Este trabalho propõe e avalia, através de simulação, um sistema de controle multivariável para o pouso automático de um mini-VANT em pista curta valendo-se de tubo de pitot, sensores girométricos, GPS, altímetro-pressão e altímetro-ultrassom embarcados. A manobra visa automatizar o procedimento de pouso realizado por piloto experiente de aeromodelo radiocontrolado, o qual é caracterizado por uma etapa descendente com variação simultânea de azimute para alinhamento da proa com a pista, seguida por descida segundo rampa íngreme e arredondamento final antes do encontro do solo. Tal manobra é motivada quando há disponível apenas uma pequena extensão de pista e cujas dimensões da zona de aproximação livre de obstáculos impeçam o pouso com emprego de rampa longa e suave alinhada com o eixo da pista. A brusca variação de altitude e azimute simultaneamente, no entanto, acaba por provocar o acoplamento dinâmico dos modos de resposta nos planos longitudinal e látero-direcional da aeronave, fator que introduz maior complexidade no projeto de um controlador robusto às perturbações externas e às incertezas de modelagem. A aeronave utilizada no estudo foi o aeromodelo de treinamento de pequeno porte Alpha60 da Hangar-9, originalmente radiocontrolado, disponível comercialmente e amplamente utilizado por aeromodelistas. Suas principais características foram determinadas a partir de ensaios em túnel de vento, os quais juntamente com os dados obtidos de softwares de modelagem CAD e CFD permitiram a definição de um modelo adequado para o projeto e validação do piloto automático para pouso. A técnica de controle, alocação de autoestrutura, mostrou-se uma alternativa efetiva para lidar com o acoplamento das dinâmicas longitudinal e látero-direcional existente durante a etapa em curva descendente. Foram avaliados diversos cenários de pouso, com a aeronave exposta a turbulências do tipo Dryden e vento constante de magnitude média de até 31 km/h, aproximadamente 50% da velocidade da aeronave durante a etapa de aproximação para pouso. Adicionalmente, investigaram-se efeitos na variação dos parâmetros do veículo e ruído nos diversos sensores. Nos casos em que o vento sopra lateralmente à aeronave com magnitude elevada, observou-se que o desvio em relação à pista após a etapa em curva descendente pode ser demasiado elevado visto que o controle lateral se dá somente em azimute, e a posterior descida segundo uma rampa íngreme se torna inviável. Nestas situações, torna-se necessário percorrer um trecho adicional, sem perda de altitude, para correção do desvio lateral e posterior descida. A fim de evitar esta etapa adicional, foi proposta uma estimação da velocidade do vento lateral baseada nas características do voo em cruzeiro. Com esse mecanismo, em caso de vento lateral em um nível aceitável, a descida pode ser conduzida logo após a etapa de curva descendente, dando à manobra características semelhantes àquela executada por piloto experiente de aeromodelo radiocontrolado. Ao final, obteve-se um piloto automático capaz de realizar o pouso em uma pista de extensão média entre 235 e 329 metros, dependendo da intensidade e direção do vento, e com erro lateral médio inferior a 2,5 metros

Este trabalho propõe a arquitetura para uma Plataforma de Testes de sistemas de piloto automático voltada para ambiente de simulação. Trata-se de uma ferramenta com propósitos educacionais e de pesquisa onde variadas configurações destes sistemas podem ser facilmente implementadas aumentando a flexibilidade dos testes executados e acelerando seu desenvolvimento. Por se tratar de ambiente de simulação, apresenta vantagens como a facilidade de operação e a obtenção de resultados em bancada imediatamente após o projeto do sistema, o que antecipa a detecção de problemas que poderiam ser encontrados somente após sua implementação. Estas características apresentam-se ideais para suportar o processo de desenvolvimento de sistemas de piloto automático para VANTs (Veículos Aéreos Não Tripulados) considerando a necessidade de testes intensivos antes de embarcar estes sistemas. Nesta Plataforma de Testes é utilizado o Matlab/Simulink contendo o modelo do sistema de controle de piloto automático a ser testado, o simulador de vôo X-Plane contendo o modelo da aeronave a ser controlada, um microcontrolador para controle das superfícies de comando de vôo de um aeromodelo e servos eletromecânicos para acionamento destas superfícies. Estes recursos são interligados através de barramentos de dados para troca de informações. Após uma exposição dos conceitos do movimento de uma aeronave rígida e suas equações, a Plataforma de Testes proposta é descrita em detalhes, pois este é o assunto principal do presente trabalho. Para demonstração da validade do projeto, comparam-se os resultados da simulação executada no Matlab/Simulink de um controlador de piloto automático previamente projetado com aqueles obtidos pela integração do mesmo controlador na Plataforma de Testes.

