Fomentados pelas centenas de dólares gastos anualmente pelas linhas aéreas em combustíveis, diversos estudos foram e continuam sendo realizados visando reduzir o consumo das aeronaves. Desde as primeiras aeronaves a jato de transporte civil atée a atualidade estima-se que a redução de combustível alcançou o índice de 70%, dos quais 30% estão diretamente relacionados à evolução tecnológica no projeto dessas aeronaves e, os 40% restantes, à melhora da eficiência dos motores. Uma alternativa de projeto identificada para este fim consiste no uso de dispositivos de ponta de asa, tais como o Winglet para possibilitar às aeronaves voar mais alto, consumir menos combustível ou mesmo voar mais rápido, além de melhorar a sua performance de decolagem e subida, reduzindo, assim, o ruído externo emitido à população que vive na região próxima dos aeroportos. Contudo o preço pago por essa melhoria envolve aumentos nos custos de fabricação e manutenção, pesos vazios maiores, além de um aumento nos custos que envolvem o estudo da estabilidade e controle das aeronaves. Com o objetivo de fornecer ao leitor aspectos aerodinâmicos práticos e teóricos que envolvem o uso do winglet este trabalho foi dividido em quatro etapas, caracterízadas pelas seguintes ações: realizar uma extensa revisão bibliográfica; implementar e validar um programa de cálculo aerodinâmico de asas, baseado no método de Weissinger ou método da linha sustentadora estendido; desempenhar, com este programa, um estudo aerodinâmico dos parâmetros geométricos do winglet; e por fim, simular um estudo de caso, avaliando as vantagens obtidas com o uso dos winglets na performance de uma aeronave militar de patrulha. Nos estudos comprovou-se a competência do método para uso no estudo preliminar dos parâmetros geométricos do winglet

Este trabalho consiste na utilização de técnicas de otimização multidisciplinar no projeto conceitual de uma aeronave militar de treinamento avançado. Devido ao projeto conceitual envolve várias disciplinas com elevado grau de integração, tais como aerodinâmica, estrutura, qualidade de vôo e propulsão, a junção entre a teoria da otimização multidisciplinar com a metodologia de atendimento de metas torna-se essencial para que o objetivo de desenvolver o projeto que melhor atenda aos requisitos de missão seja alcançado. A metodologia de atendimento de metas consiste em um conjunto de metas e restrições de projeto, aos quais estão associadas a um conjunto de objetivos que podem ser sub ou sobre atendidos. As metas e restrições estão relacionadas com os requisitos de projeto e os objetivos com as características da aeronave. Esta metodologia ée utilizada por sua formulação minimizar o problema de otimização multiobjetivo; e teoria da otimização multidisciplinar, devido às suas características de integração entre as diversas disciplinas analisadas. Assim, aliando-se a metodologia de atendimento de metas com a filosofia de projeto da teoria da otimização multidisciplinar, tem-se a ferramenta necessária para a obtenção dos resultados do projeto conceitual otimizando, idéia principal deste trabalho.

O surgimento das Operações Baseadas em Efeitos (EBO) remete-se à Primeira Guera do Golfo em 1990, onde sua abordagem na seleção de alvos, combinada com novas tecnologias para a precisão dos armamentos mostrou-se muito eficiente. Porém, ainda hoje, é um desafio o desenvolvimento de ferramentas, conceitos e medidas que possibilitem o seu pleno emprego, motivo maior que desencadeou esta pesquisa. O problema abordado foi o de como representar adequadamente as relações de causa e efeito e quais métricas utilizar para selecionar, dentre as ações disponíveis, as mais adequadas para a consecução do estado final desejado para o combate militar. O objetivo geral do trabalho foi verificar a adequabilidade de conceitos que pudessem servir de suporte para uma futura ferramenta de Comando e Controle (C2) na seleção de alvos sob o enfoque das EBO. A hipótese adotada é a de que os Diagramas de Influência podem modelar adequadamente as EBO. São apresentados os fundamentos de C2, EBO, seleção de alvos e tomadas de decisão em ambientes de incerteza, onde se situam os Diagramas de Influência. Antes da exemplificação do uso do modelo proposto, é analisada sua compatibilidade com as EBO, sua adequação ao ciclo de seleção de alvos e seu emprego no ciclo decisório de C2. Para confirmar a hipótese foram realizadas simulações confrontando-se forças com os mesmos recursos, tecnologia, treinamento militar e tempo de ciclo decisório, diferenciando-se somente pelo processo de seleção de alvos, um lado utilizando o Diagrama de Influência e o outro a filosofia do atrito e aniquilação. A análise teórica permitiu observar que: a modelagem das EBO atende perfeitamente o preconizado para a construção dos Diagramas de Influência, tendo-se as ações inseridas no nó de decisão, os efeitos nos de acaso e o estado final no de utilidade; os Diagramas de Influência auxiliam o desenvolvimento do ciclo de seleção de alvos; e na medida em que representam uma forma de estruturar o problema de seleção de alvos e fornecem um método quantitativo para comparar as diversas alternativas, apoiando a decisão do comandante, podem ser considerados como ferramenta de C2. As simulações comprovaram que os Diagramas de Influência, em ambientes simplificados e hipotéticos, servindo como prova de conceito, modelam adequadamente as relações de causa e efeito, aplicadas à seleção de alvos, confirmando a hipótese estabelecida para o trabalho. Foram realizados, ainda, dois outros experimentos: o primeiro mostrou que a eficiência dos Diagramas de Influência está ligada à habilidade de estruturação do mesmo para a geração de melhores alternativas; e o segundo demonstrou que a eficiência aumenta à medida que o cenário torna-se mais complexo, com um número maior de alvos necessários para a consecução do estado final desejado.

Atualmente, a opinião pública mundial condena a ocorrência de danos colaterais em uma ação bélica. Neste sentido, o presente trabalho propõe a aplicação do método Quality Function Deployment (QFD) na concepção e desenvolvimento de táticas, com o objetivo de aumentar a qualidade no combate por meio da redução dos estragos provocados por um conflito armado. Inicialmente, são descritas considerações a respeito do desenvolvimento de táticas, do QFD e da matriz morfológica. Então, é apresentado o modelo conceitual do QFD proposto, com a sua posterior aplicação no contexto do combate em ambiente urbano. Em seguida, realiza-se uma análise retrospectiva, com a finalidade de reunir evidências que indiquem a factibilidade do método. Por fim, conclui-se que o QFD em questão auxilia o aprimoramento das táticas, a seleção de equipamentos e a adoção de procedimentos concebidos para minimizar a ocorrência de danos colaterais, de modo a proporcionar maior qualidade ao combate.

O presente trabalho propõe uma metodologia como contribuição ao processo de avaliação de operações militares, que tenham sido planejadas com foco na geração de efeitos. A principal meta desta proposta é possibilitar a identificação de possíveis desvios ocorridos entre o que foi planejado para uma operação e os resultados obtidos em decorrência de sua execução. Acredita-se que, ao se identificar desvios, recomendações sejam emitidas, de forma que a operação retorne ao rumo desejado e alcance o objetivo proposto. A metodologia alinha-se aos preceitos do Manual de Processo de Planejamento de Comando para Operações Combinadas (PPCC), estabelecido pelo Ministério da Defesa, com propósito de ser aplicável, tanto em exercícios de adestramentos como em operações reais que venham a ser realizados pelas Forças Armadas, além de seguir sua recomendação de elaborar o planejamento com visão focada na geração de efeitos, ao adotar a filosofia seguida pelas Operações Baseadas em Efeitos. A visão construtivista é assumida como paradigma, para prover um meio de se construir conhecimento sobre o oponente a ser enfrentado, de uma maneira homogênea, em todos os níveis decisórios envolvidos na operação. Tal assunção visa à redução da ambiguidade existente na interpretação de fatores subjetivos, inerentes ao oponente, principalmente quando se abordam os fatores cognitivos do mesmo. Do mesmo modo, proporciona-se a padronização na formação da consciência situacional, assim como do sensemaking de todos os envolvidos no processo de avaliação. Propõe-se um framework, em forma de mapa mental, capaz de viabilizar a avaliação e a análise dos resultados observados, mediante a execução das ações planejadas. Tal estrutura faculta que a realimentação dos níveis hierárquicos aconteça, sem que se percam informações durante este processo. Para a operacionalização deste framework, a metodologia proposta engloba a construção de descritores e de funções de pontuação, para cada um dos efeitos e ações a serem avaliados. Sugere-se a aplicação de um método de Apoio Multicritério à Decisão (AMD), que pode tornar a construção das funções de pontuação menos complexa. A metodologia propõe uma forma de atribuir, aos significados das pontuações, uma interpretação comum, independentemente da subjetividade inerente a cada um dos envolvidos no processo de avaliação nos diferentes níveis decisórios. Um exemplo hipotético e simplificado é apresentado para mostrar a aplicabilidade da metodologia e a forma como os resultados podem ser analisados pelos comandantes e sua equipe de estrategistas.

