Este trabalho apresenta o projeto de um mecanismo de travamento da porta de acesso ao compartimento de bagagem através da cabine da aeronave Legacy. O mecanismo de travamento originalmente instalado na aeronave apresentou uma série de deficiências. Desta forma, propõe-se um novo projeto para tal mecanismo, com o objetivo de se manter as características básicas da plataforma original, evitando-se profundas modificações no projeto de porta. Uma breve revisão de conceitos relativos à Cinemática ée feita antes da apresentação da nova concepção. A concepção está baseada em um mecanismo constituído de hastes enquanto o novo projeto emprega polias e cabos. O novo mecanismo foi modelado utilizando-se a ferramenta Catia. Através do módulo Catia Kinematics foi possível se fazer uma análise do novo mecanismo verificando-se posições de "ponto-morto", avaliando-se possíveis interferências entre as partes, bem como deslocamentos, sejam eles lineares ou angulares. Para a análise das forças atuantes implementou-se uma rotina no software Mathematica. O resultado desta análise contribuiu para o dimensionamento dos componentes. Este dimensionamento foi feito ora utilizando-se modelos clássicos, como por exemplo, as equações para molas, ora utilizando-se os recursos do Catia. O GPS ée um módulo do Catia destinado à análise de tensão baseado em elementos finitos. Além do enfoque cinemático e dinâmico na análise do mecanismo travamento da porta, a nova concepção buscou propor peças de geometria de fácil fabricação bem como adotou um número mais reduzido de partes. A nova solução foi concebida sempre considerando a futura avaliação pelo competente órgão de certificação aeronáutica. Quando cabível, ée feita uma comparação da solução original com a apresentada neste trabalho.

The objective of this work is to present a trade-off study between aircraft air conditioning systems based on conventional technology (Engine Pneumatic Bleed based) and the proposed bleedless architecture, based on the MEA (More Electric Aircraft) and Bleedless Engines concepts. The pneumatic bleed system components are thus eliminated and a dedicated compressor serves as the main power supply to the air conditioning and pressurization system. Both the conventional and the proposed ECS architecture are described and the system main parameters are calculated. The aircraft used as baseline for the study is the RJ2, a 50 seats regional jet, designed as an academic exercise during the PEE ITA/EMBRAER program. Since the aircraft' requirements - determined by the PEE coordination - were for a regional jet, operational characteristics and aspects of costs, weight, energy efficiency, maintainability and impacts on other systems of the aircraft were considered. The proposed air conditioning architecture is compared to a conventional one in terms of weight, system price and power and fuel consumptions. This work is merely academic and conceptual and does not involve any existing or in development aircraft data from EMBRAER or any other aircraft or system manufacturer.

O objetivo principal deste trabalho é realizar os cálculos preliminares de desempenho de uma aeronave comercial em todas as suas fases de vôo e verificar se a mesma atinge certos requisitos técnicos estabelecidos. Este trabalho foi realizado trocando informações com as outras equipes dedicadas de projeto aeronáutico (da mesma aeronave) buscando soluções que aproximassem as características do projeto aos requisitos técnicos almejados por cada equipe. Ao final do trabalho conclui-se que os requisitos de desempenho foram atingidos. Os resultados obtidos, considerações, melhorias e metodologia utilizada são apresentados neste trabalho.

Este trabalho apresenta um estudo de caso da atuação da engenharia de projeto na melhoria do processo de instalação das portas de trem de pouso principal do EMB190, visando a diminuição de ciclo de montagem, problemas operacionais e atrasos na entrega de aeronaves. As portas do trem de pouso são um elemento crítico no processo de montagem de uma aeronave porque fazem interface com diversos elementos estruturais e sua instalação é um dos últimos itens da cadeia de produção do produto, cuja qualidade é assegurada através da medição de folgas e degraus em relação ao entorno. A produção em série da aeronave demonstrou a dificuldade de estabelecer eficiente procedimento de instalação, que atenda às tolerâncias especificadas. Também foram registradas interferências e falhas estruturais em algumas peças durante voos de produção e em aeronaves em operação. No capítulo 2.2 são apresentados os processos investigativos utilizados para definir as causas raiz dos problemas apontados no capítulo 2.1. No capítulo 2.3 é analisado o mecanismo de combinação destas causas raiz e as soluções adotadas para atingir os resultados esperados. Propõe-se uma solução que passa pela revisão de projetos, análises de estruturas, ferramentais e processos de produção, e que mostra as demandas conflitantes de uma linha de produção com prazos rígidos, da interface com um parceiro internacional e dos rígidos procedimentos associados aos requisitos de certificação aeronáuticos.