Operações aéreas de segurança pública e militares em helicópteros são exemplos de atividades que requererem elevado desempenho do operador. Considerando esta natureza, e buscando aproximar-se do que lhe é, muitas vezes, iminente, este trabalho tem o objetivo de analisar a percepção dos pilotos sobre a carga de trabalho durante a execução de procedimentos de emergência em operações aéreas de helicóptero. Para isso, a pesquisa de campo se desenvolve em ambiente de treinamento de voo real e se utiliza, para avaliar a carga de trabalho, de instrumentos subjetivos - questionário, entrevista e NASA-TLX Scale- e de registros fisiológicos - Frequência Cardíaca (FC). Quatro cenários são delineados, que consistem em realizar procedimentos de emergência previstos no manual do helicóptero HB-350 "Esquilo". A amostra obtida por acessibilidade consta de 30 (trinta) pilotos voluntários, com experiência em diferentes tipos de helicópteros. As informações obtidas nos instrumentos aplicados, após analisados, apontam a T1 - Aproximação e pouso sem o funcionamento do sistema hidráulico - PSH, como tarefa de maior carga de trabalho global, e, também, considerada pelos instrumentos subjetivos, como de maior exigência física, o que é corroborado pelo dado fisiológico, juntamente com a T3 - Aproximação e pouso com pane de motor (apagamento) - PMp. Por outro lado, segundo a percepção dos pilotos, a T4 - Aproximação e pouso com pane de acionamento do R/C - PRCp, e a T2 - Aproximação e pouso com pane de comando do rotor de cauda (R/C) - PCRC, são consideradas as tarefas de maior exigência mental. O estudo clarifica a relação entre as diferentes cargas impostas ao piloto de helicóptero, quando em situação degradada do equipamento, e o seu desempenho, e, também, pode evidenciar a importância de treinamentos de emergência em helicópteros, deixando clara a necessidade de uma política nacional que fomente essa prática, principalmente no âmbito da aviação de segurança pública e militar. Assim sendo, é possível perceber um caminho a ser seguido para possíveis estratégias que minimizam efeitos negativos de situações degradadas que por ventura possam influenciar na segurança de voo das operações de helicópteros.

As competências técnicas e a formação superior para o aviador são contextualizadas neste trabalho. O domínio de diversos campos do saber é apresentado como essencial para que o piloto possa exercer sua profissão de forma plena e com segurança. Atualmente, apesar do reconhecimento de que pilotos comerciais necessitam de conhecimentos e competências distintas e específicas, não existe imposição legal no que se refere à exigência de curso superior para o exercício da profissão de piloto. Não obstante às novas tecnologias embarcadas nos aviões e ao intensivo treinamento prático das tripulações técnicas, acidentes aeronáuticos com o envolvimento de fatores contribuintes relativos à capacitação e formação profissional continuam a ocorrer em quantidades incompatíveis com os esforços dedicados à sua mitigação. Assim, a proatividade nas atividades de prevenção torna-se mandatória, com foco no incremento da qualidade da formação profissional dos pilotos comerciais e de linha aérea. O presente trabalho propõe a inclusão da exigência de curso superior em Ciências Aeronáuticas ou Aviação Civil no Regulamento Brasileiro de Aviação Civil (RBAC n 61) - Licenças, Habilitações e Certificados para Pilotos - para obtenção de licenças de piloto comercial e linha aérea de forma a elevar requisitos de capacitação, em uma medida proativa na prevenção de acidentes aeronáuticos.