Este trabalho tem por finalidade executar Simulação Numérica, Projeto, Fabricação, Experimentos e Medidas em estruturas de cobre unidimensionais do tipo Split-Ring Resonator e Wires dispostas em Placas de Circuito Impresso (PCI) intercaladas, conhecidas como Left-Handed Metamaterial (LHM) com prospecção à Tecnologia Furtiva em banda X. Inicialmente, foram realizadas simulações em uma célula unitária com nova geometria, bem como o substrato envolvido, ou seja, uma inclusão do tipo Duplo Split-Ring Resonator de forma Triangular Equilátera (DSRRTE) ou inclusão fractal e logo após, simulações foram concretizadas em estruturas maiores, denominadas de bulk. Cada bulk é composto de dez placas, sendo que cada placa tem uma matriz de 7 x 7 DSRRTEs, e em conjunção com dez placas wires, sendo que cada placa tem uma matriz de 7 x 7 wires. Analogamente, foi realizada simulação num bulk com inclusão circular composto de dez placas, sendo que cada placa com uma matriz 7 x 7 Duplo Split-Ring Resonator Circular (DSRRC), e em conjunção com dez placas wires, análogo ao bulk triangular. No que tange ao substrato utilizado nos bulks, foi utilizado o Politetrafluoroethylene (PTFE) com fibra de vidro ao invés do Flame Retartdant 4 (FR4). Na simulação numérica, foi usado o software comercial CST Microwave Studio, que está baseado na Técnica de Integração Finita (TIF) como um esquema consistente de discretização das Equações de Maxwell em sua forma integral. Em complemento, as tarefas pertinentes às simulações numéricas, arranjos experimentais e medidas eletromagnéticas em espaço livre foram realizadas com ênfase na técnica de calibração Gated-Reflect-Line (GRL) sob um plano de incidência normal. As respostas eletromagnéticas coletadas ao longo da Banda X foram analisadas em termos dos coeficientes de Reflexão (S11) e Transmissão (S21) das Estruturas Sob Teste (EST). Por fim, os dados relevantes extraídos da inclusão proposta (DSRRTE), sugerem estudos propectivos à aplicabilidade de LHM em pesquisas envolvendo tecnologia furtiva.

Este trabalho tem por objetivo apresentar o projeto de uma rotina para determinação automática de rota para planejamento de missões aéreas de combate. É descrito o processo de planejamento de uma missão aérea de combate e é apresentado um modelo do teatro de operações. A partir disso, uma proposta de solução é desenvolvida. Um protótipo da rotina, construído para demonstrar os principais requisitos e permitir a avaliação da solução proposta, é também apresentado.

Neste trabalho, o problema de geração de trajetórias para Veículos Aéreos Não Tripulados em missões militares é modelado como um problema de otimização multiobjetivo que busca obter diferentes relações de compromisso entre comprimento total do percurso e exposição às ameaças de solo (e.g, radares e unidades de defesa antiaérea). A implementação computacional do modelo utiliza-se da Plataforma AEROGRAF, que permite a construção de cenários de otimização e a visualização dos resultados em ambiente georreferenciado. Ferramentas do campo da Otimização Evolutiva Multiobjetivo são utilizadas na abordagem, especificamente, os algoritmos denominados Generalized Differential Evolution 3 (GDE3), e Multiobjective Evolutionary Algorithm based on Decomposition (MOEA/D), que representam dois paradigmas de estruturação algorítmica distintos e vigentes na área. Os desempenhos dos algoritmos são mensurados e comparados a partir de quatro instâncias do problema, sob diferentes aspectos: esforço computacional, robustez ao ajuste de parâmetros, efetividade em lidar com restrições, e indicadores de qualidade. Os resultados experimentais fornecem parâmetros para subsidiar a opção por um ou outro método em função do tipo de cenário para o qual as trajetórias serão geradas. A abordagem multiobjetivo e o uso de ambiente georreferenciado permitem que o decisor tenha conhecimento de diferentes possibilidades antes de fazer a escolha da trajetória mais adequada ao cenário vigente.

