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.

O crescimento do mercado dos aviões executivos está em níveis excepcionais nos últimos anos. De acordo com pesquisas da fabricante de motores Rolls-Royce existe uma demanda prevista até 2025, de mais de 24000 novas aeronaves executivas de pequeno, médio e grande porte. Além do potencial de crescimento e a importância econômica do segmento, a complexidade e a diversidade tecnológica presentes tornam o mercado de aviação executiva um excelente universo de estudo. De forma a avaliar a evolução tecnológica desse segmento de mercado de aviação, desenvolveu-se uma metodologia de análise baseada na Teoria da Informação. A Teoria da Informação desenvolvida por Shannon (1948) a partir de seu artigo sobre a transmissão de dados através de um canal com ruído, possibilitou o desenvolvimento de teorias sobre a transmissão, compressão e codificação de dados. E através de alguns de seus conceitos fundamentais, ultrapassou os contornos da engenharia de comunicações tornando-se uma ferramenta multidisciplinar influenciando áreas como a economia, a matemática e a ciência da computação. Utilizando-se de alguns dos conceitos fundamentais propostos por Shannon Saviotti (1987) comprovou a relação entre o processo de evolução tecnológica e o desenvolvimento econômico e Frenken (1999) desenvolveu metodologias de estudo a respeito da dominância de projetos no mercado, em especial no mercado aeronáutico. Bosque (2006) propôs algumas melhorias ao trabalho de Frenken (1999). No presente trabalho, um banco de dados contendo 103 aeronaves lançadas no período de 1955 e 2007 foi criado. Nesse banco de dados 15 parâmetros de projeto definem a configuração de uma aeronave. Esses parâmetros foram avaliados com o objetivo de definir os projetos dominantes, o período de influência desses projetos no mercado, as tendências e as variações tecnológicas introduzidas no período estudado. Considerou-se ainda a influência do tempo de análise e dos parâmetros de projeto. A influência do tempo de análise foi determinada através da comparação dos resultados obtidos para intervalos de tempo de 2, 5, 10, 15 e 20 anos. A influência dos parâmetros de projeto foi determinada através da comparação dos resultados obtidos para a variação do tipo de motor, da carga alar e do índice de produtividade, o qual considera relação entre a velocidade, o alcance e a largura de cabine das aeronaves. Aeronaves como o Lockheed JetStar I, o Sabreliner, o Learjet 25, o Hawker Siddeley, o Challenger 600, o Gulfstream III, o Citation II, o Learjet 60 e o Gulfstream V destacaram-se como projetos dominantes do período estudado impactando seus sucessores de forma decisiva, definindo assim as trajetórias e os ciclos do processo de evolução tecnológica das aeronaves executivas. Nota-se que a metodologia de estudo da evolução tecnológica das aeronaves executivas, desenvolvida a partir de conceitos da Teoria da Informação, pode ser utilizada como uma ferramenta adicional ao projeto de aeronaves e ao estudo estratégico do mercado da aviação.

É proposta a aplicação de um novo paradigma de projeto de sistemas aviônicos baseado em práticas da indústria formalizadas nos documentos ARP 4754 e ARP 4761. O procedimento proposto é aplicado ao sistema aviônico de uma aeronave comercial hipotética com capacidade para até 150 passageiros. O procedimento se inicia com o levantamento dos requisitos de mercado, funcionais e de sistema. A partir das funções da aeronave associadas ao sistema aviônico, é elaborada a Análise dos Riscos da Falhas (FHA), em que são classificados os modos de falha quanto à sua criticalidade. O procedimento prossegue com a identificação e análise de novas tecnologias aviônicas que possam ser aplicadas ao projeto, de modo a cumprir os requisitos já citados sem comprometer a viabilidade econômica da aeronave. A partir dos resultados obtidos nas etapas anteriores, é proposta uma arquitetura preliminar do sistema, que atenda aos requisitos estabelecidos. Para demonstrar a adequação do procedimento proposto, é elaborada uma análise pela Árvore de Falhas para um dos modos de falha identificados, bem como análise de riscos associados à instalação e riscos particulares como o despaletamento da turbina. Por se tratar de projeto conceitual, não são contemplados a prospecção e a seleção de fornecedores, e o levantamento de custos operacionais.

This work demonstrate the decision that lead the responsible team for the AL5 aircraft to recommend more dedicated study, on using composite materials on the constant section barrel of the fuselage, to the next design team. The recommendation where made after the mass comparison of a composite fuselage and an equivalent aluminum fuselage, both estimated through methodologies described on the books of Bruhn and Niu.

Historicamente, o alumínio tem sido o principal material usado na fabricação de aeronaves. Porém, os requisitos de peso e rigidez estrutural evoluíram de tal maneira que superaram a capacidade das convencionais ligas de alumínio. Como uma solução para suprir a grande exigência, a utilização de materiais compósitos vem sendo crescentemente adotada; caracterizando a maior revolução técnica desde o aparecimento do motor a jato, segundo muitos autores. Apesar da superioridade técnica já ser reconhecida há algumas décadas, a utilização de materiais compósitos em estruturas aeronáuticas era desmotivada pelo alto custo do material quando comparado com o alumínio. No entanto, o domínio da tecnologia de fabricação destes materiais também evoluiu causando uma considerável queda no preço de aquisição de tal matéria-prima. Além disso, como resultado de inúmeras pesquisas, avanços na automação da produção de estruturas em material compósito também fizeram com que o custo de fabricação caísse. Logo, a substituição das convencionais estruturas primárias de ligas metálicas por estruturas de material compósito está se mostrando bastante viável. É nesse contexto que este trabalho insere-se: uma asa de fibra de carbono é projetada em substituição a asa metálica de um "Very Light Jet"; além da convencional atenção com a redução de peso trazida pelo emprego do novo material, aspectos financeiros também são abordados visando mostrar se tal substituição é viável não só tecnicamente como também economicamente.