Este trabalho contribui com a pesquisa na área de VANTs, tendo o objetivo de apresentar a identificação do sistema dinâmico do VANT Vector-P com dados de ensaio em voo e realizar um projeto de piloto automático utilizando o modelo identificado. Adicionalmente, um estudo sobre pilotos automáticos é apresentado com o objetivo de abordar e propor diferentes arquiteturas para futura implementação no sistema embarcado do Vector-P. Para realizar a identificação dos coeficientes aerodinâmicos da aeronave foi utilizado o método de estimação de parâmetros através do método do erro de saída, que consiste na minimização do erro quadrático médio da saída da planta real e do modelo identificado. A minimização da função custo foi realizada através da combinação do método de Levenberg-Marquardt com um método heurístico baseado em busca estocástica. As manobras realizadas na campanha de ensaio em voo são do tipo "multistep 3-2-1-1" e "doublet" com o objetivo de excitar os modos dinâmicos da aeronave na frequência de interesse. Um sistema de aquisição de dados embarcado foi implementado para colher as informações de ensaio em voo associadas ao movimento longitudinal da aeronave. A validação do modelo identificado foi realizada através da aplicação dos critérios Cramér-Rao Bonds, Goodness of Fit e o processo Proof-of-Match (POM) que caracteriza a capacidade de predição do modelo aplicado. No estudo de pilotos automáticos, a técnica de controle moderno baseado no Regulador Linear Quadrático (LQR) foi empregada para projetar os ganhos das malhas de controle. Um estudo do autopiloto MP2028g desenvolvido pela empresa MicroPilot foi realizado visando testá-lo no sistema embarcado do Vector-P. Os principais resultados e estudos apresentados neste trabalho são: obter do modelo dinâmico longitudinal confiável do Vector-P, apresentar os ganhos projetados para uma arquitetura de piloto automático, e testar sistemas embarcados em campanha de voo.

The unmanned aerial vehicles (UAVs) has grown in military and civilian areas of application. Several industries (automotive, military, factories, space, etc.) use robots for dangerous and repetitive tasks. This work is dedicated to a special type of aerial platforms which has grown considerably in recent years, the quadricopter. These UAVs that has been highlighted by having ight characteristics and construction only, for example, hovering flight, vertical takeoff and landing, high maneuverability, low speed flight, and simple mechanics. This work proposes a tool for simulation and visualization of an aerial air-type quadricopter robots, using the flight simulator X-Plane 9, Matlab and Simulink. The aircraft under study is the so-called ITA-001, developed by the quadricopter study group the Aeronautical Institute of Technology. Started up by modeling quadricopter ITA-001 in flight simulator X-Plane, then this simulator has been interfaced with Simulink platform to build a computational simulation platform that meets to the requirements of research and educational group study quadricopter ITA.

Este trabalho propõe o desenvolvimento de uma Estação de Controle em Solo para o Pegasus AutoPilot (Piloto automático para aeronaves não tripuladas de pequeno porte), com uma arquitetura contendo dois links de comunicação entre a aeronave e o solo. Foram criados ainda protocolos de comunicação para recepção e envio de dados entre os dois pontos de comunicação do sistema a ECS e o VANT. O desenvolvimento da Estação de Controle em Solo foi feito em LabVIEW, uma ferramenta baseada no fluxo de dados. Foi desenvolvida também uma plataforma SIL para teste e simulação da ECS e treinamento de operadores, esta é composta pela própria ECS, pelo simulador de voo X-Plane e ainda por um software que foi desenvolvido para fazer interface entre os dados seriais da ECS e o protocolo UDP do X-Plane. São apresentados os resultados obtidos em testes de SIL do sistema, teste em campo da capacidade dos links de comunicação e ainda os resultados obtidos de um ensaio em voo do sistema completo embarcado em aeromodelo Cesnna 182 com 1,6 metros de envergadura.

