Este trabalho apresenta a modelagem geométrica do cockpit de uma aeronave de treinamento avançado a jato, incluindo o modelo ergonométrico do piloto, para análise dos efeitos na segurança e operação devido à variação do posicionamento do olho do piloto em relação às posições especificadas de projeto para o cockpit. A motivação do trabalho tem sua origem na atenção dada a este problema em estudo realizado no caça F-16 no Centro de Ensaios em Vôo da Força Aérea Americana (AFFTC - Edwards, California). Segue-se à modelagem, a análise de situações de operação de ataque, aproximação para o pouso e de segurança do piloto. Os resultados obtidos do trabalho são recomendações a serem incluídas nos programas de treinamento de pilotos, bem como parâmetros para o projeto de cockpits.

O objetivo deste trabalho foi o de desenvolver uma metodologia e uma ferramenta utilizando o programa MatLab para analisar a concentração volumétrica de gases tóxicos ao longo do tempo em cabines de pequenas aeronaves durante um evento de fogo. Estes gases podem ser os gerados pela combustão ou pelos agentes extintores utilizados para apagar o fogo. Um modelo matemático foi descrito utilizando a abordagem de uma mistura de gás perfeito com o método dos parâmetros concentrados, já que esta foi demonstrada por testes fornecer dados similares a uma simulação real, bem como ser esta a metodologia sugerida e aceita pelas autoridades atualmente. As entradas do problema são as vazões mássicas do agente extintor e de outros gases tóxicos provenientes da combustão, a variação da altitude de cabine e a taxa de entrada de ar na cabine. As saídas são as concentrações volumétricas de todos estes gases na cabine ao longo do tempo. A contribuição desta ferramenta é na definição preliminar dos extintores de incêndio na cabine e a na visualização dos efeitos de possíveis variações na altitude de cabine e entrada de ar em um evento de fogo. Esta ferramenta também é útil no estudo da substituição de agentes extintores existentes por outros menos tóxicos bem como na reavaliação de instalações existentes de extintores de incêndio com as possíveis mudanças nos valores de nível de toxicidade recomendado pelas autoridades. Os resultados obtidos pela ferramenta apesar de conservadores, demonstraram-se coerentes para casos de simulação em regime permanente, para casos de disparo de mais de um gás na simulação de uma aeronave em cruzeiro e altitude constante, e com variação na altitude de cabine.

This thesis discusses the design of Active Sidestick for commercial airplanes. The Active Sidestick is a control device installed in the airplane cockpit, and used to convert the pilot's arm and wrist movements into attitude commands to the airplane. Simultaneously, the Active Sidestick provides to the pilot, by means of actuators connected to its hinges, a force in response to the command demand, which direction and intensity - modulated accordingly to the airplane configuration and flight conditions - relates in a unique manner to the direction and response of the airplane.The discussions and conclusions in this Thesis constitute the Viability Analysis of the Active Sidestick. The following aspects are covered:The need for Active Sidesticks - JustificationDesign requirements definitionProposal of design solutionsDevelopment of dynamic models for simulation and analysisDevelopment of a functional prototype for the validation of the dynamic models, and verification of the viability of the proposed solutions.The background required for the understanding of the discussions related to the Viability Analysis of the Active Sidestick, and a complete definition of what is an Active Sidestick are provided in the first Chapters of this thesis. The selection of the best solution for the design of the Active Sidestick is not a subject of this thesis.

Operações aéreas em aeronaves de uso comercial, nas últimas décadas, têm exigido maior desempenho do operador, devido ao elevado nível de automação inserido nos cockpits. Considerando esta natureza, levar em consideração a opinião dos pilotos é de suma importância para entender e capturar possíveis ajustes no projeto de aeronaves, e melhor adequá-las, em termos de conforto de cabine, quantidade / qualidade das informações disponíveis, melhor esclarecimento das reações da aeronave, tudo em prol de torná-la cada vez mais segura. Neste sentido, este trabalho tem como finalidade analisar a influência do uso do sidestick passivo na pilotagem, segundo a percepção dos pilotos. Para isso, uma pesquisa do tipo Survey ou levantamento foi realizada. A amostra obtida por conveniência consta de 42 (quarenta e dois) pilotos voluntários, com experiência em diferentes tipos de aeronaves, equipadas com sidestick. Resultados obtidos sugerem uma excelente aceitação do uso do sidestick, com ênfase positiva para os aspectos de conforto ergonômico e pilotagem, localização do dispositivo de controle nas laterais do cockpit, proporcionando maior espaço à frente e menor carga de trabalho (a força física é menor, para comandar o dispositivo de controle). Entretanto, como existe a interação entre pilotos / sidestick / leis de controle / superfícies de comando / aeronave / pilotos, e o todo faz parte de um sistema complexo o qual está em constante desequilíbrio, é fato que a pesquisa também apontou gaps de projeto, que ainda incomodam a pilotagem.

Uma análise sobre a percepção de pilotos de alertas em ``cockpits`` de uma aeronave civil é conduzida para melhorar o projeto de sistemas de alertas aeronáuticos e ``cockpits``. Atualmente o projeto de sistemas de alerta é feito usando principalmente requisitos de aeronavegabilidade e melhores práticas de engenharia, mas poucos dados quantitativos são empregados. O intuito deste trabalho é prover mais informações quantitativas sobre a percepção dos pilotos, para usar-se no processo de projeto de ``cockpits``. Inicialmente o ambiente do ``cockpit`` é estudado usando o modelo de fatores humanos SHELL para se identificar quais fatores poderiam afetar a percepção dos pilotos. Posteriormente os fatores são priorizados e um experimento projetado e executado usando um dispositivo de simulação de voo em um ambiente próximo do real. Um grupo de 7 pilotos civis é exposto a quatro pontos de teste totalizando 28 pontos experimentais cujos resultados são analisados. Conclusões importantes e informações são descobertas sobre a magnitude dos tempos de reação dos pilotos dependendo do tipo de alerta mostrado e a situação operacional considerada. Estes são descritos em detalhes neste trabalho. Adicionalmente, após correlacionar os resultados, a importância de alguns fatores torna-se evidente para garantir a percepção dos alertas.