Submitted by Nadir Basilio (nadirsb@uninove.br) on 2017-02-22T21:06:29Z No. of bitstreams: 1 Henrricco Nieves Pujol Tucci.pdf: 3397813 bytes, checksum: c699bbae1cc911a864bb774413e18dec (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-22T21:06:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Henrricco Nieves Pujol Tucci.pdf: 3397813 bytes, checksum: c699bbae1cc911a864bb774413e18dec (MD5) Previous issue date: 2016-11-21 / The aircraft supply is a major cause of flight delays since this process is slow and, if it does not start as soon as the aircraft is available for the maintenance team, the risk of being terminated after the last passenger has already boarded increases. The procedure usually only starts after the information of how much must be supplied get through the flight dispatcher and this information typically take some time to get to the maintenance team. However, it is intended to test a new scenario: start to supply with the minimum quantity of fuel and, if necessary, complete with the amount belatedly informed by dispatcher. Therefore, this paper aims to analyze the application of Six Sigma in this process through the Student's t-test and the Statistical Process Control (SPC). Sigma in this process through the Student t test and Statistical Process Control (SPC). The method adopted was multi cases study by interviews and organizational practices observations. The results showed that the new process is favorable in relation to the former, the Case 1 average time of flight delays has been reduced from 14 to 6 minutes (57%), Case 2 average time has been reduced from 10 to 6 minutes (53%), about flight delays quantity upper than 15 minutes, has reduced to 43% and 39% respectively. It concludes that the application of Six Sigma in aircraft refueling process is innovative to the scientific literature and was favorable for both companies, also helped to mitigate the risk of fines and penalties and, consequently, improved the level of quality of service offered by the airline company. / O abastecimento de aeronaves é uma das principais causas de atrasos de voo uma vez que este processo é lento e, caso este não seja iniciado assim que a aeronave esteja disponível para a equipe de manutenção, o risco de ser finalizado depois do último passageiro já ter embarcado aumenta. O processo de abastecimento usualmente só é iniciado após a informação de quanto se deve abastecer, esta informação costuma demorar a chegar para a equipe de manutenção. A melhoria no processo considera iniciar o abastecimento com a quantidade mínima de combustível e, se necessário, completar com a quantidade tardiamente informada. O objetivo desse trabalho é analisar a aplicação do Seis Sigma utilizando o teste t de Student e o Controle Estatístico do Processo (CEP) nas duas maiores companhias aéreas brasileiras. O método adotado foi estudo de múltiplos casos por meio de entrevista e observação na prática organizacional. O resultado demonstra que o tempo médio de atrasos de voo para o Caso 1 foi reduzido após a aplicação do Seis Sigma, de 14 para 6 minutos (57%). Além disso, a quantidade de atrasos acima de quinze minutos foi reduzida em 53%. Já no Caso 2, o tempo médio foi reduzido de 10 para 6 minutos, uma melhora de 43%, quanto a quantidade de atrasos acima de quinze minutos, houve uma redução de 39%. Conclui-se que a aplicação do Seis Sigma no processo de abastecimento de aeronaves é inovadora para a literatura científica e foi favorável para as duas empresas, também colaborou para mitigar os riscos de multas e penalidades e, consequentemente, melhorou o nível de qualidade do serviço oferecido pelas companhias aéreas.