Usualmente, o projeto conceitual de aeronave de transporte comercial é realizado através de otimização do custo direto operacional em uma etapa escolhida pela equipe de projeto. Não há maiores considerações para a adequação do produto em uma rede de transporte aéreo de uma grande companhia de aviação. Assim, o projeto de aeronave se dá de maneira desacoplada das necessidades das companhias aéreas, pois o estudo de implantação de uma rede é realizado por grupos com perfil bem distinto daqueles de fabricantes de aviões. O que ocorre é que são feitas simplificações e otimizações focadas em um escopo de subsistemas, ignorando o alto grau de dependência que existe entre os mesmos, pode resultar em ineficiência e desperdícios dos sistemas de transporte aéreo com um todo. No entanto, é possível otimizar o sistema completo, aeronave e rede, de maneira mais efetiva, otimizando as aeronaves ou grupo de aeronaves capaz de operar em redes aéreas típicas de grandes companhias de aviação. Três tipos de casos de desenvolvimento do sistema de transporte foram analisados, para validar o projeto integrado, objetivo maior do presente trabalho. Os dois primeiros retratam otimizações feitas no escopo dos subsistemas, aeronave e rede. Por fim, é feita a otimização integrada, onde tanto as variáveis de projeto da aeronave, quanto as da rede, são variadas. Assim, foi demonstrando que é possível eliminar desperdícios que as abordagens tradicionais introduzem e se chegou a uma redução no custo global de operação em pelo menos de 6%.

O processo de concepção de uma aeronave é um processo iterativo, e um de seus grandes desafios é o dimensionamento dos motores a serem utilizados, dimensionar seu tamanho, peso e parâmetros de desempenho com os poucos dados de entrada disponíveis. Atualmente os métodos tradicionais valem-se de correlações de dados históricos para estimar os parâmetros geométricos e de desempenho de um motor para uma aeronave em estudos conceituais. Estas estimativas trazem imprecisões, que ficam evidentes durante o processo de concepção, no qual a tração requerida para cumprir a missão da aeronave varia e, consequentemente, o motor deve ser redimensionado. Essa imprecisão causa um grande impacto quando tentamos programar métodos de otimização de projeto automatizados, como otimização de múltiplos objetivos. É necessária uma estimativa robusta para estes métodos gerarem respostas adequadas. O objetivo deste estudo é propor uma metodologia para a geração de dados básicos de motores genéricos a partir de sua tração de referência. O método escolhido foi construir um banco de dados de motores turbofan comerciais, utilizá-lo na geração de relações paramétricas entre informações básicas de entrada durante as fases iniciais de projeto de aeronave - estudos conceituais, quando o motor da aeronave em desenvolvimento ainda não foi escolhido. As relações para o cálculo dos parâmetros de motor são estabelecidas com base em uma análise teórica, evitando reduções de dados históricos com base em relações puramente estatísticas. O dado básico de entrada é a tração necessária para a aeronave na decolagem. Dados de entrada opcionais são: razão de passagem, razão de compressão, altitude de cruzeiro e velocidade de cruzeiro. Os dados de saída do programa são: dimensões geométricas do motor - diâmetro do fan, diâmetro da nacele, comprimento da nacele e peso do motor; dados de desempenho - consumo específico de combustível na decolagem e em cruzeiro, vazão mássica, e tração em cruzeiro; dados de emissões de poluentes, segundo modelos termodinâmicos e relacionados aos dados da ICAO para decolagem - HC e NOx, caso sejam inseridos os dados opcionais. O objetivo proposto foi atingido. A metodologia utilizada gerou um banco de dados de motores turbofan extenso e completo. As correlações propostas demonstraram excelente correlação com os dados do banco de dados, e a ferramenta de cálculo de parâmetros de motor, desenvolvida em Excel, possui uma interface simples e intuitiva, e está apta a auxiliar a engenheiros na execução do dimensionamento de motores e aeronaves durante a fase de estudos conceituais de aeronaves. Os desdobramentos possíveis deste trabalho seriam a geração de banco de dados e correlações para outras classes de motores, como Turboprops ou GTFs, e a utilização das correlações desenvolvidas em desenvolvimentos multi-objetivo.

