A aceleração do progresso tecnológico normalmente começa com uma maior ênfase na pesquisa, projeto e desenvolvimento para gerar produtos mais competitivos. O presente trabalho identifica a importância de estabelecer diretrizes e recomendações com enfoque em manutenibilidade para apoiar o projetista na predição da manutenibilidade de um produto aeronáutico, indicando pontos vulneráveis no projeto que afetam a segurança durante as atividades de manutenção. A área de manutenção tem crescido e vem ocupando cada vez mais uma posição estratégica no desenvolvimento de projetos aeronáuticos. A manutenibilidade permite, a partir de atributos qualitativos e métricas, estabelecer padrões a serem considerados nas fases do projeto. Esta dissertação considera o desenvolvimento de projetos de aeronaves de asas rotativas. Como estudos de caso abordam-se três acidentes envolvendo helicópteros, especificando erros durante tarefas de manutenção. O trabalho também aborda a manutenibilidade dos materiais compósitos e as técnicas de inspeção e reparo das estruturas compósitas. O trabalho tem como meta contribuir com o desenvolvimento do conceito da manutenibilidade desde a fase de projeto, visando a segurança de aviação e a aeronavegabilidade continuada das aeronaves de asas rotativas no Brasil.

Com o aumento da competitividade e do preço do combustível, cada vez mais os operadores de aeronaves têm procurado maneiras de reduzir o custo operacional e de manutenção para manter sua competitividade no mercado. Para suprir esta necessidade, os integradores de aeronaves e fornecedores de sistemas estão sempre buscando novas maneiras de incorporar tecnologias que ofereçam um diferencial para seus produtos. Com isto, o número de pesquisas na área de monitoramento de saúde tem crescido nos últimos anos, com o desafio de monitorar a vida de equipamentos e sistemas. Para determinar a saúde de sistemas e equipamentos, é necessário possuir dois tipos de indicação: a indicação do estado atual do equipamento e uma indicação de referência. Contudo, tal indicação de referência algumas vezes não existe ou está indisponível para estimar a degradação do equipamento. Este trabalho tem por objetivo apresentar uma metodologia utilizando classificação de dados com Support Vector Machines para construir a indicação de referência, baseada em dados, para representar um modelo de degradação usando o monitoramento de saúde de sistemas aeronáuticos embarcados. Um classificador de uma única classe com Support Vector Machines é utilizado para estimar a região de operação nominal e detectar o comportamento anormal que pode indicar falhas incipientes. Tal metodologia foi aplicada a uma base de dados contendo parâmetros de performance de uma Unidade Auxiliar de Potência (APU - Auxiliary Power Unit).

Os novos requisitos aeronáuticos relacionados ao sistema de interconexão de cablagem elétrica (EWIS) são apresentados e analisados. É proposto um procedimento de manutenção para o sistema de interconexão de cablagem elétrica de aeronaves de transporte de passageiros que reduz ou elimina possíveis interpretações dúbias naqueles requisitos. No procedimento proposto são geradas instruções que aumentam a aeronavegabilidade, criando intervalos entre inspeções periódicas. Uma aplicação prática permite a comparação entre o procedimento proposto e as práticas tradicionais.

Os desafios atuais no segmento de aviação civil compreendem desde a crescente competição entre as empresas aéreas até a rápida reação à volatilidade dos preços de combustível. Nesse cenário, predizer a ocorrência de falhas dos sistemas aeronáuticos e otimizar a manutenção programada das aeronaves podem representar um potencial ganho competitivo. Este trabalho apresenta um estudo de caso de emprego do prognóstico de falhas em um anemômetro de fio quente. O desenvolvimento está baseado em dados históricos da frota, em uma compreensão detalhada da operação do sistema de ventilação e no efeito produzido pela degradação do sinal do sensor. A metodologia utilizada no decorrer do estudo consiste da aquisição e tratamento dos dados, da extração das características que descrevem o comportamento de deterioração do sensor e da utilização de uma técnica de prognóstico. Um método não-paramétrico também é usado para estimar as incertezas associadas ao prognóstico. As conclusões expostas apontam para uma solução relativamente simples para predizer falhas no anemômetro com antecedência suficiente para evitar manutenções não-planejadas e, portanto, reduzir custos operacionais.

Um sistema eficiente de prognóstico é capaz de reduzir o número de paradas não programadas e conseqüentemente gerar uma redução em custos de manutenção. Devido à grande competitividade da área de atuação, a indústria aeronáutica tem voltado sua atenção a sistemas deste tipo com a finalidade de maximizar a vida útil de seus equipamentos, aumentar sua disponibilidade e reduzir os seus custos de operação e manutenção, otimizando assim a eficiência operacional de suas aeronaves. O presente trabalho apresenta uma metodologia de prognóstico de falhas baseada em modelo para o sistema do estabilizador horizontal da aeronave EMBRAER 190. Para realizar a previsão do tempo de vida útil remanescente do sistema, esta metodologia utiliza a modelagem do mesmo e o monitoramento de resíduos através de equações de paridade. O pós-processamento destes resíduos permite avaliar a severidade atual da condição de degradação do sistema e a estimação do tempo para se atingir a severidade máxima projetada em que a falha é declarada. Os resultados obtidos utilizando-se o modelo do sistema do estabilizador horizontal e a inserção das falhas simuladas típicas mostram o grande potencial para a utilização de modelos, quando possível, no desenvolvimento de um processo de PHM de alto desempenho.