Nos últimos anos, tem havido grande interesse em estudar manipuladores paralelos, aplicados principalmente em simuladores de voo, com seis graus de liberdade. O interesse em estruturas cinemáticas paralelas é motivado por sua alta rigidez e excelente capacidade de posicionamento em relação às estruturas cinemáticas seriais. Além disso, como os atuadores são posicionados em uma base, eles podem ser aplicados em cargas pesadas e ainda apresentam baixo consumo de energia, tendo em vista que vários atuadores atuam simultaneamente no mesmo corpo. A presente tese apresenta o projeto de três controladores, sendo eles, o controlador H infinito com realimentação de saída, o controlador PID e o controlador Fuzzy, com isto, esta metodologia poderá ser empregada na construção de um futuro simulador de voo. O modelo dos atuadores foi obtido através de uma entrada degrau de tensão nos motores, medindo os seus deslocamentos através dos encoders acoplados, individualmente, a cada um dos respectivos eixos dos motores. Sabendo-se a relação de transmissão do mecanismo de movimento entre o motor e cada haste dos atuadores obtém-se o deslocamento de cada haste a partir da rotação de cada motor medida pelo correspondente encoder e com isso obtém-se o modelo matemático de cada atuador em conjunto com seu sistema de transmissão. Entretanto, na prática, cada atuador é ligeiramente diferente dos outros, o que leva a comportamento e desempenho diferentes entre si. Isso afeta o comportamento da plataforma fazendo com que a trajetória final desejada não possa ser seguida adequadamente, algo que é extremamente necessário em simuladores de voo. Assim, uma das contribuições importantes deste trabalho é, em primeiro lugar, apresentar uma metodologia de padronização das respostas dos atuadores de modo a que todos eles tenham no final, um comportamento igual o mais próximo possível, particularmente em termos de velocidade e de posicionamento. Com os dados da cinemática e da dinâmica da plataforma compondo o modelo completo do sistema foram realizadas várias simulações que aplicadas na plataforma de Stewart real validaram o modelo e mostraram a eficiência das técnicas de controle aplicadas no controle de posição e orientação da plataforma. Para validar o projeto da Plataforma de Stewart como uma possível base de movimento de um simulador de voo, foi implementada a dinâmica longitudinal e lateral de um Boeing 747-100, e com o auxilio de um sensor inercial Xsens® MTi-G, foram realizadas as medições dos ângulos de Euler da Plataforma. Os resultados obtidos pelos três controladores foram satisfatórios e ilustram o desempenho e a robustez da metodologia proposta. / In recent years there has been great interest in studying parallel manipulators, mainly applied in flight simulators, with six degrees of freedom. The interest in parallel kinematic structures is motivated by its high stiffness and excellent positioning capability in relation to serial kinematic structures. Furthermore, since the actuators are positioned on a base, they can handle heavy loads and also have low power consumption, considering that several actuators act on the same platform. This thesis presents the design of three controllers, which are, H-infinity controller with output feedback, PID controller and Fuzzy controller, so that this methodology can be employed in building a future flight simulator. The actuators models were obtained by a step voltage input to the engines and measuring their displacements by the encoders that are coupled to each of the respective axes of the motors. Knowing the relation from the motion transmission mechanism between the motor and the spindle of each actuator, the displacement of each spindle is obtained from the rotation of each motor measured by the corresponding encoder and thus we obtain the mathematical model of each actuator together with its transmission system. However, in practice, each actuator is slightly different from others, which leads to different behavior and performance of each. This affects the behavior of the platform making the final desired trajectory cannot be properly followed something that is extremely necessary in flight simulators. Thus, one of the important contributions of this work is first to present a methodology to standardize the actuators responses so that they all have in the end a behavior equal a close as possible, particularly in terms of velocity and positioning. With the kinematics data and platform dynamics composing the complete system model, several simulations applied to the real Stewart Platform validate the model and show the effectiveness of control techniques applied to control the position and orientation of the platform. In order to validate the Stewart Platform design as a possible base for a motion flight simulator, the longitudinal and lateral dynamics of a Boeing 747-100 model were implemented, and with the aid of an inertial sensor Xsens® MTi-G, measurements of the Euler angles of the platform were performed. The results obtained by the three controllers were satisfactory and illustrate the performance and robustness of the proposed methodology.

