O crescente número de acidentes aeronáuticos, nas fases de decolagem e pouso das aeronaves, vem se tornando um grande desafio para a comunidade aeronáutica internacional na perseguição de novos meios e métodos de desmistificação das causas envolvidas. Este trabalho apresenta uma metodologia para a análise de investigações de acidentes aeronáuticos, baseada em técnicas heurísticas de tratamento das equações padronizadas da dinâmica do vôo das aeronaves para a restauração das trajetórias destas. O trabalho procura maximizar a coerência e a quantidade de informações sobre o desempenho das aeronaves e das tripulações envolvidas no meio ambiente operacional crítico, através dos parâmetros registrados pelo Gravador de Dados de Vôo (Flight Data Recorder - FDR) e pelo Gravador de Voz da Cabine do Comando (Cockpit Voice Recorder - CVR). A pesquisa restringe-se a aeronaves comerciais motorizadas, de asa fixa e a operações de vôo características, que ocorrem em áreas terminais, durante as fases de decolagem e pouso. A relevância deste trabalho enquadra-se na disponibilização, para as autoridades de investigação de acidentes aeronáuticos, de um protótipo de ferramenta, de fácil implementação, para análise dos principais grupos de fatores contribuintes nas investigações de acidentes aeronáuticos.

Uma das fases de vôo mais críticas para aeronaves comerciais é a decolagem devido à carga de trabalho do piloto. Esse problema vem sendo contornado com a utilização da tecnologia fly-by-wire nos sistemas de comandos de vôo e piloto automático, pois possibilitam o aumento da eficiência das aeronaves, melhoram a qualidade de vôo e diminuem a carga de trabalho do piloto. Este trabalho descreve o desenvolvimento de leis de controle para as fases de arredondamento e subida de um sistema de piloto automático de decolagem. As metodologias utilizadas nos projetos das leis de controle são o regulador linear quadrático (LQR) e a integral do tempo multiplicado pelo valor absoluto do erro (ITAE), ambas baseadas na otimização de uma função de custo. Os resultados são analisados no domínio do tempo e da freqüência. No domínio do tempo são utilizadas simulações lineares e não lineares para avaliar o sobre-sinal, o tempo de subida e assentamento. No domínio da freqüência a carta de Nichols é utilizada para avaliar as margens de fase e ganho e o diagrama valor singular é utilizado para avaliar a resposta em freqüência do sistema multivariável. Os projetos também são submetidos a análises de qualidade de vôo utilizando o parâmetro de antecipação de controle, a freqüência natural e a taxa de amortecimento dos pólos de período curto e phugoidal.

Atualmente durante a certificação de ruído de decolagem Part36 não é permitido se alterar a configuração aerodinâmica da aeronave, ou seja, com exceção do trem de pouso que deve ser recolhido, a posição dos dispositivos hipersustentadores deve permanecer constante durante toda a decolagem. Com isso, o desempenho da aeronave fica prejudicado, de forma que tanto a altitude final da aeronave quanto a redução de tração poderiam ser maiores caso ocorresse recolhimento de dispositivos hipersustentadores durante a subida, melhorando a eficiência aerodinâmica. O objetivo deste trabalho é estudar as possíveis melhorias em ruído aeronáutico de sobrevôo que possam advir do recolhimento de dispositivos hipersustentadores durante o procedimento de certificação de ruído. O estudo é feito através de otimização de trajetória e os resultados são comparados a uma trajetória de referência para quantificar a diminuição de ruído obtida. Os resultados indicam que um ganho significativo do ponto de vista de ruído pode ser obtido somente com esta mudança de procedimento, sem precisar alterar a aeronave propriamente dita.

O desempenho em pista de aeronaves é de extrema importância para o sucesso do projeto, pois ele pode limitar a operação da aeronave, dependendo do comprimento da pista dos aeroportos. Para aeronaves da aviação executiva, o sucesso de vendas guarda uma relação direta com esses parâmetros, já que as mesmas podem atender um número maior de aeroportos e/ou operar com maior variedade de combinações de carga paga e combustível carregados, tornando a aeronave muito mais versátil. Com essa premissa em mente, se torna importante a obtenção da estimativa do comprimento de pista para decolagem e pouso nas fases iniciais do projeto aeronáutico, possibilitando tempo, à baixo custo, para que se possa corrigir qualquer problema que possa comprometer o desempenho da aeronave. As manobras que determinam a velocidades mínimas de decolagem e velocidades mínimas de controle em solo são as escolhidas para serem estudadas, dada a importância que possuem no dimensionamento da empenagem da aeronave. As principais dificuldades na estimativa dessas velocidades são a obtenção dos dados aerodinâmicos sob efeito solo e das características dinâmicas do trem de pouso. Portanto decidiu-se concentrar o estudo na sensibilidade de alguns parâmetros aerodinâmicos a fim de melhor direcionar os trabalhos de modelagem.

