O crescente aumento no volume de trafego aéreo a nível mundial, nos últimos anos, trouxe como desafio importantes mudanças no gerenciamento desse trafego. A Organização de Aviação Civil Internacional (OACI), com os seus estados membros, tem incentivado à implantação do conceito FANS CSN/ATM (Future Air Navigation, Systems, Communication Navigation / Air Traffic Management), com o intuito de tornar mais segura a aviação civil a nível mundial. Em função deste novo cenário e da disponibilidade de novas tecnologias, surgiram o sistema GNSS (Global Navigation Satellite System), e os novos conceitos de vigilância cooperativa, como a ADS (Automatic Dependence Surveillance). Um dos desafios atuais é incorporar ao conjunto das novas tecnologias de vigilância os sistemas até então utilizados, como o Radar, que não pressupõe a cooperação do alvo no processo de detecção e rastreio da sua trajetória. O trabalho realizado analisa os conceitos CNS/ATM e ADS e mostra como os dados de posição de uma aeronave, obtidos pelo ADS, podem ser utilizados em conjunto com as medidas de um Radar de vigilância aérea, considerado como o modo principal de vigilância. Considera-se uma dinâmica para a trajetória da aeronave e são realizadas filtragem da medida Radar e a fusão dessa medida com informações ADS, originadas por um sistema de navegação por satélites. A filtragem e a fusão são realizadas por um filtro de Kalman. O bom desempenho da fusão Radar e ADS foi avaliado por meio de simulações, onde foi estabelecido um cenário com uma aeronave com três tipos de manobrabilidade, e três graus de intensidade de ruído de leitura da sua posição.

A segurança operacional é uma preocupação presente em todo o ambiente de negócios da indústria mundial, inclusive na comunidade aeronáutica, que considera o assunto como um fator chave para o desenvolvimento e interligação dos povos. Os países membros da Organização Internacional de Aviação Civil tem o compromisso de adotar providências para o desenvolvimento da aviação internacional com segurança. O Brasil, como país signatário da ICAO, busca também trabalhar de forma proativa para melhorar a segurança operacional nas atividades aéreas. Os aeroportos brasileiros, de acordo com a legislação internacional, tem que se adequar aos novos parâmetros de prevenção de acidentes para cumprirem as diretrizes emanadas pela autoridade de aviação civil brasileira (ANAC) em atenção ao órgão internacional. Baseado nesse fato, a INFRAERO, como administradora dos maiores e mais movimentados aeroportos do Brasil, tem a missão de adequar a estrutura e seus objetivos com vistas a evitar ocorrências de solo, incidentes e acidentes aéreos. A aplicação de um programa de segurança sistemática, proativo e bem definido permite a uma empresa elaborar um produto ou serviço para um equilíbrio realista e eficiente entre segurança e produção. A previsão de crescimento no transporte aéreo vai exigir novas medidas e um esforço maior de todos os produtores da aviação, incluindo os operadores do aeroporto, a fim de alcançar uma melhoria continua do nível de segurança da aviação. (FAA, 2010). O presente trabalho propõe um estudo focado em uma abordagem proativa de prevenção de ocorrências de solo, incidentes e acidentes aéreos com o objetivo de preservar recursos humanos e materiais. Trata-se de um estudo para o desenvolvimento de uma ferramenta para monitoramento das situações de riscos existentes na área de movimento dos aeroportos. Essa proposição de abordagem, se implementada nos aeroportos, deverá aumentar a probabilidade dos operadores aeroportuários de detectar e corrigir problemas de segurança operacional antes que os mesmos resultem em ocorrências de solo, incidentes ou acidentes aeronáuticos. A pesquisa realizada teve suporte em bibliografias internacionais (FAA e ICAO) e nacionais (CENIPA e ANAC), além da experiência de campo no Aeroporto Internacional do Recife/Guararapes-Gilberto Freyre.

