A partir de uma exposição sucinta dos principais fatores relacionados com capacidade de sistemas de pistas; este trabalho apresenta os principais modelos utilizados para estimar capacidade de espaço aéreo nestes sistemas. Propõe dois modelos para cálculo de capacidade em sistemas de pistas com modo de operação semi-dependente, um analítico, outro de simulação computacional. A seguir, como forma de validação, mostra a aplicação dos modelos propostos para sistemas de pistas, ao Aeroporto Internacional de São Paulo/Guarulhos. Conclui pela utilidade dos diagramas espaco-tempo na modelagem e compreensão dos processos em sistemas de transporte, assim como, indica a simulação computacional como ferramenta poderosa para tratar sistemas complexos.

O presente estudo tem como objetivo determinar a trajetória ótima de uma aeronave no segmento de decolagem, mais especificamente no segmento no ar, entre o descolamento e 35 pés de altitude. A trajetória ótima visa a obtenção do menor comprimento de decolagem possível para uma dada configuração, resultando em uma melhora no desempenho em pista da aeronave. Para obtenção da trajetória é utilizado o método de otimização, onde o controle de profundor é parametrizado em função da altitude através de uma razão de polinômios. A otimização tem como resultado os coeficientes da razão de polinômios que resultam no menor comprimento de pista. São impostas diversas restrições à otimização, com o intuito de se atender aos requisitos de desempenho estabelecidos pelos órgãos homologadores. O estudo é realizado com auxilio de um simulador de voo de engenharia, utilizado para análises de qualidade de voo de uma aeronave comercial de 110 passageiros. A decolagem é simulada considerando a falha de um dos motores, respeitando o procedimento estabelecido pelo requisito. Com base no resultado obtido, espera-se um ganho de até aproximadamente 100 kg no peso máximo de decolagem em uma dada pista, ou redução de 10 metros de pista para o mesmo peso.

Este estudo tem por objetivo a consolidação de um método de análise de risco de excursão de pista (overrun / veer-off) e pouso antes da pista (undershoot) para operação das aeronaves A320 e A319 da frota da TAM LINHAS AÉREAS no aeroporto de São Paulo Congonhas. O estudo se baseia-se na análise de risco qualitativa sugerida pela International Civil Aviation Organization (ICAO) e na análise de risco semi-quantitativa desenvolvida por pesquisadores da Federal Aviation Administration (FAA) denominada, Analysis of Aircraft Overruns and Undershoots for Runway Safety Areas. O aeroporto de São Paulo Congonhas é selecionado como objeto do estudo por concentrar a maior parte das operações aéreas da companhia, ser o maior foco da mídia e concentrar os maiores problemas operacionais da TAM devido às características construtivas do mesmo. Para a avaliação quantitativa das probabilidades, são utilizados os dados normais de operação de voo (NOD) das aeronaves A320 e A319 obtidos através do monitoramento dos Dados de Voo (FOQA) e dos dados do programa Line Operations Safety Audit (LOSA), além dos dados estatísticos de acidentes e incidentes graves do aeródromo de Congonhas. Os resultados mostram que uma grande percentagem das operações em Congonhas sujeita-se a condições de risco indesejáveis/inaceitáveis. Na condução do processo de gerenciamento dos riscos, verifica-se que a aplicação das duas metodologias, analítica e semi-quantitativa, quando praticadas de forma complementar, permitem a adoção de índices e metas de desempenho mais factíveis.

O crescimento no tráfego de aeronaves no Aeroporto de Guarulhos gera a necessidade de acréscimo de capacidade, o que pode ser conseguido via ampliação das instalações do aeroporto e/ou alterações nos procedimentos operacionais praticados. Este trabalho analisa algumas alternativas para acréscimo de capacidade do aeroporto conforme a necessidade, através de simulação usando SIMMOD - o simulador de aeroportos e de espaço aéreo da FAA. Foram consideradas: a construção da pista de rolamento PR-A, a entrada em operação da nova área de hangares do aeroporto e a operação do aeroporto em sua configuração final, com a possibilidade de se construirem os novos terminais com uma configuração diferente da prevista. Destas alternativas, apenas a construção da pista de rolamento PR-A mostrou-se viavel, quando da entrada em operação da futura área de hangares das companhias aéreas.

