Para apoiar a operação segura da aeronave, as autoridades aeronáuticas requerem que os fabricantes forneçam aos operadores as instruções de aeronavegabilidade continuada, que representam um grande volume de documentação. Todas as informações necessárias para a correta manutenção da aeronave estão distribuídas nos diversos documentos fornecidos pelos fabricantes da aeronave e equipamentos. A manutenção aeronáutica é considerada como um sistema que tem o ser humano inserido no seu funcionamento, e com isto está sujeito a distúrbios introduzidos pela forma de pensar e agir do homem. A fim de minimizar estes distúrbios, barreiras ou defesas são inseridas neste sistema, entretanto cada barreira pode não ser totalmente eficaz em todas as situações. O sistema de manutenção de aeronaves se inicia na geração das informações a serem utilizadas durante a vida em serviço da aeronave com o objetivo de mantê-la em condições de operação segura. Com isso, a qualidade técnica das informações e as considerações das questões de Fatores Humanos na documentação gerada são fundamentais para que o engenheiro ou mecânico de manutenção não venha a cometer erros. Neste sentido o objetivo deste trabalho é identificar os aspectos da área de Fatores Humanos que estão relacionados aos principais tipos de problemas encontrados pelos operadores de aeronaves quando da utilização das instruções de aeronavegabilidade continuada fornecidas pelo fabricante. Para tal foram analisados e classificados os conteúdos das consultas feitas no período de 2008 a 2010 sobre a utilização dos manuais de manutenção de uma determinada aeronave ao seu respectivo fabricante, detalhando-se a analise no período de Janeiro a Outubro de 2010, onde se concentram 1268 consultas. Os resultados apontam para uma melhora significativa na qualidade das informações fornecidas pelo fabricante tendo em vista a diminuição gradual das consultas ao longo do período focado. Entretanto, o valor percentual de consultas para esclarecimentos de dúvidas dos manuais indica que ainda existem oportunidades para melhoria da qualidade dessa documentação. O principal ponto levantado diz respeito à necessidade de se levar em conta os estudos da área de Fatores Humanos durante a elaboração da documentação de manutenção para garantir a qualidade das instruções de aeronavegabilidade continuada, elemento fundamental para a segurança de voo.

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.

Esta dissertação tem por objetivo o estudo de métodos de análise de falhas e como os mesmos podem ser adaptados para Veículos Aéreos Não-Tripulados, mais conhecidos pela sigla UAVs (do inglês, Unmanned Aerial Vehicles). Este estudo foi divido em duas categorias: Métodos de Prevenção à Falha e Métodos de Tolerância à Falha. Para o estudo de Prevenção à Falha, o método de análise de árvore de falha (Fault Tree Analysis) para um sistema propulsivo típico de um UAV foi considerado como exemplo a fim de evidenciar condições de falhas ou pontos fracos que podem resultar em perda do sistema. Por sua vez, foi apresentado um formulário FMEA para sistemas do UAV que permitem identificar os modos e causas de falhas, suas conseqüências e definir um plano de ações para melhoria da integridade do sistema. Por último, conduziu-se a análise de criticidade do sistema propulsivo onde os pontos críticos são realçados e discutidos. Para análise destes métodos e suas aplicações em UAV, a abordagem qualitativa foi escolhida devido à falta de dados sobre MTBF (Mean Time Between Failure) dos componentes do sistema. Entretando, melhorias no estudo de Prevenção à Falha devem ser considerados em trabalhos futuros para se obter uma base de dados para análise quantitativa. Para o estudo de Tolerância à Falha, considerou-se como estudo de caso um esquema de Detecção, Diagnóstico e Acomodação de Falhas em Tempo Real para falhas em sensores, baseado nas características estatísticas do processo de inovação do Filtro de Kalman. As falhas são consideradas do tipo aditivas que afetam o valor esperado do processo de inovação do Filtro de Kalman. Para a simulação do estudo de caso, usamos um modelo linear da dinâmica longitudinal do UAV Aerosonde obtido a partir da ferramenta AeroSim Blockset via MatLab/Simulink. A lógica e a estrutura apresentada merecem estudos futuros para o seu aperfeiçoamento a fim de cobrir outros tipos de falhas.

Civil aircraft manufactures seek profitable subsonic transport category operations above 40.000 feet through new and advanced civil aircraft projects, in order to meet with modern airline needs. This is due to the increase of air traffic below this altitude, as well as lower operational cost, and more efficient engines above this altitude. The Federal Aviation Administration (FAA), responsible for certification of aeronautical products in the United States has adapted requirement 14 CFR 25.841(a) for high-altitude operations, based on the numerous executive jets that operate at altitude above 40.000 feet and have obtained their type cetificate based on special conditions1. Although the FAA is considering revising this regulation, there is not enough physiological substantiation to do so at this time. This way, aircraft with wing-mounted engines cannot fully comply with this requirement and petition for a exemption which is always required. A trade-off analysis of a typical 70-seater regional jet, with wing-mounted engines, for high altitude operation trends has been completed. Aspects such as operational and economical advantages, certification and compliance impacts were considered.