The study evaluates an alternative for collection, monitoring and data analysis of functional check tasks during aircraft operation, analyzing new possibilities for adjusting (and extending) their intervals. A system of data collection and storage for a functional check task is proposed and ways to guarantee the quality, integrity, transparency and composition of the information is discussed. Methods to analyze the data are evaluated. Statistical models to monitor and provide subsidies are developed to aid decisions based on confidence level. The information is presented considering adaptation to approved formats and standards such as ATA SPEC 2000 (Chapter 11). Criteria for evaluating effectiveness of tasks and possible cases for extension / adjustment of tasks are developed. A case study is presented showing results that will bring economic benefits to airlines.

O desenvolvimento de métodos para monitoramento da saúde de componentes aeronáuticos mostra-se desafiador por tratar de equipamentos expostos a variadas condições de operação e com limitado número de dados históricos de sensores para componentes com falha. A utilização de técnicas de análise multivariada envolvendo variáveis sensíveis a falhas e condições de operação mostra-se um alternativa para tratar estes problemas. A literatura apresenta alguns métodos para esta finalidade, como as estatística T2 de Hotelling e U2 de Runger sendo o segundo método vantajoso pois realiza o monitoramento através da coleta de variáveis sensíveis a falha e condições de operação, concentrando a análise nas variáveis sensíveis a falha, denominadas variáveis de interesse. A utilização de tais métodos tem com premissa a distribuição gaussiana dos dados. Para dados não gaussianos a literatura apresenta métodos baseados em técnicas de não paramétricas, porém sem possibilitar a seleção de variáveis de interesse. O trabalho desenvolvido apresenta um método de monitoramento da saúde de componentes para dados não gaussianos com a possibilidade de seleção de variáveis de interesse. O método foi testado utilizando um modelo dinâmico de uma turbina a gás e um modelo dinâmico de um sistema de atuação.

O aumento da competitividade e a busca das indústrias mundiais pela melhoria de seu processo produtivo, com o objetivo de aumentar a produtividade e reduzir custos, fizeram com que as empresas prestassem mais atenção a sua linha de produção. No setor de manutenção de aeronaves, embora existam certificações reguladoras quanto ao treinamento dos mecânicos, espaço físico, etc, ainda não existe um processo estabelecido e validado para a Gestão da Manutenção. Esta pesquisa foi realizada junto a empresas brasileiras de manutenção aeronáutica, com o objetivo de identificar as práticas de gestão empregadas nessa atividade e apontar possibilidades de melhoria nos processos do setor. A pesquisa adotou questionários (surveys), elaborados com base na revisão da literatura, os quais foram compostos de 59 questões, divididas em sete grupos (Requisitos Legais, Planejamento e Programação, Gerenciamento da Informação, Recursos de Manutenção, Suporte e Controle, Segurança e Pessoas) de perguntas. Esses questionários foram enviados via e-mail a 174 empresas de manutenção, todas localizadas no Brasil. Os resultados mostram que as empresas de manutenção apresentam práticas de gestão de suas atividades. No entanto, estas práticas são definidas dentro e fora do escopo das certificações, em razão dos conflitos que existem entre as mesmas, evidenciando a necessidade de padronização das normas do setor e o seu alinhamento em relação às práticas do mercado.

A constante necessidade de melhoria nos processos de manufatura tem levado a um recente aumento no número de soluções automatizadas empregadas na montagem de estruturas aeronáuticas. Um processo de particular interesse para esta indústria é o alinhamento de seções de fuselagem, que atualmente é feito à mão ou por sistemas automatizados complexos e de alto custo. O método manual acrescenta um atraso significativo ao tempo de produção e a maioria dos sistemas automatizados possui pouca flexibilidade. Esta tese apresenta um sistema de integração implementado em uma solução alternativa de alinhamento que possui baixo custo e alta flexibilidade. Partindo de módulos pré-estabelecidos que incluem de manipuladores industriais a sistemas metrológicos de grande volume, este trabalho abrange os passos necessários para transformar a funcionalidade individual destes elementos em uma célula unificada. Primeiramente, uma análise funcional foi feita e os requisitos do sistema de integração foram detalhados de acordo com o padrão ECSS-E-ST-40C. Então um software foi escrito para implementar a abordagem planejada de acordo com os protocolos de rede requeridos por cada módulo. Uma IHM foi criada para centralizar o controle da célula e auxiliar na supervisão do processo. Finalmente foram realizados experimentos baseados no padrão EN ISO 9283 para se determinar qual configuração da célula melhor atende as tolerâncias de alinhamento. A configuração ótima atingiu a posição nominal com uma exatidão média de 0.16mm e 0.004.

Tem se verificado a presença crescente de erros de manutenção em aeronaves entre as diversas causas responsáveis por incidentes e acidentes aeronáuticos. Na verdade, estes erros na manutenção nem sempre podem ser atribuídos somente ao mecânico que realizou a tarefa. Existem outras pessoas relacionadas à manutenção que podem influenciar na realização daquela tarefa. Dentre elas, o engenheiro de procedimentos de manutenção que é a pessoa responsável pelas instruções contidas nos manuais de manutenção. Por vezes, um erro durante a manutenção de uma aeronave ocorre quando o mecânico realiza os passos descritos no check-list das tarefas de manutenção corretamente; porém, estas tarefas de manutenção não estão coerentes com a realidade. Este trabalho tem como finalidade co-relacionar os procedimentos de manutenção com os aspectos da segurança de voo, levando-se em consideração que, além de garantir a segurança, os procedimentos de manutenção visão a uma alta despachabilidade e também a baixo custo de manutenção, enquanto precisam garantir a aeronavegabilidade continuada da aeronave. Alguns conceitos básicos a respeito dos manuais de manutenção são introduzidos, bem como os modelos de SHEL e de Reason relacionados aos fatores humanos na manutenção. Para finalizar o trabalho, são apresentados e discutidos um exemplo de incidente e um exemplo de acidente, ocorrido devido à falta de informação correta nos manuais de manutenção.