Os produtos cartográficos gerados pelo processo de Aerolevantamento são uma importante ferramenta de análise e tomada de decisões na engenharia moderna. Por outro lado a crescente demanda de projetos está levando pesquisadores a buscarem meios mais rápidos, econômicos e eficientes para obter bons produtos. Dessa maneira, vem surgindo novos equipamentos e produtos nessa área. Paralelamente, com o advento do posicionamento por satélite é possível um maior controle da qualidade cartográfica e a verificação da eficácia desses novos produtos. O presente estudo analisa diferentes tecnologias associadas ao uso da câmara digital não métrica de pequeno formato, como a HASSELBLAD H4D-31, com a utilização do Posicionamento por Ponto Preciso associado a um sistema inercial com e sem a utilização de uma base de referência (voo não apoiado), para a elaboração de ortofotos e cartas. Com relação à precisão geométrica e atendimento do padrão brasileiro de qualidade foram testadas comparativamente essas e outras alternativas, contando com dados da RBMC e apoio suplementar de campo. O produto resultante foi analisado também quanto à eficácia no que se diz respeito à boa qualidade da imagem com a identificação dos objetos em campo para utilização em projetos de engenharia. Ao final pode-se dizer que o produto foi validado, quanto à qualidade informativa e quanto à precisão necessária, atingindo o PEC classe A, para a escala 1:2.000. Ou seja, esse produto é uma alternativa viável tecnicamente e de menor custo, para aplicações como as apresentadas no presente trabalho. / The cartographic products generated by Aerial Survey process is an important tool for analysis and decision in modern engineering. On the other way the growing demand for projects is leading researchers to seek ways more faster, economical and efficient to get good products. In this way, are emerging new equipments and products in this area. At the same time, with the advent of satellite positioning it is possible greater control of cartographic quality and checking the effectiveness of these new products. This study analyzes different technologies associated with the use of the digital camera not metric of small-format, as the Hasselblad H4D-31, using the Positioning Precise Point associated with an inertial system without the use of a reference base (flight not supported ), for the development of orthophotos and maps. Regarding the geometric precision and care of the Brazilian standard of quality we were tested compared these and other alternatives, with data RBMC and additional support field. The resulting product was analyzed as well as the effectiveness as it relates to the quality of the image with the identification of field objects for use in engineering projects. At the end it can be said that the product was validated information as to quality and as to the necessary precision, reaching the PEC class A, to 1: 2000. That is, this product is a technically feasible and low-cost alternative for applications such as those presented in this work.

Desenvolvemos um protocolo experimental para estudar a codificação do movimento horizontal pelo neurônio H1 de moscas varejeiras Chrysomya megacephala durante o voo. Tradicionalmente, o neurônio H1 é considerado puramente sensorial, e a maioria dos trabalhos tem utilizado o trem de potenciais de ação deste neurônio para explorar o código neural visual da mosca enquanto esta se encontra imobilizada (cabeça, asas, patas) e observa passivamente uma imagem que se move de maneira controlada. Nosso laboratório já dispunha de um aparato para registrar de maneira adequada a atividade do H1, enquanto a mosca imobilizada observava um padrão de barras verticais se movendo de acordo com uma sequência de velocidades previamente escolhidas pelo experimentador. Por meio de um novo suporte, especialmente desenvolvido neste trabalho, pudemos obter as medidas eletrofisiológicas quando apenas parte do corpo do inseto se encontra fixo. Além disso, conseguimos encontrar uma maneira de estimular a mosca para que esta apresentasse períodos de atividade, com batimentos de asa, similares ao voo. Utilizamos estes períodos de atividade de voo para registrar a atividade dos músculos que controlam a direção do voo. Também utilizamos microfones que captam pequenas diferenças de pressão do batimento das asas para inferir quando a mosca quer mudar a direção do voo e validamos estas medidas com o auxílio