O presente trabalho apresenta uma proposta de metodologia para dimensionamento de Sistemas de Separação Água/Óleo destinados ao tratamento de efluentes provenientes do escoamento superficial em áreas de pátios e pistas de aeroportos, onde há ocorrência de vazamentos ou derramamentos de óleos, graxas, combustíveis e outros hidrocarbonetos derivados do petróleo, resultantes das operações de aeronaves e veículos de apoio ao solo. As metodologias existentes baseiam-se apenas no dimensionamento dos Separadores de Água/Óleo podendo ser empregadas em áreas que não proporcionem grandes vazões de projeto, tais como pisos de hangares, postos de abastecimento de combustíveis e pequenas áreas para estacionamento. Para garantir a máxima eficiência ao sistema, foi avaliada por meio da realização de ensaios de laboratório em amostras de água de chuva coletadas em eventos de precipitação, ocorridos em um pátio de estacionamento de aeronaves, a precipitação mínima necessária à remoção da quantidade de óleo existente no pavimento até o nível de concentração mínimo de 20 mg/L. A concentração de óleo das amostras foi determinada pelo método de evaporação da fase aquosa em estufa a 85C, desenvolvido neste estudo, cujos resultados apresentaram percentuais de erro entre 0,7% e 2,2%, e percentual mínimo de recuperação do solvente de extração de 97,8%, estando acima do valor recomendado pelo método 5520 B do Standard Methods. Com base nos valores de concentração de óleo obtidos para as amostras coletadas em quatro eventos de precipitação foi possível estabelecer um first flush mínimo de 16 mm necessários à remoção das partículas oleosas existentes. O sistema proposto teve como objetivo garantir o armazenamento da parcela estabelecida pelo first flush em um Tanque de Equalização para posterior encaminhamento para um Separador de Água/Óleo com vazão que não exceda a sua capacidade. Para avaliar a metodologia proposta foi realizado um estudo de caso no pátio de aeronaves do Departamento de Ciência e Tecnologia Aeroespacial, cujos resultados do dimensionamento mostraram uma redução na área do Sistema de Separação Água/Óleo de 80,1% em relação à área total necessária a um Separador de Água/Óleo, sem o tanque de equalização, para tratamento da vazão de pico. Apesar da área do Tanque de Equalização ter representado 82% da área total necessária à implantação do sistema, quando comparada ao tamanho do pátio em estudo, representou apenas 1,2% da área total, evidenciando que a viabilidade de implantação do Sistema de Separação Água/Óleo estará mais relacionada a uma questão de espaço do que de custo.

A decolagem de aeronaves leves com fortes ventos desalinhados com a pista é um evento arriscado que merece ser estudado por pilotos e engenheiros. Essa pesquisa levanta variáveis que afetam a resposta da aeronave quando submetida ao vento cruzado, mostrando as forças e momentos envolvidos e como as características da aeronave afetam sua estabilidade. Neste contexto, busca-se a segurança de voo e a aeronavegabilidade continuada utilizando modelos de análise de risco. A técnica conceitual STPA baseada na teoria de sistemas incorpora relações complexas entre as variáveis. Com esta ferramenta de análise de risco é possível mapear as relações de controle entre os componentes do sistema e entender como surgem ações de controle inseguras. Para investigar a participação de cada uma das variáveis, uma análise dos dados de uma campanha de ensaios em voo de expansão de envelope de vento cruzado da aeronave A-29 conduzida pelo Instituto de Pesquisas e Ensaios em Voo é realizada. Uma pesquisa descritiva permite a análise qualitativa das variáveis envolvidas e identifica técnicas de pilotagem, restrições e requisitos de segurança. O objetivo dessa pesquisa é identificar ações mitigadoras que possam ser exercidas por fabricantes, operadores e pilotos de aeronaves leves para que decolagens com vento de través sejam realizadas de maneira mais segura. Esse objetivo só é atingido através de uma abordagem sistêmica moderna, que explora a interação entre os componentes de uma relação de controle.

The influences of bypass ratio variation of turbofan engines in airplane runway performance are investigated more deeply in this work utilising a take-off analysis software developed by Ishizuka (2003). An initial study was carried out by Mourão, Negrão and Barbosa (2003). The results are analysed and discussed according to the operational feasibility of operators and technical feasibility of engine manufacturers. The analysis is based on comparisons of gains/losses in take-off distance, accelerate-stop distance and take-off weight for a range of bypass ratio values. Also, suggestions for future studies and researches are given his document is intended also to provide satisfactory background information of the take-off process and its mandatory regulations (FAR Part25, 1998) as much for commercial airplanes as for military airplanes. The aim is to contribute to readers' knowledge interested instudying more deeply the particularities of this specific flight phase and improving its operational safety.

