Face ao crescente uso de dispositivos eletrônicos portáteis, a Comissão Radio Técnica para Aeronáutica (RTCA) formulou um documento (DO-307) com orientações para o design e certificação de aeronaves para tolerância a dispositivos portáteis. Dentre os tipos possíveis de interferência desses dispositivos, são as emissões espúrias de radiofrequência que apresentam risco para o correto funcionamento da aeronave. A DO-307 estabelece um procedimento de teste e níveis de atenuação de sinal para cada faixa de frequência de operação de dispositivos críticos da aeronave. O presente trabalho aborda esse procedimento, e propõe pequenas alterações, e discute os resultados de um ensaio piloto realizado pela EMBRAER.

As baterias são componentes fundamentais para o funcionamento de qualquer avião, desde a partida elétrica dos motores de propulsão até o fornecimento de energia nos casos de emergência elétrica. Portanto é importante que o projetista conheça o comportamento das baterias que poderão ser selecionadas para uso no avião nas suas várias condições de operação - temperatura ambiente, corrente de operação e profundidade de descarga. Tipicamente os fornecedores de baterias aeronáuticas, através de um software proprietário, disponibilizam as curvas de tensão da bateria no tempo assumindo que a corrente de descarga e a temperatura são constantes e que a bateria está plenamente carregada. Este trabalho mostra como as curvas de tensão da bateria disponibilizadas pelo seu fabricante podem ser usadas para gerar um modelo de descarga da bateria e como esse modelo pode ser validado. De posse desse modelo o projetista pode simular o comportamento da bateria em várias condições de operação que não são possíveis com o software fornecido pelo fabricante, como por exemplo, temperatura ambiente, corrente de descarga variáveis e bateria parcialmente carregada. Como estudo de caso este trabalho gera o modelo de descarga para uma certa bateria aeronáutica de níquel-cádmio, valida esse modelo usando as curvas fornecidas pelo fabricante e simula o comportamento dinâmico da bateria em uma emergência elétrica para diferentes tipos de carga - resistência constante, potência constante e corrente constante. Os resultados da simulação são coerentes com os resultados esperados.

Os Radares de Abertura Sintética (SAR) normalmente são utilizados acoplados a aeronaves ou satélites e têm o objetivo de realizar imageamento de alvos e mapeamento de terrenos. O armazenamento dos sinais de retorno captados pelo radar e seu processamento enquanto a plataforma se movimenta permitem simular uma antena bem maior do que a antena real e com isto pode-se proporcionar uma melhor resolução do que a dos Radares de Abertura Real convencionais. O objetivo principal deste trabalho é o de apresentar o desenvolvimento de uma simulação computacional capaz de demonstrar a aquisição de dados brutos de uma cena e realizar o processamento relativo a um SAR no modo spot. O algoritmo escolhido para a implementação é o Algoritmo de Formato Polar. Este trabalho visa também a traçar um paralelo teórico entre os modos spot e stripmap e, portanto, durante a revisão teórica sobre o assunto, muitas diferenças são apresentadas entre esses dois modos. Por meio da simulação desenvolvida, as características principais relativas ao processamento de imagens para o modo spot podem ser investigadas e as operações de aeronaves que utilizam o sistema podem ser simuladas.

Automação de veículos é uma ciência que vem crescendo nos últimos anos, ganhando espaço no setor militar e, principalmente, nas áreas de monitoramento e segurança, tanto pessoal quanto governamental.Este trabalho desenvolveu um sistema de navegação e determinação de atitude inercial para aeronaves não tripuladas, baseado em sensores de baixo custo. Utilizaram-se acelerômetros, girômetros e magnetômetros para inicializar e determinar a atitude da aeronave durante o voo, definida pelos três ângulos de Euler, ?, ?, ?; e computada através da matriz de rotação DCM. Foram incluídos sensores para posicionamento via GPS e de informações atmosféricas de altitude-pressão e velocidade em relação ao ar. Para que seja possível extrair o máximo de precisão utilizando sensores de baixo custo, foi estudado o processo de calibração de cada sensor, sendo que parâmetros de correção foram calculados individualmente para cada sensor, em vez de utilizar-se dos parâmetros típicos fornecidos pelos fabricantes. Foi feito um voo de teste com o sistema de navegação embarcado em um aeromodelo, e os valores de cada variável puderam ser comparadas com as demais para que, efetuando-se o cruzamento de informações, se verificasse a correta execução do sistema implementado.