de um pequeno acelerômetro adaptado à haste de fixação da mosca. Mostramos que a taxa média de disparo do H1 é mais alta quando a mosca está voando do que quando está com as asas paradas. Além disso, a resposta ao estímulo visual é mais rápida e mais intensa quando a mosca está voando. Estes resultados são evidências de que a codificação da informação visual é diferente nos dois casos. Nossos experimentos com registro da atividade de controle motor do voo através de microfones permitiram encontrar padrões que podem ser usados para inferir a tentativa do inseto de mudar a direção do voo, em um intervalo de poucas batidas de asas e de maneira não invasiva. Esta informação poderá ser utilizada no futuro para produzir um equipamento em que a própria mosca controle o movimento da imagem em tempo real. / We developed a protocol do address the movement information coding in flying Chrysomya Megacephala by the horizontal sensitive H1neuron. H1 is traditionally considered a purely sensory neuron and his sequence of action potentials is used to explore the visual neural code while an immobilized fly passively watch a movie generated by the experimenter. We improved an apparatus to perform such experiments, that was already working in our laboratory, by developing a new holder for the fly and electrode that allowed to record from H1 while only part of the fly was fixed, keeping wings and legs free to move. Moreover we found a protocol to stimulate the fly to present long periods of wing beating activity, very similar to the insect flying. During these flying periods of activity, we also recorded from the steering muscles that control fly direction as well as from small microphones sensitive to subtle pressure variations of the beating wings when the fly try to change direction. These recordings were validated by using an accelerometer adapted to the fly fixation rod. According to our results, the firing rate of H1 increases during the flying periods. Moreover, the response to visual stimuli is faster and more intense during the flying than the response when the wings are not beating. These are evidences that the information coding is different in both cases. We could also find some patterns in the time series of the microphones recordings that allowed us to infer, in a small number of wing beatings, when the insect tries to turn and what is the turning direction. This information can be useful to perform new experiments in the future, were the fly controls in real-time the image movement.

Esta tese teve por objetivo, desde seu início, investigar as propriedades elétricas de um dispositivo ITO/PEDOT:PSS/P3HT:PCBM/Ca/Al, o qual é uma estrutura bem conhecida de célula solar orgânica do tipo de heterojunção de volume (bulk-heterojunction – BHJ), e com isso dar uma contribuição à melhora de seu desempenho. Porém, o primeiro passo foi introduzir no Grupo de Polímeros Bernhard Gross, um método eficaz de produzir células solares do tipo BHJ com boa eficiência e reprodutibilidade. Esse primeiro desafio foi alcançado com sucesso. A eficiência (η) de um dispositivo fotovoltaico de multicamadas depende de muitos fatores. Dentre eles, uma boa superposição entre o espectro solar e a curva de absorção da camada absorvedora, uma excelente conversão da energia luminosa em portadores de carga, um eficiente processo de condução e uma perda mínima por recombinação e armadilhamento de portadores. Além disso, a compatibilidade eletrônica entre as interfaces tem um papel fundamental na definição na tensão de circuito aberto (VOC), no valor da corrente de curto-circuito (JSC), e no fator de preenchimento (FF). Baseado nesses efeitos, realizamos uma série de medidas experimentais, que auxiliado por um modelo teórico proporcionaram um estudo detalhado da evolução em função da temperatura da mobilidade dos portadores (μ) e de seu tempo de vida (τ). Os principais experimentos nessa tese foram realizados em diferentes temperaturas (entre 100 e 340 K). Foram eles: medidas de fotocorrente - Jph(V), a técnica de foto-CELIV, e medidas de transiente de fotovoltagem (TPV). Em paralelo, desenvolvemos o modelo teórico para a descrição analítica de Jph(V) que assumiu contatos não-injetores e que o livre caminho médio (w = μτF) de elétrons e buracos eram iguais (F é o campo elétrico). Nos ajustes teórico/experimental usamos a probabilidade de dissociação dos estados de transferência de carga (P) e o produto μτ como parâmetros de ajuste. A condição na qual o livre caminho médio é maior que a espessura da amostra (w >> L) reproduz a corrente de saturação reversa, Jsat = qGPLG é a taxa de geração dos éxcitons. Para w << L, a fotocorrente varia linearmente com o livre caminho médio, ou seja, J(F) = qGPμτF. A comparação entre os resultados experimentais e os teóricos permitiram, além da obtenção da evolução das grandezas μ e τ com a temperatura, estabelecer uma relação efetiva entre os parâmetros da célula (η, JSC, e FF) e as propriedades elétricas da camada ativa P3HT:PCBM. As medidas termo-mecânicas (DMA) forneceram informações adicionais sobre mudanças estruturais da camada ativa, as quais foram correlacionadas com variações dos parâmetros da célula e com fatores de perda. Finalmente, medidas de tempo-de-voo (TOF) e de CELIV foram realizadas para estudos mais detalhados sobre mecanismos de transporte ao longo da camada ativa, a efeitos de injeção pelos eletrodos, e para o entendimento de efeitos de degradação pela ação do oxigênio. / This thesis aims to investigate electrical characteristics of an ITO/PEDOT:PSS/P3HT:PCBM/Ca/Al device, which is a well-known structure of a bulk-heterojunction (BHJ) organic solar cell, and to contribute to improve its performance. However, the first step was to introduce in the Group of Polymer Bernhard Gross an effective method for producing BHJ solar cells, manufacturing thus devices exhibiting excellent performance and reproducibility. This thesis aims to investigate electrical characteristics of an ITO/PEDOT:PSS/P3HT:PCBM/Ca/Al device, which is a well-known structure of a bulk-heterojunction (BHJ) organic solar cell, and to contribute to improve its performance. However, the first step was to introduce in the Group of Polymer Bernhard Gross an effective method for producing BHJ solar cells, manufacturing thus devices exhibiting excellent performance and reproducibility. This goal was successfully achieved. The good efficiency (η) of a multilayer photovoltaic cell depends on many factors, including good overlap between the solar spectrum and the light absorbing layer, an excellent conversion of the absorbed light energy in pairs of electronic carriers, efficient charge transport and the minimum losses by recombination or by the action of deep traps for the carriers. Furthermore, the compatibility between electronic interfaces plays a crucial role in defining the open-circuit voltage (VOC) and the value of short-circuit current (JSC), and on the fill factor (FF). Anchored on these effects, we carried out a series of experiments, aided by a theoretical modeling, which provided a detailed study of the temperature evolution of fundamental electric quantities such as carrier mobility (μ) and its lifetime (τ). These studies were performed with the help of different experiments: photocurrent in function of the applied voltage  Jph(V), Photo-CELIV technique, and Transient Photovoltage (TPV) measurements, which were carried out at several temperatures in the 100 to 340 K range. In parallel, we developed an analytical model for Jph(V) that assumed non-injecting contacts and equal mean-free-paths for electrons and holes. The theoretical/experimental entities used as fitting parameters were the charge-transfer-state dissociation probability (P) and the μτ product. The condition in which the mean-free-path (w = μτF) is higher the sample thickness (L), the model reproduces the experimental reverse saturation current, Jsat = qGPL, which is coincident with the experimental value. F is the internal electric field and G is the generation rate of excitons by the absorbed light. When w << L, J(F) = qGPμτF, which is also coincident with experimental behavior. The confrontation between the experimental results and the theoretical model provided, in addition to the study of the evolution of μ and τ with temperature, to establish a more effective relationship between the parameters (η, JSC, e FF) of the cell and the electrical properties of the P3HT:PCBM active layer. Thermomechanical analysis (DMA) provided additional information of structural changes of active layer, which can be correlated with change in the loss factor and in the cell parameters. Finally, Time-of-Flight (TOF) and CELIV techniques were used in the more accurate study of charge transport along the active layers, effects of injection by the electrodes, and the degradation effect caused by oxygen.