Este trabalho apresenta e avalia a influência do Automatic Takeoff Control System (ATTCS) em uma aeronave regional a jato. O estudo surgiu com intuito de demonstrar a existência de algum benefício que justifique o acoplamento do ATTCS ao sistema do Full Authority Digital Engine Electronic Control (FADEC), visando a dar mais segurança aos processos de decolagem e proporcionar economia na operação da aeronave. Neste estudo ée feita uma abordagem da segurança na decolagem, apresentando-se um histórico de como foram iniciados os estudos que regulamentaram essa fase do vôo, assim como a influência do processo de decolagem na conservação e manutenção do grupo propulsor. São realizadas simulações de decolagem a partir de modelos de aeronaves para a análise de como a ATTCS está interferindo no desempenho da pista dos aviões. Para isso, foi implementado um modelo padrão de avião baseado na plataforma da aeronave ERJ 145 de onde foram extraídos dados geométricos e propulsivos. Por se tratar de uma aeronave regional tradicional, sem grandes diferenças em relação a outros aviões da mesma classe, os resultados podem ser extrapolados para outras aeronaves a jato de categoria semelhante. O estudo também compara o tempo entre as manutenções dos motores para um mesmo avião equipado com e sem ATTCS. Também são apresentados os custos de aquisição, instalação e as implicações na segurança de vôo, advindo da utilização do ATTCS no cumprimento dos requisitos da norma FAR 25. Um Web Charft (gráfico de malha) ée gerado para demonstrar a influência do ATTCS na operação da aeronave. Os resultados apresentados evidenciam uma redução apreciável nos custo de manutenção dos motores, economia de combustível e melhor flexibilidade operacional, conseguidos através do uso do ATTCS.

O comprimento de pista ée um dos principais parâmetros que limitam a operação de aeronaves. A decolagem, apesar de ser umas das etapas mais importantes do vôo, muitas vezes ée negligenciada em função de ser uma etapa muito curta. Este trabalho tem por objetivo demonstrar a aplicação de método de otimização na obtenção de trajetórias ótimas de decolagem de aeronaves, visando minimizar o comprimento de pista. Para a solução do problema de otimização utilizou-se a distância de decolagem como função objetivo, sujeita a penalizações com diferentes pesos de razão de subida (ROC) após a decolagem. Este problema ée limitado apenas à condição de vôo bimotor sujeito a qualquer condição de temperatura e altitude. A variável de controle utilizada neste problema ée a deflexão do profundor, parametrizada em função da velocidade. As velocidades citadas pelos requisitos de certificação são determinadas juntamente com a solução ótima do problema. O modelo proposto para simular a trajetória da aeronave durante a decolagem ée composto pelas equações do movimento nas coordenadas cartesianas X e Z, pela equação do momento na direção Y, e por relações cinemáticas e geométricas. Este tipo de problema ée descrito por um conjunto de equações diferenciais não-lineares, cuja solução ée complexa e difícil de ser obtida. Para tanto, torna-se necessário a utilização de recursos computacionais robustos para obter resultados. A solução obtida ée sub-ótima devido à parametrização da lei de controle, e ao fato de que não há garantias que o mínimo da função objetivo seja global. Os resultados permitem obter o controle sub-ótimo da deflexão do profundor durante a corrida de decolagem para a qual a distância ée minimizada. O resultado deste trabalho tem por objetivo melhorar o desempenho de decolagem, tendo como critério o uso do menor comprimento possível de pista sem comprometer demais a razão de subida da aeronave. A aeronave utilizada como exemplo deste trabalho foi objeto de projeto do Programa de Especialização em Engenharia (PEE) suportada pela Empresa Brasileira de Aeronáutica (EMBRAER) e pelo Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA).

Aeronaves comerciais e corporativas, apesar de bastante semelhantes e algumas vezes possuírem a mesma plataforma básica, têm requisitos e perfis de operação bastante diferentes. Enquanto uma aeronave regional opera executando vários ciclos diários e as principais preocupações dos operadores desse tipo de avião são com a despachabilidade, manutenção e custo operacional, a operação de uma aeronave corporativa apresenta poucos ciclos e a grande preocupação do operador ée com o desempenho, principalmente velocidade e alcance. Essa diferença de perfil traz diferenças de requisitos de mercado para as duas aeronaves. Quando uma aeronave ée concebida para atender aos requisitos de transporte regional, a sua adaptação para o mercado corporativo pode não ser tão simples. Capacidade de voar grandes distâncias, adaptabilidade a diversos cenários de operação e condições de desempenho mais severas que as de uma aeronave comercial são os grandes desafios nesse processo. Aqui são analisados esses aspectos devido a substituição do motor, inicialmente selecionado para a aplicação comercial por um novo modelo, proposto melhorar o desempenho da aeronave para aplicação corporativa sem afetar aspectos de segurança e econômicos da aeronave. Os aspectos abordados são: tração disponível, comprimento de pista de decolagem, desempenho em subida, desempenho em cruzeiro, consumo de combustível e alcance. Após a análise do desempenho da aeronave sob cada um desses aspectos, a proposta de remotorização da aeronave deve ser aprovada ou recusada.