No permanente esforço de aumentar a segurança de voo, estudos sobre os fatores humanos envolvidos na interação entre pilotos e sistemas de voo automático têm se tornado primordial nas duas últimas décadas. O entendimento de como ocorre a interação entre homem e máquina no ambiente automatizado da cabine das aeronaves de última geração tem como foco principal o gerenciamento da trajetória da aeronave e do seu estado de energia, visando assim a mitigação de eventos indesejáveis. Esses estudos salientam a preocupação quanto ao excesso de confiança que pilotos têm delegado ao sistema de voo automático gerando dependência do mesmo, baixo estado de vigilância, confusão entre os modos disponíveis, e degradação da habilidade dos pilotos em realizar o voo manualmente. Diferentes modelos de treinamento, bem como diferentes políticas operacionais exercem o papel principal na determinação das doutrinas operacionais quanto ao uso do sistema de voo automático, objetivando a eficácia nas operações das empresas aéreas. Alguns especialistas apontam para a necessidade de rever certos modelos de instrução, os quais necessitam dar maior ênfase em conhecimentos e habilidades específicos que os pilotos precisam desenvolver para melhor utilizar e interagir com a aeronave e seus equipamentos automatizados embarcados. O escopo deste estudo é analisar a percepção dos pilotos das aeronaves A320, A330 e B777 quanto ao uso do sistema de voo automático na fase de aproximação para o pouso, e dentro deste contexto, identificar os principais fatores envolvidos no gerenciamento da aeronave e as sugestões de possibilidades de melhor aproveitamento do sistema. O estudo, de base descritiva, utilizou um questionário com perguntas do tipo Likert, que foi respondido por 279 pilotos, para o levantamento da percepção deles quanto ao uso do sistema de voo automático daquelas aeronaves. Os resultados mostram que os pilotos têm consciência das vulnerabilidades existentes no sistema de voo automático e apontam para a necessidade de despender maior atenção no treinamento sobre o seu uso e suas características. A relevância deste estudo reside na oportunidade de levar esta discussão para vários setores envolvidos com a operação aérea, contribuindo para aumentar o alerta situacional sobre a questão, além de propor futuros estudos relacionados à melhoria do modelo de instrução dos pilotos.

O presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de uma lei de controle longitudinal e látero-direcional para uma aeronave militar em procedimento de pouso, na etapa de aproximação. Primeiramente foi feita uma revisão dos principais fundamentos teóricos envolvidos, tais como a dinâmica do movimento da aeronave, o conceito de sistemas de comando de voo e controle de voo, as técnicas utilizadas no projeto dos controladores, e por fim as etapas de um pouso e os sistemas de navegação que auxiliam o mesmo. Um modelo não-linear da aeronave militar F-16 é utilizado. Para o projeto dos controladores é feita uma linearização em torno de uma condição típica de aproximação. É também verificada a posição dos pólos das duas dinâmicas (longitudinal e látero-direcional) para diferentes ângulos de aproximação, a fim de verificar se o controlador projetado pode ser aplicado para outras situações de pouso. Na etapa do projeto dos controladores primeiramente é exibida a estrutura dos sistemas de controle utilizados, um Sistema de Aumento de Estabilidade longitudinal, um Sistema de Aumento de Estabilidade látero-direcional, um Piloto Automático de aproximação longitudinal e um Piloto Automático de aproximação lateral. Em seguida são expostos os requisitos de projeto para cada um deles e só então são calculados os ganhos. O cálculo dos ganhos foi realizado por diferentes métodos algorítmicos com e sem restrições. Buscou-se através deles minimizar diferentes índices de desempenho. Na validação do projeto foi verificado se os controladores projetados atendem aos requisitos de qualidade de voo, margem de estabilidade e desempenho robusto através de técnicas como o lugar das raízes, diagramas de Nichols e análise dos valores singulares. Por último, foram feitas simulações no tempo com o modelo não-linear para uma atmosfera tranqüila e com a presença de distúrbios, a fim de comprovar o desempenho satisfatório também nestas condições.