Submitted by Caroline Xavier (caroline.xavier@pucrs.br) on 2017-11-03T12:31:22Z No. of bitstreams: 1 DIS_EDUARDO_ALBERTO_CASAGRANDE_RAD_COMPLETO.pdf: 8728428 bytes, checksum: f4af7db8a7bd2d25d3bd5e8b556ae7f2 (MD5) / Approved for entry into archive by Caroline Xavier (caroline.xavier@pucrs.br) on 2017-11-03T12:31:36Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DIS_EDUARDO_ALBERTO_CASAGRANDE_RAD_COMPLETO.pdf: 8728428 bytes, checksum: f4af7db8a7bd2d25d3bd5e8b556ae7f2 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-03T12:31:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DIS_EDUARDO_ALBERTO_CASAGRANDE_RAD_COMPLETO.pdf: 8728428 bytes, checksum: f4af7db8a7bd2d25d3bd5e8b556ae7f2 (MD5) Previous issue date: 2017-08-22 / One of the major organizational challenges for airlines is to maintain the continuity of their operations, copying with problems involving airport closures, infrastructure issues and unscheduled maintenance events. To deal with these contingencies, companies use Control Centers of Operations (CCOs), whose responsibility involves planning and monitoring the execution of planning their flight schedules while attempting to accommodate the variability encountered. This type of activity creates the need for the system to be resilient, that is, the ability to adapt system operation before, during or after some change or disorder in order to maintain expected operations, under expected and unexpected contexts. The objective of this study is to propose indicators of resilience that aim to help manage the main contingencies experienced by the CCO, increasing the operational capacity of the planned operations, even in the face of unexpected situations. This research presents a single case study of a regular air transport company that operates around 800 daily flights throughout Brazil and in some international destinations. A systemic mapping of the main contingencies experienced by CCO were performed using the Functional Resonance Analysis Method (FRAM). Data was gathered by means of interviews, in locus observations and analysis of technical documents. Two indicators of resilience have been proposed that have the potential to indicate where and when the system defenses should concentrate their efforts in order to avoid contingencies. The use of FRAM and the principles of Resilience Engineering (ER) have shown promise for the identification of resilience indicators, and the proposed method may be used in future research that seeks to identify indicators of resilience in complex sociotechnical systems. / Um dos principais desafios organizacionais de empresas a?reas ? manter a continuidade de suas opera??es, contornando problemas que envolvem o fechamento de aeroportos, quest?es de infraestrutura e eventos de manuten??o n?o programados. Para lidar com estas conting?ncias, as empresas utilizam Centros de Controle de Opera??es (CCOs), cuja responsabilidade envolve organizar e acompanhar a execu??o do planejamento de suas programa??es de voo, ao mesmo tempo em que tentam acomodar a variabilidade encontrada. Este tipo de atividade cria a necessidade de o sistema ser resiliente, isto ?, a capacidade de adaptar o funcionamento do sistema antes, durante ou ap?s alguma mudan?a ou desordem, a fim de manter as opera??es previstas, sob contextos esperados e inesperados. O objetivo desta pesquisa ? propor indicadores de resili?ncia que visam auxiliar a gest?o das principais conting?ncias vivenciadas pelo CCO, aumentando a capacidade de funcionamento das opera??es previstas, ainda que diante de situa??es inesperadas. Esta pesquisa apresenta um estudo de caso ?nico de uma empresa de transporte a?reo regular que opera em torno de 800 voos di?rios em todo Brasil e em alguns destinos internacionais. Um mapeamento sist?mico das principais conting?ncias vivenciadas pelo CCO foi realizado utilizando o M?todo de An?lise de Resson?ncia Funcional (FRAM). Os dados foram coletados por meio de entrevistas, observa??es diretas e an?lises de documentos t?cnicos. Foram propostos dois indicadores de resili?ncia que possuem potencial para indicar onde e quando as defesas do sistema devem concentrar seus esfor?os com a finalidade de evitar conting?ncias. A utiliza??o do FRAM e dos princ?pios da Engenharia de Resili?ncia (ER) mostraram-se promissores para a identifica??o de indicadores de resili?ncia, podendo o m?todo proposto ser utilizado em pesquisas futuras que buscam identificar indicadores de resili?ncia em sistemas sociot?cnicos complexos.