A evolução das aeronaves de combate e a mudança do cenário geopolítico internacional na última década podem ser resumidas da seguinte maneira: a entrada em serviço de uma nova geração de aeronaves de combate supersônicas, como o Lockheed Martin F-22 Raptor, Dassault Rafale e o Eurofighter Typhoon; sob aspecto geopolítico, nota-se o predomínio de conflitos onde operações de contrainsurgência são necessárias. Assim, o mercado de aviação tem de apresentar soluções, i.e. produtos, para atender essas necessidades. Dentro deste contexto, o presente trabalho conduz uma análise do mercado de aeronaves de treinamento militar para as próximas décadas levando em conta o cenário recente. Os números de mercado que foram obtidos são resultado de profundas análises da frota mundial de treinadores e seu emprego - atual e esperado - bem como de análises geopolíticas e econômicas. Em um primeiro momento, foi feita uma análise buscando obter uma visão geral do mercado. Foi então proposta uma segmentação, seguida da abordagem dos segmentos mais interessantes em termos de tamanho de mercado. A segunda parte do estudo utiliza o conceito de propostas de valor e confronta as propostas de valor frente ao mercado, em uma análise de baixo para cima (bottom-up). As propostas de valor concentram-se naquilo que difere um potencial produto de outro, no que ele oferece ao cliente. O autor do presente trabalho subscreve que a qualidade por si só não é mais um diferencial, mas uma obrigação. Assim, as empresas bem-sucedidas serão aquelas que conseguirem identificar as fatias mais interessantes do mercado e lançar os produtos certos para elas, oferecendo mais valor pelo preço. O presente estudo se torna mais facilmente compreendido dentro de um contexto de desenvolvimento integrado de produto, buscando identificar as melhores propostas de valor durante a fase concepção do produto, dando total liberdade aos engenheiros e projetistas não só para sugerir propostas de valor, mas também para posteriormente maximizar a proposta escolhida ao longo do projeto.

Este trabalho apresenta o desenvolvimento do procedimento e do planejamento da campanha de ensaios em voo necessários para a certificação e a integração de cargas externas em uma aeronave militar. Mais especificamente, este trabalho apresenta como estudo de caso a aplicação da teoria de estabilidade de aeronaves para definir o conjunto de parâmetros necessários para avaliação da estabilidade dinâmica de uma aeronave militar com cargas externas. Em última análise, os parâmetros obtidos caracterizam grande parte das qualidades de voo da aeronave, exigidas em normas militares técnicas, para garantir o cumprimento da base de certificação e a certificação de integração (i.e. qualificação). Para melhor compreensão, uma breve explanação da estabilidade de aeronaves é realizada. Em seguida, a metodologia de ensaios em voo adotada é discutida, enfatizando os procedimentos de ensaios amplamente utilizados. Embora os ensaios em voo sejam executados de acordo com os procedimentos publicados (e.g. MIL STD), os riscos inerentes associados com esta campanha de ensaios em voo precisam ser avaliados por meio de ensaios de resposta dinâmica antes dos voos reais, e estes ensaios podem ser realizados através de ferramentas de análise de simulação. Este processo, executado com supervisão da autoridade de certificação, utiliza um aplicativo customizado desenvolvido pelo grupo de engenharia do IPEV com aplicação do MATLAB. Para a avaliação experimental, uma completa FTI, composta por um sistema de aquisição de dados em voo PCM, um gravador PCM, uma base de tempo GPS/IRIG-B e um conjunto de transdutores, é utilizada. A exatidão da medida da FTI depende principalmente dos procedimentos de calibração. Então, para minimizar a maior parte dos erros sistemáticos, os processos de calibração e de determinação de incerteza são realizados utilizando o sistema SALEV, que é totalmente compatível com a norma EA-4/02. A certificação é alcançada quando a operação da aeronave e do sistema integrado é cumprida e a segurança de voo não é prejudicada ou comprometida, como mostrado pelos resultados dos ensaios.