Submitted by Rosina Valeria Lanzellotti Mattiussi Teixeira (rosina.teixeira@unisantos.br) on 2016-06-09T17:34:35Z No. of bitstreams: 1 Magna Lucia de Souza Palmeira.pdf: 2677946 bytes, checksum: 7307eb1da754d371e873f05d4c56ffb9 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-09T17:34:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Magna Lucia de Souza Palmeira.pdf: 2677946 bytes, checksum: 7307eb1da754d371e873f05d4c56ffb9 (MD5) Previous issue date: 2016-02-22 / Introduction: In addition to the already known causes which lead to excess weight, such as changes in lifestyle and in the food intake pattern, the decrease in sleeping time has been discussed in recent times, as well as the inversion of the sleep-wake cycle. In the occupational category of airline pilots, irregular working schedules, as well as time zone changes are common. This type of organization of working time into irregular shifts may damage the pilot¿s health, both in the physical aspect, as well as in the psychological, emotional and social ones. Among these damages, the aspects related to weight gain stand out. Commonly airline pilots invert the sleep-wake cycle and reduce the total sleeping time due to the irregular working shifts. Airplane pilots are submitted to irregular working shifts, altering the sleep-wake cycle, which may influence the appetite and the sense of satiety, thus favoring weight gain. Objective: The main objective of this study was to analyze the working conditions and the health of Brazilian regular aviation pilots. Methods: This is a cross-sectional observational study, carried out with 1.198 Brazilian regular aviation pilots. The data collection was performed by means of an online questionnaire, with socio-demographic, work, health, lifestyle and sleeping data. For the analysis of the factors associated to excess weight (overweight and obesity) Poisson regression analysis with robust variance was carried out. In all the tests P-values of less than 0.05 were considered statistically significant. The data was analyzed using the STATA 12.0 program. Results: All the pilots were male, with an average age of 39.2 years (SD = 9.8 years). In relation to body mass index (BMI) 53.7% of the pilots were considered as being overweight and 14.6% as being obese. Higher chances of being overweight were verified in people who worked night shifts between six to ten years and who had difficulty relaxing after work, being the perception of morningness a protection factor. Working night shifts between six to ten years, difficulty to relax after work, to sleep less than six hours on the time off work, to have other diagnosed diseases and to practice less than 150 minutes/week of physical activity were considered as being risk factors for obesity. Conclusion: These results point to a high prevalence of overweight and obesity in this occupational category, characterized as being a public health problem, signaling to the need for interventions for the body weight control. / Introdução: Além das causas já conhecidas que levam ao excesso de peso, como mudanças no estilo de vida e no padrão alimentar, a diminuição do tempo de sono vem sendo discutida nos últimos tempos, bem como a inversão do ciclo vigília-sono. Na categoria profissional de pilotos de aviação é comum o horário irregular de trabalho bem como mudanças de fusos horários. Esse tipo de organização do trabalho em turnos irregulares pode prejudicar a saúde dos pilotos, tanto no aspecto físico, como psíquico, emocional e social. Dentre esses prejuízos, destacam-se os aspectos relacionados ao aumento do peso. Comumente os pilotos invertem o ciclo vigília-sono e diminuem o tempo total de sono por conta dos turnos irregulares de trabalho. Os pilotos de avião são submetidos a turnos irregulares de trabalho, alterando o ciclo vigília/sono o que pode influenciar o apetite e a saciedade, favorecendo o aumento de peso. Objetivo: O objetivo principal desse estudo foi analisar as condições de trabalho e de saúde dos pilotos brasileiros da aviação regular. Métodos: Trata-se de um estudo do tipo observacional, com corte transversal, realizada com 1.198 pilotos brasileiros da aviação regular. A coleta de dados foi realizada através de um questionário on-line com dados sociodemográficos, trabalho, saúde, estilo de vida, e sono. Para análise dos fatores associados ao excesso de peso (sobrepeso e obesidade) foi realizada a análise de regressão de Poisson com variância robusta. Em todos os testes foi considerado significante o valor de ¿p¿ menor que 0,05. Os dados foram analisados através do programa STATA 12.0. Resultados: Todos os pilotos eram do sexo masculino, com idade média de 39,2 anos (DP= 9,8 anos). Em relação ao Índice de Massa Corporal (IMC) 53,7% dos pilotos foram classificados como sobrepeso e 14,6% como obesos. Foi verificado maiores chances de ter sobrepeso as pessoas que trabalhavam no turno noturno entre seis e dez anos e que tinham dificuldade para relaxar após o trabalho, sendo a percepção de matutinidade fator de proteção. Para a obesidade foi fator de risco trabalhar no turno noturno entre seis e dez anos, dificuldade para relaxar após o trabalho, dormir menos de seis horas na folga, ter outras doenças diagnosticadas e praticar menos de 150 minutos/semana de atividade física. Conclusão: Esses resultados apontam para uma elevada prevalência de sobrepeso e obesidade nessa categoria profissional, caracterizado como um problema de saúde pública, sinalizando a necessidade de intervenções para o controle do peso corporal.