Uma metodologia para Determinação de Tração em Vôo é apresentada. Trata-se de uma variação do Método do Erro Residual, um dos métodos de Análise do Escoamento/Bocal apresentados no documento SAE AIR 1703A. Na medida em que o valor de tração não é uma medida direta, o método procura minimizar os desvios do resultado dos cálculos, que levam em considerações medições nos bocais do motor, em relação ao valor real. Para isso, são utilizados ensaios em solo, em que se comparam resultados calculados e medidos em bancada. O resultado dessa comparação é um escalar, o FPC, aplicado à razão de pressão no Fan de modo a minimizar os erros de vazão mássica e de tração líquida em relação aos valores calculados. Para cada razão de pressão no Fan (FPR) é obtido um FPC a partir da minimização de uma função que considera o erro residual de tração e vazão em solo. A metodologia apresentada propõe o uso de diferentes pesos para os desvios de tração e vazão. O procedimento é implementado através de rotinas em VISUAL BASIC, no ambiente do MICROSOFT EXCEL. Tais rotinas são usadas com dados de ensaios em vôo e em solo para dois motores de mesmo modelo usados na aviação comercial. Inicialmente, os dados de ensaios são utilizados para a determinação de dados de FPC e tração e vazão em vôo. É possível verificar a repetibilidade do método e a variação da tração líquida com parâmetros como rotação do Fan, altitude e Mach. Em seguida, analisa-se a variação dos pesos da tração e da vazão na determinação de FPC e nos valores finais de tração líquida e vazão mássica. Com esses dados, verifica-se a sensibilidade dos erros residuais para o ensaio em solo e a variação dos valores finais de tração e vazão em relação aos valores de pesos. Finalmente, são feitas considerações sobre o uso da metodologia proposta em uma campanha de ensaios em vôo.

O crescimento regular do tráfego aéreo mundial e a introdução de grandes aeronaves impuseram a necessidade de aumentar a capacidade dos aeroportos e, consequentemente, reduzir a separação mínima entre as aeronaves. Um fator limitante desta distância mínima é a geração de vórtices de ponta de asa das aeronaves, cujas turbulências geradas pelo escoamento através das asas são mais intensas em aeronaves de grande porte. Este trabalho visa a explicação do fenômeno de geração de vórtices de ponta de asa, assim como suas consequências, aplicações tecnológicas que auxiliam na detecção deste fenômeno, melhorias na segurança de vôo (Safety assessment) e o impacto econômico gerado em aeroportos e operadoras. Diversas técnicas estão sendo desenvolvidas para a detecção e previsão das turbulências geradas pelos vórtices, sendo as principais: LIDAR (Light Detection and Ranging), Detecção acústica e Ultra-som. Além do conhecimento acadêmico desenvolvido, esta dissertação tem por finalidade capacitar tecnicamente o setor aeronáutico no sentido de conhecer novos sistemas (em aeronaves e aeroportos) economicamente viáveis que possam ser aplicados no gerenciamento do tráfego aéreo.

A indústria aeronáutica busca continuamente implementar novas tecnologias em seus produtos sempre com objetivos comerciais, ganhos de eficiência e eficácia aliadas à confiabilidade e segurança. Desde o acidente do Boeing da TWA 800, em que houve a explosão do tanque de combustível central em pleno vôo, inúmeras recomendações de segurança têm surgido e com elas novas regulamentações para projeto, certificação e operação de aeronaves de transporte. O presente trabalho apresenta uma análise das várias alternativas de engenharia na prevenção de ignição dentro dos tanques de combustível das aeronaves de transporte, na contenção da expansão dos gases em decorrência de uma ignição, avaliando a viabilidade econômica e técnica das alternativas estudadas de maneira a produzir um ranking das alternativas mais viáveis com objetivo de se conseguir o menor impacto possível no custo operacional das aeronaves e uma aviação comercial mais segura. Com objetivo de abranger um grande número de possibilidades de solução para o problema proposto neste trabalho, são analisados não só ações sobre o projeto das aeronaves como também sobre os aeroportos, sobre os combustíveis ou até mesmo sobre os procedimentos de operação. Dois tipos de alternativas são analisadas: as ativas, que agem nas causas da ignição através da criação de um ambiente impróprio ao desenvolvimento desta, e as passivas, que minimizam as conseqüências da ignição depois de ocorrida. Adicionalmente, são estudadas tanto alternativas para aeronaves já em operação quanto para novos projetos de aeronaves.