O grande número de passageiros embarcados nos últimos anos, em consequência da entrada em operação no país das empresas com os modelos low Cost, Low Fare e também devido a liberdade tarifária, gerou um aumento considerável no número de passageiros embarcados no Aeroporto de Recife, aumentando o número de aeronaves em operações simultâneas no pátio de manobras do Aeroporto de Recife, e isso fez com que houvesse uma preocupação maior em relação à segurança das operações, já que a infraestrutura aeroportuária não é ampliada no mesmo ritmo que a demanda. Como é uma norma internacional, todos os aeroportos certificados devem implantar um Sistema de Gerenciamento de Segurança Operacional e, no Aeroporto Internacional de Recife, está em vigor desde 2005, aplicado à segurança operacional no pátio de manobras. Assim, este trabalho de pesquisa, através de uma contextualização e a partir de conceituações relacionadas à segurança, descreve a evolução da segurança operacional ao longo dos anos; cita a filosofia e cultura necessárias que devem ser implantadas no gerenciamento da segurança operacional, detalha a função de todos os envolvidos no processo de gerenciamento, trazendo também as políticas que o administrador do aeródromo deve adotar e relacionar à legislação básica em segurança operacional atualmente em vigor. Este trabalho faz uma análise das ocorrências reais nos pátios de manobras do Aeroporto de Recife, que possam causar acidentes ou incidentes, durante as operações de atendimento as aeronaves no momento em que estão no solo e demonstra, através de uma pesquisa de campo, o que é feito pela comunidade aeroportuária para prevenir que ocorrências como essas aconteçam durante as operações no pátio. Verificou-se que, de um modo geral, conforme resultados da pesquisa de campo, que no Aeroporto Internacional de Recife, há um desconhecimento das normas operacionais sobre prevenção de acidentes e incidentes em pátios de manobras e não foi evidenciado, conforme pode-se verificar na pesquisa, a existência de uma cultura de prevenção. E para finalizar, propõem-se três sugestões de melhorias na segurança operacional. Essas melhorias seriam aplicadas na parte física, educacional e nos procedimentos. Na parte física: mudanças nesse espaço podem criar uma infraestrutura mais adequada para dar suporte as operações de atendimento as aeronaves no momento em que estão no solo; a parte educacional seria muito relevante, pois ela permite mudar a cultura de prevenção e incentivar a aplicação de normas de segurança. E, por fim, os procedimentos, pois aí é que são aplicadas as instruções que devem ser seguidas, para que as atividades operacionais possam ser desenvolvidas com segurança. .

A Survivability de aeronaves é uma forma de pensar a operação, estabelecendo requisitos que aumentem primordialmente a perspectiva de sobrevivência de aeronaves e de suas tripulações. Existem vários caminhos a serem perseguidos por essa forma peculiar de pensar e respeitar a operação, com vistas a que se atinja o mesmo objetivo. A Survivability pode ser pensada desde a fase de definição conceptual até a escolha de emprego operacional a ser utilizada, passando pela configuração dos equipamentos trazidos a bordo e o tipo de missão, dentre outros. No ambiente de guerra, mais comumente, esse conceito vem sendo empregado, partindo de bases sólidas e estudos consistentes como os realizados pelo Professor Robert Ball, na Naval Postgraduate School. No ambiente de Segurança Pública, essa forma de pensar e respeitar a operação ainda não foi introduzida, embora exista grande similaridade entre o ambiente hostil de guerra e as condições extremas de operação da Segurança Pública. A Filosofia de Survivability de Aeronaves na Segurança Pública surge como uma alternativa para o aumento da probabilidade de sucesso da missão, compreendida como o cumprimento da mesma, da forma mais efetiva, com a mitigação de danos para a aeronave e o menor risco para a tripulação. Sob a óptica da Survivability, é fomentada a discussão sobre alguns aspectos relevantes atrelados, principalmente, a projetos, aquisição, operação e manutenção de aeronaves que atendam a missão de Segurança Pública no Brasil, sem desconsiderar os aspectos de segurança operacional aeronáutica atrelados. A Aviação de Segurança Pública no Brasil está passando por um momento importante na sua história; ações que modificam positivamente a sua fisionomia estão sendo implementadas. Esforços institucionais, no âmbito federal e no estadual, estão sendo adotados para que a Aviação de Segurança Pública solidifique ainda mais as suas bases, tornando-se mais efetiva, mais segura em observância do atendimento do cumprimento da necessidade da missão. Desta forma, este trabalho propõe a aderência à Filosofia de Survivability, através da implementação de um programa específico, como alternativa viável para a Aviação de Segurança Pública, na medida em que o seu ambiente de operação ocorre em condições extremas e há a necessidade de se promover medidas seguras que garantam a incolumidade do patrimônio público, ou seja, da aeronave, e a incolumidade das tripulações envolvidas, ou seja, dos agentes a serviço do poder público. Ao final, apresentam-se as linhas gerais de um programa de Survivability de Aeronaves, bem como uma proposta de legislação específica que atenda às necessidades do setor de Segurança Pública.