A evolução da tecnologia tem permitido o desenvolvimento de sistemas cada vez mais complexos. Normalmente, estes sistemas são formados por subsistemas conectados entre si. Quando a operação do sistema é crítica em termos de segurança e desempenho o desafio é garantir a dependabilidade deste sistema na ocorrência de uma falha. Dependabilidade é um conceito emergente relacionado à habilidade do sistema em manter sua operação pretendida por um período prolongado de tempo, sob uma variedade de condições de estresse. Deste modo, a proposta apresentada nesta tese consiste em uma metologia de projeto de redes de controladores colaborativas que tenham por objetivo tentar garantir a dependabilidade do sistema como um todo. Os sistemas aqui considerados são compostos por susbsistemas conectados entre si por meio de variáveis relacionadas aos seus estados. O sistema de controle é formado por um subsistema e seu controlador local. Para que haja a possibilidade colaboração ou cooperação entre os nós da rede é proposto o uso de um gerenciador local. Este gerenciador tem a função de se comunicar com os demais e trocar informações na foram de pedidos de ajuda, caso algum índice relacionado a dependabilidade do sistema esteja comprometido. O gerenciador deve responder a estes pedidos por meio do ajuste de valores dos parâmetros do seu controlador local mitigando o dano ocorrido. São considerados apenas sistemas formados por subsistemas em cascata ou paralelo. Alguns estudos de casos são utilizados para ilustrar a metologia proposta.

Neste trabalho é apresentada uma comparação entre alguns enlaces de dados aeronáuticos atuais e em desenvolvimento. Nele é proposto um modelo para simulação do canal aeronáutico com desvanecimento multipercurso. Também são apresentados vários cenários típicos de vôo como rota, pouso, decolagem, táxi e estacionamento baseado em resultados de medições já publicadas ou valores empíricos. O desempenho de um enlace de dados aeronáutico é simulado para várias condições de um canal com desvanecimento multipercurso. Finalmente, é obtido o desempenho do mesmo nos vários cenários aeronáuticos propostos para a faixa de VHF.

Os últimos anos têm presenciado um significativo aumento no número e solidificação dos computados e assim como da evolução dos meios de comunicação. Da mesma forma que a telefonia móvel ou via satélite tem permitido que as pessoas se falem a qualquer momento, qualquer que seja sua localização a computação móvel nos próximos anos deve permitir que os inúmeros computadores móveis acessem cada vez mais a internet, bancos de dados, outros computadores específicos, enfim que os mesmos se comuniquem. A solução IP móvel para a mobilidade de nós que transferem e recebem pacotes de dados enquanto se movem introduz o uso de agentes de mobilidade. Do lado da sub-rede de onde o móvel é originário é empregado um Agente Domiciliar e na rede visitada pelo nó móvel encontra-se possivelmente o Agente Estrangeiro. Esses agentes fornecem serviços de mobilidade a diversos nós que estão sob sua região de atuação, servindo como roteadores default para envio de pacotes por parte dos nós móveis e interceptando pacotes destinados aos mesmos. Desta forma, os agentes de mobilidade podem tornar-se pontos únicos de falha e gargalos de desempenho para os nós por eles servidos. Este problema torna-se ainda mais óbvio no caso de aplicações militares. Em um cenário de batalha, os agentes que suportam a mobilidade encontram-se ainda mais expostos e sujeitos a ataques inimigos. A falha dos agentes e a conseqüente interrupção das comunicações pode prejudicar operações táticas, coordenação das forças amigas, localização de alvos etc. O presente trabalho faz primeiramente o estudo das soluções de mobilidade de um nó analisando inicialmente sem modificações ao protocolo IP mostrando os problemas advindos dessa tentativa. O Protocolo IP Móvel, especificado pela RFC 3344, é descrito em seus principais mecanismos e objetivos. O presente trabalho estuda alguns protocolos concebidos para tolerância do sistema a falha dos agentes de mobilidade no contexto do protocolo IP Móvel para versão IPV4. São considerados os seguintes protocolos: Fault Tolerant Móbile IP (FTMIP), Eficient Fault Tolerant Protocol (EFTP) e o Dynamical Redirection Approach for Móbile IP (DRA-MIP). Após a etapa, um dos protocolos será escolhido, o que apresenta melhores relações de custo benefício e o tráfego chegando neste conjunto modelado como uma fila M/M/m/ para estudar a sua reação à falha e comprovar sua eficiência e correção.