[pt] Um espectrômetro de massa por tempo-de-vôo 252Cf-PDMS foi empregado para a realização de três atividades: a) o aperfeiçoamento do espectrômetro com a instalação de novos dispositivos; b) a análise da emissão secundária de agregados iônicos por um alvo de LiF; c) a análise da fragmentação em vôo de íons positivos (LiF)nLi+ metaestáveis. O aperfeiçoamento do espectrômetro consistiu: i) na blindagem elétrica do detector start para aumentar a sua estabilidade; ii) na caracterização de dois pares de placas defletoras já existentes; iii) na instalação de um novo tipo de detector sensível à posição com anodo multi-fios, e iv) no projeto e na instalação de uma lente Einzel para aumentar a transmissão de íons secundários entre a amostra e o detector. A emissão secundária de agregados iônicos por um filme de LiF policristalino, bombardeado por fragmentos de fissão de ~ 60 MeV foi analisada através da técnica tempo-de-vôo (TOF). O detector sensível à posição recém instalado permite o emprego da técnica XY-TOF para analisar distribuições angulares de íons Li e dos agregados (LiF)nLi+. Determinaram-se as distribuições angulares dos agregados com n = 0 a 3, através de medidas simultâneas de suas velocidades axiais e radiais, evento por evento. A vida media de íons metaestáveis (LiF)nLi+* é determinada fazendo uso da configuração do espectrômetro e especialmente do comprimento do tubo de vôo livre. Após serem emitidas, as espécies iônicas metaestáveis monocarregadas são aceleradas por um campo elétrico da ordem de 2 kV/mm, e conduzidas a uma região de campo externo nulo, onde podem se dissociar espontaneamente em um fragmento iônico e outro neutro. Para facilitar a analise dos dados, impede-se a detecção do fragmento iônico através de um filtro eletrostático. Foram analisados os agregados iônicos com n = 1 a 5. Encontrouse que os valores das vidas medias estão na faixa de 30 a 100 ns. Discute-se também a detecção de espécies neutras produzidas por colisão de agregados (LiF)nLi+ com moléculas de gás residual. / [en] A 252Cf-PDMS time-of-flight mass spectrometer was used for the accomplishment of three activities: a) improvement of the spectrometer by introducing new devices; b) analysis of the LiF cluster ion secondary emission; c) analysis of the (LiF)nLi+ metastable íon fragmentation, in flight. The spectrometer improvement consists of: i) the shielding of the start detector to increase its stability, ii) the characterization of two existing deflecting- plate pairs, iii) the installation of a new type of position-sensitive delay line detector for secundary ions, and iv) the project and manufacture of a Einzel lens to increase the transmission of the secondary íons between the sample and the detector. The secondary cluster ion emission of policrystalline LiF, induced by the impact of fission fragments (60 MeV), is analyzed by the time-of-flight technique (TOF). The new position sensitive delay-line detector allows the use of the XY-TOF technique to analyze angular distributions of Li ions and (LiF)nLi+ clusters. Event by event, their axial and radial velocities are measured simultaneously, allowing the angular distributions measurement of clusters with n = 0 to 3. Mean lives of metastable clusters are determined through the measurement of the detection rate dependence on the target bias. After been emitted, the monocharged metatable ions are acelerated by a 2 kV/mm electric field towards a field-free region, where they can spontaneously dissociateinto two fragments, one ion and another neutral. To facilitate the data analysis, it is avoided the detection of ionic fragments by placing an electrostatic filter in front of the detector. Mean lives values of 30 to 100 ns are determined for ionic clusters with n = 1 to 5. The production of neutral species by collision of the (LiF)nLi+ clusters with the gas molecules is also discussed.