Esta dissertação apresenta o projeto preliminar e a análise estrutural por elementos finitos de uma roda em fibra de carbono com perfil aerodinâmico de uma aeronave da categoria jato regional, juntamente com seus componentes, como rolamentos e chavetas de transmissão de força de frenagem. Será descrito o perfil aerodinâmico das hélices, assim como a geometria da roda e os materiais selecionados. Considerações térmicas e aerodinâmicas a respeito da roda também serão levadas em conta, assim como um pré-dimensionamento do freio. Este projeto tem como diretrizes principais os requisitos FAR/JAR/RBHA 21 e 25. O carregamento aplicado nas análises leva em conta o peso da aeronave, cargas de frenagem e aspectos pontuais, assim como as cargas nas abas da roda. A análise por elementos finitos usa ferramentas computacionais para o projeto da roda, para a geração da sua malha (CATIA V5R16), para o processamento dos dados (NASTRAN e CATIA V5R16) e análise dos resultados (NASTRAN e CATIA V5R16), obtendo assim os valores preliminares das tensões, índices de falha e suas margens de segurança.

É apresentado um procedimento para a definição de sistemas de iluminação de emergência aeronáuticos que utilizam tecnologias inovadoras e não convencionais. O procedimento é aplicado à escolha do sistema de iluminação de emergência que utiliza tecnologia sem-fio. São considerados aspectos técnicos e econômicos, processo de certificação, maturidade do sistema, manutenção e instalação. O objeto de estudo faz parte de uma aeronave regional hipotética de 70 a 80 passageiros denominada MRJ-07, também serão analisadas mais três aeronaves denominadas NRJ-07, CRJ-07 e BRJ-07. O procedimento é aplicado para identificar e determinar as vantagens e desvantagens do sistema inovador em relação ao sistema convencional, atualmente utilizado na indústria aeronáutica.

Desde o início da história da aviação, cada nova aeronave é criada para que seja mais econômica, mais rápida, mais leve, melhor do que as que a antecederam. Compreender a evolução tecnológica da aviação é extremamente útil quando se deseja projetar uma nova aeronave. Saviotti (1984) e, posteriormente, Frenken (1997) propuseram um método de análise da evolução tecnológica de aeronaves. Esse método, baseado em conceitos de teoria da informação desenvolvidos por Shannon (1948), especialmente o conceito de entropia estatística, se mostrou bastante eficaz. O método, porém, é essencialmente uma ferramenta de análise, e não de projeto. Baseado em um banco de dados de aeronaves, o método é capaz de determinar em que medida cada uma delas foi influenciada por seus predecessores (o que se denomina "convergência") e, por sua vez, influenciou seus sucessores (o que se denomina "difusão"). Neste trabalho, uma ferramenta de auxílio ao projeto de aeronaves é proposta. Essa ferramenta se baseia no método de entropia estatística. Dadas especificações da aeronave que se deseja projetar, e um banco de dados com informações de diversas aeronaves, é realizada a minimização da entropia do sistema, o que conduz a uma aeronave com alto índice de convergência, ou seja, que tenha absorvido o mais possível da tecnologia de aeronaves existentes. A minimização da entropia é realizada através de um algoritmo genético. O algoritmo foi selecionado devido a sua robustez ao lidar com grandes quantidades de informação, minimizando diversas variáveis independentes simultaneamente mesmo na ausência de uma modelagem física do sistema. Foram realizadas diversas análises para avaliar a eficácia do método da entropia estatística. Em especial, um design criado pelo método foi comparado com três outros projetos com as mesmas especificações, realizados por times distintos de engenheiros utilizando-se de métodos convencionais. Além disso, foi avaliada a gama de especificações na qual o método é eficaz, e os seus limites. Como forma de avaliar mais completamente a qualidade dos resultados produzidos pelo método, estes foram testados, através de uma análise de desempenho das aeronaves obtidas, para avaliar se eram internamente consistentes.

O objetivo deste trabalho é o projeto preliminar de uma aeronave comercial focado no pré-dimensionamento e definições aerodinâmicas iniciais. A metodologia utilizada compreende a abordagem clássica combinada com modernas análises de dinâmica dos fluidos computacional para determinar dimensões, peso, tração e perfis aerodinâmicos da asa.

Tradicionalmente os métodos utilizados para projetos de aeronaves estão focados na redução de fatores como consumo de combustível ou peso. Entretanto, há necessidade de se implantar modelos mais sofisticados e realistas que considerem adequadamente o ponto vista do operador. O projeto de aeronaves consiste em uma tarefa complexa que integra diversas disciplinas. Contudo, somente nos últimos anos, com o avanço da computação e de novos métodos de otimização, a indústria aeroespacial pôde usufruir de plataformas de projeto e otimização multidisciplinar (MDO). Nesse contexto, este trabalho tem por objetivo desenvolver uma plataforma de otimização multidisciplinar capaz de auxiliar no projeto conceitual de uma aeronave com o menor custo operacional direto (DOC). Foram consideradas disciplinas de peso, aerodinâmica, desempenho e custos. Foram aplicadas equações semi-empíricas, baseadas nas metodologias de Roskam, Torenbeek e Raymer, a fim de se reduzir a carga computacional. Um algoritmo genético foi implantado como método de otimização. No final do trabalho é proposto um estudo de caso que consiste na otimização de uma aeronave de 138 passageiros para uma determinada malha aérea. Os resultados mostraram que o DOC é bastante suscetível a variáveis, tal como preço do combustível. A otimização de apenas um dos componentes do DOC, como o peso ou consumo, não significam a real redução dos custos.