Structural members, such as, stiffeners are applied to aeronautical structures in order to promote the necessary global or local dynamic stiffness. The manufacture and assembly process of these parts and machines capability can introduce variability in the parts and thereby incorporating uncertainties in the structural performance. Tolerances known as GD&T (Geometrical dimensioning and Tolerance), must be specified for several dimensions during the engineering design, in order to enable the manufacture of the structure. In the same way, some material properties have variability, when different suppliers are involved. Thus, the uncertainties must be incorporated into the structural analysis in order to obtain a more reliable design. Therefore, the present thesis applies the SFEM to incorporate these uncertainties in a typical structural member and panel applied in the aeronautical industry. The approach used was Perturbation Technique using Taylor series expansions to incorporate the uncertainties in the structural members typically used in aircraft. Natural frequencies, frequency response functions and modal analysis are studied in order to understand the consequences of these uncertainties in a beam with hat and "Z" section normally applied as an aircraft panel stiffener. The stiffeners were modeled considering the Timoshenko Theory in Matlab software. Sensitivity analyses were applied for the correct interpretations and trends of the top contributors. Also an aircraft panel was performed using Nastran and Matlab software together to incorporate these uncertainties on the modal analysis. Final conclusions and issues of implementation and applicability are performed using MCS as a validation model for the stiffeners and the total range variation for the aircraft panel.

O aumento da utilização de compósitos em aplicações estruturais leva ao questionamento sobre a durabilidade desses materiais quando expostos às diversas condições impostas pela natureza. O uso em ambientes agressivos pode provocar a degradação de materiais poliméricos, assim como da interface fibra/matriz de compósitos, causada pela umidade, radiação ultravioleta (UV), choque térmico, etc. O objetivo deste trabalho é avaliar como o intemperismo, simulado em câmaras climáticas, afeta os desempenhos térmico e mecânico de compósitos de PEI/fibras de carbono. Para atingir este objetivo, neste trabalho, utilizou-se tanto a avaliação a partir da cinética de degradação, quanto diferentes condicionamentos ambientais. Desta forma, análises dinâmico-mecânicas (DMA), de cisalhamento interlaminar (ILSS) e ensaios não destrutivos foram realizados nos laminados antes e após serem submetidos aos condicionamentos higrotérmico, por radiação UV e por choque térmico. As amostras envelhecidas higrotermicamente sofreram reduções na temperatura de transição vítrea e no módulo elástico promovidas pela plasticização. A fotoxidação, induzida pela radiação ultravioleta, é apenas superficial. O choque térmico gera a formação de uma tensão reversível na região interfacial. Os resultados revelam que os compósitos de PEI/fibras de carbono podem ser utilizados em componentes externos de aeronaves.

Although Brazilian civil aviation regulations allow deviations in the standards and recommended practices (SARPs) with respect to infrastructure, considering they are proven to be within an acceptable level of risk, it does not specify a given methodology for risk analysis. The objective of this work is to structure a risk assessment process for Brazilian airports, which contain nonconformities with respect to the runway end safety areas (RESA) and runway strips. The following steps are implemented in this research: (1) survey of existing non-conformities; (2) identification of potential hazardous scenarios; (3) quantification of risk; and (4) suggestion of mitigating actions to reduce risk. For this study, São Paulo/Congonhas Airport is taken as a case study due to its great importance in two aspects: it is one of the major Brazilian airports for domestic passenger traffic and it presents a large number of nonconformities in its infrastructure which may compromise safety. The study evaluates operations'; safety for a one-year period, involving more than 160,000 movements, and it shows that the airport operates most of the time with high probabilities of an incident/accident occurrence. Also, as part of the risk assessment process, the study suggests and quantifies the gains for mitigating alternatives for lowering the risks such as the use of Engineered Material Arresting System (EMAS), redefining runway';s layout and restraining certain categories of aircraft from operating on the airport.