Sistemas aviônicos e de controle a bordo de aeronaves dependem da entrega de dados completos e atualizados do transmissor para o receptor de uma forma determinística. Para sistemas críticos, os links de comunicação em tempo real confiáveis são essenciais. O AFDX (Avionics Full-Duplex Switched Ethernet) foi desenvolvido para permitir a troca confiável de dados com rígidas restrições de tempo de transmissão na comunicação interna da aeronave. O projeto do AFDX é baseado no princípio de uma rede comutada com canais físicos redundantes, criando um caminho de dados e comandos entre módulos aviônicos através de canais virtuais, substituindo as conexões ponto a ponto da arquitetura de sistemas distribuídos anteriores por conexões que atravessam um switch de rede. O objetivo deste trabalho é propor um modelo de simulação genérico do AFDX para avaliação do policiamento de tráfego da rede para uma dada configuração e análise da ocupação de banda e tamanho de filas internas do switch de rede. Este modelo foi implementado no ambiente de codificação do MATLAB, onde se pôde observar o funcionamento dos algoritmos de policiamento de acordo com a chegada de frames, o número de frames descartados por canal virtual e a utilização da largura de banda da porta de saída do switch.

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.

Este trabalho se insere na área de controle de assinaturas de radar e tem como objetivo o estudo de predição da seção reta radar de alvos simples (placa plana, cilindro e diedro ortogonal e complexos (mísseis MAA-1 e Matra R530), com base no método da Óptica Física (PO), na frequência de 10 GHz. As simulações realizadas são confrontadas com medidas experimentais em campo aberto. Para alvos simples é apresentada uma solução analítica. Já os alvos complexos têm suas superfícies decompostas em um grande número de pequenas faces triangulares e o diagrama de seção reta radar (RCS) é o resultado da contribuição do espalhamento eletromagnético de cada uma dessas faces. O estudo da redução da RCS dos alvos é realizado pelo uso de uma material absorvedor de radiação eletromagnética (MARE) baseado em ferro-carbonila e silicone, com 10,3 dB de atenuação. A comparação dos diagramas de RCS, obtidos experimentalmente e por simulação dos alvos simples e complexos, mostra que os pontos mais relevantes dos diagramas apresentam discrepância pouco significativa. Isto representa uma boa concordância das medidas experimentais com as simulações baseadas no método PO. Este resultado permite afirmar que este método PO substitui com segurança outras ferramentas mais onerosas, baseadas em métodos mais complexos, na predição de seção reta radar de alvos. Os resultados de redução de RCS, em 10 GHz, com a incidência perpendicular do sinal de micro-ondas, são iguais a 91%, 92% e 95% para a placa plana, cilindro e diedro, respectivamente. Já os mísseis MAA-1 e Matra R530 têm as RCS reduzidas, nas mesmas condições, em 96% e 89%, respectivamente.