruzeiro são apresentados. O trabalho faz uso extensivo das rotinas computacionais ONx e AEDsys, disponíveis em uma das referências bibliográficas, para facilitar o cálculo do desempenho do ciclo termodinâmico em seu ponto de projeto e fora deste.

Após uma introdução sobre o processo de certificação, este trabalho apresenta uma metodologia para a análise de flutuabilidade requerida em algumas aeronaves. Nesta metodologia, um modelo tridimensional feito no programa CATIA é utilizado junto com informações de peso e centro de gravidade da aeronave para gerar uma projeção da linha que separa as parcelas submersa e não submersa da uma aeronave, após um pouso sobre a água. O procedimento é aplicado na aeronave EMBRAER EMB-500, como parte de seu processo de certificação. O resultado é avaliado e dele surge a necessidade do desenvolvimento de um dispositivo para auxiliar a aeronave no cumprimento de seus requisitos de flutuabilidade: a barreira d';água. O desenvolvimento desta barreira d';água é apresentado e sua utilização de forma a garantir que os requisitos de flutuabilidade sejam atendidos também é analisada.

Quando a ergonomia surgiu, ela era utilizada principalmente no dimensionamento dos postos de trabalho e na correção de projetos de produtos que ocasionavam dor ou desconforto dos usuários. Atualmente para se obter um resultado satisfatório sob o aspecto ergonômico, a ergonomia costuma estar presente em todas as etapas da realização de um projeto de desenvolvimento de um produto. Portanto, para o projeto dos monumentos de uma aeronave é imprescindível levar em consideração não apenas os aspectos de custo e funcionalidade, mas também os aspectos de estética, saúde, ergonomia e conforto. Esta dissertação determina um procedimento de análise dos aspectos de ergonomia e de conforto de uma poltrona de uma aeronave executiva desde a determinação das dimensões iniciais da poltrona até a sua validação experimental. As dimensões iniciais da poltrona foram determinadas de acordo com uma análise de mercado de poltronas de aeronaves executivas que se enquadravam na categoria super midsize. A validação foi feita através de experimentos com indivíduos de vários percentis em mockups de poltronas. Primeiramente os indivíduos ficaram na posição sentada por 2';30';'; e depois na posição sentada reclinada por 2';30';';. Durante a interação do indivíduo com a poltrona foi colocado uma malha de sensores no assento e no encosto de costas, de forma a capturar e armazenar os mapeamentos da distribuição de pressão. Logo após a interação entre o indivíduo e a poltrona foi solicitado que os indivíduos respondessem a um questionário de conforto. Os questionários forneceram várias sugestões de melhoria no projeto das poltronas. Estas melhorias foram complementadas pelo mapeamento da distribuição de pressão. Através da análise dos dados coletados no mapeamento da distribuição de pressão foram detectadas nas duas poltronas regiões com alta concentração de pressão que poderiam ocasionar a obstrução dos vasos capilares e, consequente desconforto nos indivíduos. Também foi verificado que a segunda poltrona testada obteve melhores resultados do que a primeira. Ressalta-se entretanto, que embora os aspectos de conforto de uma poltrona sejam extremamente desejáveis, nem sempre é possível considerar todos estes aspectos, uma vez que também é necessário contemplar outros requisitos.

Nesta dissertação é analisado o desempenho de uma aeronave turboélice com base de homologação FAR-23, visando à minimização do custo operacional. O desempenho é avaliado considerando a aeronave um ponto massa, com movimento restrito a um plano vertical, individualmente nos segmentos de subida, cruzeiro e descida. Definindo se um parâmetro operacional de desempenho ? (sigma) que relaciona os custos relativos ao tempo de vôo e consumo de combustível, valores de velocidades e altitudes ótimas de vôo são determinados. Adicionalmente são abordadas otimizações de cruzeiro relacionadas apenas ao alcance e à autonomia, além da subida com um perfil de ganho de energia maximizado. Todas as análises são efetuadas para condições de peso e altitude que varrem o envelope operacional da aeronave. Além disso, são considerados os efeitos relativos a ventos de cauda e de proa. Finalizando o trabalho os resultados obtidos são verificados aplicando se eles a um conjunto de missões, analisando o custo operacional e o alcance obtido.

Este trabalho tem por objetivo efetuar uma análise ergonômica de poltronas aeronáuticas, que utilizam um mecanismo de reclinação conjunta, onde assento e encosto são reclinados simultaneamente, em comparação com o mecanismo convencional adotado pela indústria. Inicialmente serão revisados alguns conceitos fundamentais de ergonomia e antropometria que foram a base deste projeto, bem como aspectos biomecânicos da postura sentada. Em seguida, será feita uma apresentação da tecnologia de mapeamento de pressão, principal ferramenta utilizada neste trabalho. Esta tecnologia permite a análise individual dos mapas de pressão do assento e encosto, indicando informações pertinentes como picos de pressão, pressão média e área efetiva de contato. O estudo também contará com avaliações antropométricas feitas em ambiente 3D, utilizando a ferramenta Human Builder (do software Catia V5) que permite a edição e posicionamento de modelos humanos em ambientes simulados, tendo como foco a aplicação da proposta de reclinação conjunta nas aviações comercial e executiva, apresentando seus prós e contras. Concluindo este trabalho, os resultados numéricos serão comparados e validados pela análise subjetiva, comprovando o aumento de conforto proporcionado pela implementação da solução apresentada.