Este trabalho apresenta uma abordagem paramétrica de monitoramento do acúmulo de dano em pontos críticos em fadiga da estrutura de aeronaves, considerando, individualmente, o seu perfil de operação. Para isso, são utilizadas Curvas de Crescimento de Trinca Normalizadas (CCTN), uma vez que elas relacionam o dano causado pelo crescimento de trinca à vida em fadiga, independentemente de como a aeronave é operada. A teoria foi apresentada sequencialmente, abordando conceitos de Mecânica da Fratura Linear Elástica (MFLE), Propagação de Trinca por Fadiga e a elaboração da metodologia proposta. Antes de aplicar a teoria proposta, foram utilizados programas de computador, desenvolvidos pela Subdivisão de Integridade Estrutural (ASA-I) do Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE), para determinar os ciclos de tensão aplicados em cada ponto crítico, considerando os diferentes tipos de missão realizados pelas aeronaves F-5M, e simular o crescimento de trinca nos pontos críticos, utilizando os ciclos de tensão aos quais eles são submetidos durante a realização de cada tipo de missão. Os dados de crescimento de trinca de crescimento de trinca gerados durante as simulações são tratados conforme a norma ASTM E 647 e ajustados da forma integral das equações de taxa de crescimento de trinca de Paris e Forman, gerando as curvas de crescimento de trinca por meio das quais são geradas as CCTN. A metodologia proposta mostra-se mais apropriada, para aeronaves multimissão, que o DTA tradicional por garantir a integridade estrutural independentemente do perfil de operação da aeronave.

A manutenção de um nível de segurança operacional de pistas de pouso e decolagem, nos aeroportos brasileiros é, conforme regulamentação vigente, responsabilidade da administração aeroportuária. No caso específico da segurança operacional a aquaplanagem, a monitoração dos níveis de atrito apresentado pelas pistas torna-se tarefa imprescindível para a administração aeroportuária para adotar medidas apropriadas e oportunas visando conservar ou reconstituir as características de atrito ideais, geralmente, tomando como referência os padrões estabelecidos pelo órgão regulador da aviação civil. Neste sentido, este trabalho se destina a elaboração de um manual básico de planejamento para medição de atrito e retirada de borracha de pistas de pouso e decolagem de aeroportos, visando garantir a segurança à aquaplanagem.

Estimar atitude de forma acurada, usualmente emprega medidas de vertical local e norte magnético obtidas de, respectivamente, acelerômetros e magnetômetro, um modelo cinemático da rotação com parâmetros obtidos de girômetros, e um filtro capaz de fundir estas informações. Acelerômetros, entretanto, medem não só a força específica referente à reação à gravidade, mas também componentes de força específica referentes a manobras. Isso afeta negativamente a estimação de atitude durante manobras intensas. Adicionalmente, o emprego de redundância de sensores e processadores permite obter estimativas mais acuradas, tolerância a falhas, escalabilidade e modularidade mediante o uso de algoritmos adequados. Este trabalho revisa abordagens distintas de estimadores de atitude baseados no filtro de Kalman estendido parametrizado por quatérnion. Então, estudam-se duas abordagens distintas para o problema das medidas de acelerômetro sob manobras. A primeira detecta e descarta as medidas corrompidas por manobras e a segunda computa e compensa componentes de força específica das medidas do acelerômetro. Propõe-se computar analiticamente a covariância do ruído da medida resultante da segunda abordagem, o que permite uma sintonia correta do filtro de Kalman. Também se propõe uma combinação das abordagens, gerando resultados iguais ou melhores. Testam-se, então, neste problema de estimação de atitude, diversos algoritmos de fusão de dados segundo as arquiteturas centralizada, hierárquica e distribuída. Os algoritmos de fusão se mostram promissores quando os estimadores locais estimam apenas atitude. Entretanto, quando os estimadores estimam atitude e deriva de girômetro, a estimativa de deriva resulta degradada.