Esta dissertação de mestrado profissional é um estudo de caso sobre a análise do levantamento de requisitos para o desenvolvimento de um novo overhead bin para aeronaves de 70 até 120 passageiros. Este estudo está baseado em pesquisas de mercado que mostraram a necessidade do aumento de capacidade dos overhead bins para atender o crescente número de passageiros que preferem embarcar com suas malas ao invés de despachá-las. Este aumento de capacidade traria mais atratividade para as aeronaves no mercado e também atualizaria os seus interiores, comparando-as aos atuais concorrentes entrantes no mercado. O desenvolvimento de um novo overhead bin está inserido em desafio técnico que envolve desde a aplicação de uma nova dinâmica para a criação dos requisitos do projeto, que é a primeira parte deste trabalho, até uma restrição dimensional da fuselagem, e a definição de um conceito que se encaixe perfeitamente na fuselagem, que é a segunda parte e o fechamento deste trabalho. O estudo está sendo baseado em um desenvolvimento que analisou e definiu qual a melhor solução encontrada para as aeronaves de 70 até 120 assentos. O resultado desta dissertação apresentará um novo conceito de overhead bin, que trará um impacto direto na competitividade destas aeronaves no mercado mundial.

O objetivo deste trabalho é gerar um envelope de cargas oriundas de diversos ítens de interiores (monumentos), com o intuito de criar uma configuração interna única, capaz de cobrir todos os pontos críticos da estrutura interna (piso) de uma aeronave, respeitando, ainda, todos os requisitos de certificação aplicáveis para a categoria de aeronaves de transporte de 70 passageiros. A distribuição dos monumentos na fuselagem é divida por zonas. Cada zona possui uma série de monumentos capazes de serem montados e cada monumento possui uma série de insertos possíveis de serem montados em sua configuração interna (fornos, cafeteiras, aquecedores, etc.), de acordo com a necessidade de cada cliente. Desta forma, do ponto de vista de estruturas de interiores, cada configuração é única e necessita, portanto, de uma análise estrutural específica. A partir dos resultados deste trabalho (envelope de todas as opções disponíveis) será possível analisar uma "super-configuração", substanciando todas as opções atualmente disponíveis para os clientes. Rapidez na certificação estrutural de uma nova configuração, economia de mão-de-obra de engenharia e facilidade para mudanças de configurações internas para as aeronaves da frota estão entre os principais benefícios deste trabalho.

O presente trabalho consiste na utilização de métodos de otimização multidisciplinar, na fase de projeto conceitual de uma aeronave não tripulada. São estudados os principais modelos existentes para referência e proposição de uma aeronave linha de base. Esta aeronave é então analisada com uma série de programas das principais disciplinas que compõe um projeto aeronáutico: aerodinâmica, pesos, propulsão, estabilidade e desempenho. Em se tratando de um tipo de aeronave cuja literatura não apresenta uma base de dados muito rica, a aeronave linha de base serve tanto para a calibração dos programas, como para a especificação de requisitos. Em seguida, a aeronave estudada é submetida inicialmente a uma otimização mono-objetivo por meio do algoritmo GLOBEX/EXTREM, na qual são estudados os casos de maximização de alcance, velocidade de cruzeiro e minimização de peso de decolagem. Por se tratar da fase de projeto conceitual, muitas vezes se deseja realizar estudos comparativos entre várias soluções potencialmente boas, surgindo a necessidade da implementação de um algoritmo de análise multiobjetivo, que foi desenvolvido baseado no método NBI (Normal Boundary Intersection). Por fim, a aeronave é submetida a estudos bi-objetivo (maximização de velocidade de cruzeiro e minimização de peso de decolagem; maximização de alcance e maximização de velocidade de cruzeiro), permitindo a geração de uma superfície de Pareto com os principais projetos potencialmente interessantes para estudos mais aprofundados, e consequente, projeto preliminar.

Atualmente, as empresas fabricantes de aeronaves enfrentam problemas como aumento do nível de automação, otimização das técnicas de projeto e integração de vários sub-sistemas que compõem uma típica aeronave moderna, buscando satisfazer múltiplos requisitos como rapidez, precisão, simplicidade, segurança, conforto e custo, que são comportamentos desejados pelo usuário e que devem ser considerados pelo projetista. Este projeto propõe a utilização da técnica de times assíncronos (A-Team) para a solução numérica de problemas de otimização multi-objetivo envolvendo sistemas aeroespaciais, eventualmente focado no problema de sintonização de autopilotos. Um time assíncrono é um arranjo de algoritmos fracamente alocados, mas que cooperam para atingir um objetivo desejado, compartilhando soluções independentes um do outro, sem necessidade de uma coordenação prévia entre esses algoritmos. Entre os membros do A-Team, incluíram-se algoritmos multi-critério tradicionais como somatório de pesos, método de programação-alvo e, MOGA (Multi-Objective Genetic Algorithms), com o intuito de aumentar a probabilidade de se encontrar pontos de ótimo global, favorecendo o estudo de aplicações mais complexas e criando novas estratégias para o tratamento de problemas dinâmicos.