Esta tese apresenta o estudo da confiabilidade do sistema de controle de voo embarcado de um Veículo Aéreo Não Tripulado (VANT) de pequeno porte e de baixo custo usado em aplicações civis fabricado pela empresa canadense Micropilot (MP-Trainerg). Este estudo abrange as fases de voo "decolagem/subida" e "aproximação/pouso" em controle manual. Inicialmente são apresentados os fundamentos de teoria de confiabilidade. É então feita a predição da taxa de falha de cada subsistema que compõe o sistema de controle de voo usando a norma americana MIL-HDBK-217F e o software Relex Reliability Studio 2008. Usando árvores de falhas é demonstrado que a arquitetura original implementada pelo fabricante do VANT é pouco confiável (MTTF, Mean Time To Failure, de 11379 horas). São então apresentadas e analisadas 3 propostas de mudança na arquitetura do sistema de controle do VANT: 1) inclusão de redundância do sistema de rádio-controle, 2) inclusão de redundância dos servo-atuadores, e 3) inclusão de redundância do sistema de rádio-controle e dos servo-atuadores. É mostrado que: 1) as 2 primeiras propostas não produzem um aumento significativo na confiabilidade do sistema de controle de voo (MTTF de 16113 e 19788 horas respectivamente), e 2) a terceira proposta praticamente triplica o MTTF do sistema (de 11379 para 33111 horas). A viabilidade de implementação das redundâncias propostas é demonstrada através de testes em bancada. O estudo da confiabilidade deste VANT mostra que pequenas alterações na arquitetura do sistema de controle de voo resultam em um aumento significativo na confiabilidade deste sistema.

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.

Com a finalidade de maximizar a vida útil dos equipamentos e minimizar os custos de operação e manutenção ao longo da vida útil de uma aeronave, a cada dia que passa operadores, fabricantes de aeronaves e equipes de manutenção têm demonstrado mais interesse em sistemas de prognóstico de falhas. Porém, para garantir a qualidade de um sistema de prognóstico de falhas é necessário garantir o acesso e a qualidade dos dados usados nos algoritmos de predição. Especificamente no caso de equipamentos eletrônicos, a quantidade de dados disponíveis para monitorar a degradação dos equipamentos geralmente é reduzida, aumentando as restrições para o prognóstico desses componentes. Este trabalho mostra a implementação de um algoritmo de prognóstico para as Display Units, que são componentes eletrônicos, em uma aeronave já existente, que não foi concebida para possuir funcionalidade de prognóstico para seus sistemas.

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.

Este trabalho trata do importante problema relacionado com o assunto Segurança na Aviação, explorando-o do ponto de vista de Desenvolvimento de Sistemas de Informações. Ele permite, através de uma metáfora, uma interpretação do Padrão de Engenharia de Software PSS-05-0, da Agência Espacial Européia (ESA - European Space Agency) utilizado para desenvolvimento e manutenção de software. São descritos e seguidos os procedimentos preconizados no padrão tanto para as atividades de engenharia como para as atividades gerenciais, sendo apresentado um modelo para a microfunção Relatório Dificuldades em Serviço - RDS da função maior Segurança na Aviação, desenvolvendo-se ainda um protótipo. A Técnica de Modelamento de Objetos - TMO de James Rumbaugh foi escolhida para definir o modelo lógico do RDS. Com o objetivo de suportar o desenvolvimento deste trabalho, algumas investigações importantes em Redes Locais de Computadores, Segurança de Redes, Análise de Risco em Software, Gerência de Projeto de Software foram executadas, estando relatadas nos Apêndices do Volume 2. O principal resultado do trabalho é uma visão global clara do Processo de Desenvolvimento de Software.

Os projetos de aeronaves são realizados de modo que uma falha simples não inviabilize a continuação do voo e o subsequente pouso em segurança. Porém, muitas das falhas necessitam ser reparadas em solo para que a aeronave retorne a voar, causando impactos negativos na sua produtividade e eficiência, fatores fundamentais para que uma aeronave obtenha sucesso comercial. Neste trabalho foi realizada uma análise da confiabilidade de três sistemas elétricos de uma aeronave executiva para até nove passageiros, na condição de operação normal e na condição de despacho com um dos geradores inoperante. Foram estudados: um sistema convencional utilizado por aeronaves com comando de voo mecânico, um sistema com Ram Air Turbine - RAT utilizado por aeronaves fly-by-wire, e um sistema com Auxiliary Power Unit - APU. As condições de falha dos sistemas elétricos foram identificadas, classificadas de acordo com sua severidade e tiveram suas probabilidades de ocorrência estimadas através do método conhecido como árvore de falhas, mostrando conformidade com os requisitos mínimos de aeronavegabilidade estabelecidos pelo Regulamento Brasileiro da Aviação Civil. Para o caso da arquitetura com um gerador elétrico adicional na APU, é mostrado que a condição de despacho da aeronave com um dos geradores inoperante mantém os níveis de confiabilidade de acordo com os requisitos de aeronavegabilidade, resguardando-se pequenos impactos operacionais, porém obtendo-se um ganho em termos de produtividade e eficiência da operação da aeronave.