O aumento da capacidade pistas dos aeródromos congestionados é uma necessidade que pode ser suprida usando pistas paralelas de forma mais eficiente. Existem diversas limitações quando se trata do incremento de capacidade de pista paralelas, essas dificuldades agravam-se quando a configuração das pistas são próximas devido a interferência da esteira de turbulência nas operações da pista adjacente. Diante disso, o desafio de superar a restrição dos procedimentos de aproximação devido aos vórtices gerados pelas aeronaves motiva o estudo de alternativas para operações de pouso na configuração de pista paralela e próxima de forma mais eficiente. Com base nesse objetivo são analisadas capacidades de pista sob diversos cenários em simulação computacional, em que o software TAAM (Total Airspace and Airport Modeller) foi utilizado. Os cenários propostos abrangem operações regulamentadas e outras inovadoras, tais como SGAP (Staggered Approach Procedure) e SEAP (Steeper Approach Procedure), de forma a permitir aproximações simultâneas ou ainda reduções das separações longitudinais entre aeronaves nas aproximações para pouso. Verificou-se que melhorias tecnológicas no cenário atual poderiam aumentar em 17% a quantidade de movimentos, o procedimento SEAP levaria a um aumento de 22% de operações, além de procedimentos visuais que chegam a incrementar em 39% os movimentos de pouso.

Este trabalho teve como objetivo analisar alguns dos requisitos exigidos no dimensionamento, do lado ar, de aeroportos regionais, mantendo-se o nível de segurança do transporte aéreo. Pelo fato dos aeroportos regionais serem compostos de aeronaves de pequeno porte, e possuírem menor movimentação, entende-se que não devem ser exigidos os mesmos requisitos de dimensionamento impostos aos grandes aeroportos internacionais. Por outro lado, as estatísticas anuais apontam as operações da aviação geral (admitindo esse segmento como parte fundamental dos aeroportos regionais), como principais potencializadoras de acidentes. Através da análise de dados operacionais e meteorológicos, foram avaliadas as influências dessas características na infraestrutura do aeroporto, mais especificamente, na faixa de pista. Para essa avaliação utilizou-se um modelo de análise de risco denominado ACRP 50, sendo esse proveniente de uma parceria da FAA e da TRB. Com esse modelo foi possível analisar diferentes configurações de faixas de pista, garantindo o nível de segurança exigido sem comprometer a capacidade operacional do aeroporto. Foi possível observar que existe uma maior probabilidade de ocorrência de saídas de pista nas operações de pouso. Avaliou-se também a interferência das estações do ano nos tipos de incidentes, tendo-se concluído que existe maior probabilidade de ocorrência de overrun no inverno e de veer-off no verão, ambas nas operações de pouso. De forma geral, houve uma tendência de aumento das dimensões das áreas livres de obstáculos, necessárias para a segurança das operações, relacionada às operações da aviação geral. Finalmente, pode-se sugerir uma geometria mais adequada da faixa de pista para a aviação regional.

O principal propósito desse trabalho é a apresentação de uma metodologia para a análise teórica de conforto de aviões relativo a vibrações durante o período de taxiamento. Excitações advindas de irregularidade de pista, de desbalanceamento de rodas e de irregularidade de diâmetro de pneu ("flat spot") foram avaliadas. O avião foi modelado considerando-se a sua flexibilidade estrutural, a fim de que os modos de vibração fossem considerados na análise, uma vez que as ressonâncias podem amplificar a resposta às excitações, mudando substancialmente as conclusões sobre o nível de conforto. Os trens de pouso do avião foram modelados como mecanismos multicorpos com o uso do software Adams . A norma ANSI S3.18-1979, que define limites para exposição a vibrações transmitidas de superfícies sólidas para o corpo humano, foi usada como referência. A validação da metodologia foi realizada comparando-se os resultados obtidos pelo modelo teórico com os resultados de um ensaio de vibração dedicado do mesmo avião modelado. A posição do piloto foi usada como referência para a realização da análise de conforto. Focou-se na excitação gerada pelo "flat spot" dos pneus, pois, durante os ensaios, esta foi responsável pelos maiores níveis de vibração que poderiam comprometer o conforto, segundo a opinião subjetiva dos pilotos.

O estudo se inicia com a definição dos conceitos da decolagem na qual se descrevem as fases da decolagem e as várias velocidades de referência regulamentadas pelo FAR 25. Segue-se o estudo com o modelamento matemático da decolagem através das equações que descrevem o movimento longitudinal da aeronave. Fazem-se, em seguida, simplificações do modelo longitudinal e, finalmente, comparações entre os resultados dos modelos. Os resultados obtidos desse modelo são as distâncias de decolagem e de aceleração e parada nas condições monomotora e bimotora. No modelo longitudinal são levados em consideração os coeficientes de estabilidade longitudinal do avião, enquanto que no modelo simplificado esses valores não são necessários. Porém, neste último, são necessários dados de ensaio em vôo do avião para que seja possível o cálculo da distância na fase de transição da decolagem. O principal objetivo é a comparação entre os resultados do modelo longitudinal que descreve a dinâmica do avião e os resultados do modelo simplificado, durante a decolagem. O modelo simplificado apresentou resultados satisfatórios, pois as distâncias de decolagem foram calculadas com dados de ensaios em vôo, ou seja, são resultados que refletem diretamente o desempenho real da aeronave. No modelo longitudinal observou-se, pelas variáveis ângulos de ataque, de arfagem e de trajetória, que a técnica de pilotagem é um parâmetro que afeta bastante a estabilidade da aeronave durante a decolagem. Foi necessário implementar um controlador PID para simular a técnica de pilotagem e garantir a convergência em termos de estabilidade do avião. Na comparação dos resultados observou-se que os dois modelos apresentam diferenças nas distâncias dos subtrechos do processo de decolagem, tanto no caso monomotor e bimotor. Essas diferenças podem ser atribuídas principalmente por não se considerar o efeito solo no modelo longitudinal. Além disso, no caso monomotor, não se considerou a assimetria de tração, que é um fator importante na dinâmica látero direcional do avião. Os estudos podem ser aprimorados em trabalhos futuros com a implementação do efeito solo e da modelagem da dinâmica látero direcional do avião.

O aumento do tráfego aéreo nos grandes aeroportos brasileiros, aliado a uma configuração de rede de rotas estabelecida por auxílios à navegação aérea convencionais baseados no solo (VOR, DME, NDB), tem gerado constantes congestionamentos nas áreas de controle terminal e respectivas regiões circunvizinhas. A fim de dirimir estas questões, a ICAO instituiu o conceito de Navegação Baseada em Performance (PBN), objetivando aumentar a capacidade do espaço aéreo e diminuir os custos operacionais. Baseado neste conceito, este trabalho visa analisar as rotas ATS de Salvador de acordo com a futura expansão do seu aeroporto internacional, prevista em plano diretor e na qual é considerada a implantação de pistas paralelas. Os efeitos no tráfego aéreo de Salvador são aqui analisados confrontando três cenários modelados: (a) a configuração atual da rede de rotas considerando as pistas convergentes existentes nesse aeroporto; (b) a configuração atual de pistas com uma estrutura de rotas PBN e (c) uma estrutura de rotas PBN numa possível configuração de pistas paralelas. Neste contexto são adotadas métricas de tempo e distância de vôo, resolução de conflito, tempo de atraso nas decolagens e complexidade do espaço aéreo. O RAMS PLUS é utilizado como ferramenta de simulação computacional fast-time para esta análise de espaço aéreo.

In order to increase arrival rates at many of today's heavily congested airports, simultaneous approaches are conducted on parallel runways. For many years, the FAA has permitted simultaneous independent instrument approach operations only for those parallel runways with a minimum separation of 4300 feet. Nowadays, new criteria have been developed to increase the utilization on those runways, where the most recent procedures, called PRM/SOIA (Precision Runway Monitor/Simultaneous Offset Instrument Approach), make simultaneous approaches possible in systems of runways spaced as close as 750 feet. On October 26, 2004, San Francisco International Airport (SFO) implemented this new landing system (PRM/SOIA), allowing the airport to increase the capacity of runways in inclement weather conditions by as much as twenty-five percent. This research analyzes these simultaneous approaches procedures in closely-spaced runways, addressing the potential benefits of the implementation of PRM/SOIA at São Paulo/Guarulhos Aeroporto Internacional Governador André Franco Montoro (GRU) with a computer simulation tool, and also the influence of this implementation at other airports inside the same terminal airspace. The results show that this implementation provides decreases in the total airborne flight delays between 45 and 51%, regarding all the instrumental traffic at the terminal airspace analyzed (i.e. the traffic of three airports inside the São Paulo Terminal Area with IFR procedures). We also find an increase of 18% in the arrivals capacity of the TMA-SP by 18%, approximately. However, isolated analysis shows small increases in delays in departure procedures (ground queue) and also for the airborne flight delays at a specific airport (RAMS Plus and ATM Analyzer utilization in this study is in accordance with the Academic Software License Agreement granted by ISA Software Ltd. to ITA).