O risco está presente em todos os componentes do cenário aeronáutico, e não poderia ser diferente com a prestação dos Serviços de Tráfego Aéreo e especificamente com o Controle de Tráfego Aéreo. Podendo ser definido como a quantificação da insegurança presente em uma determinada atividade, o risco ganha uma importância ainda maior no cenário do Sistema de Gerenciamento da Segurança Operacional, ao permitir a avaliação do sistema como um todo, além de verificar se o mesmo cumpre os padrões de segurança operacional para os quais foi projetado. Dentro do Controle do Espaço Aéreo Brasileiro, o risco ainda tem a finalidade de classificar as ocorrências definidas como Incidente de Tráfego Aéreo. Entretanto, os valores adotados atualmente, por se encontrarem próximos à faixa da operação normal (valores de separação radar regulamentar), são infringidos com certa frequência, o que denota a falsa sensação de um sistema com um nível de insegurança maior do que o real. O presente trabalho tem a intenção de oferecer, ao Sistema de Controle do Espaço Aéreo Brasileiro, conceitualmente, um novo valor de avaliação, objetivo, que permita uma correta mensuração do risco, bem como o direcionamento correto e oportuno do esforço preventivo, estando a proposta adequada ao cenário da ICAO e alinhada com outros estados signatários desta organização.

Sistemas de navegação inercial (INS) possuem erros de posição, velocidade e atitude divergentes com o tempo em uma taxa dependente da precisão dos sensores inerciais. Por outro lado, as taxas divergentes da INS, sistemas de posicionamento global por satélites (GNSS) e dispositivos imageadores (SD) fornecem medidas de posição, velocidade e desalinhamento com erros limitados e em baixas frequências. A complementariedade das características dos sistemas motiva a fusão de dados. A estratégia tradicional de integração é o filtro de Kalman extendido (EKF) como estimador do vetor de erros. Sob certas condições, o filtro de Kalman é o estimador ótimo sob ampla variedade de critérios. Essas condições necessitam de uma modelagem acurada da dinâmica da planta e da sintonia das estatísticas do ruído de modelo e sensores. Portanto, erros de modelagem e sintonia impossibilitam otimalidade e consistência estatística do erro de estimação do filtro e ainda podem levá-lo à divergência. O presente trabalho aborda o problema de buscar a consistência estatística na operação do filtro de Kalman estendido através de técnicas de sintonia automática do ruído de modelagem, a saber, Estimação Adaptativa baseada em Inovação (IAE) e Escalonamento do Ruído de Modelo (SPN). Será experimentalmente demonstrado que IAE falha ao sintonizar o filtro. Será proposta uma alteração na estratégia IAE, a saber, Estimação Adaptativa baseada em Inovação Parcial (IAEP), que deixará o filtro consistente e habilitado a fornecer uma solução de navegação satisfatória. Resultados são obtidos por simulações, onde um veículo aéreo não-tripulado voa uma trajetória conhecida com medidas de sensores inerciais corrompidas por um modelo de constante aleatória e ruído branco. Erros de posição e velocidade, desalinhamento, bias de acelerômetro, deriva de girômetro e erros de relógio GNSS são estimados através da fusão INS/GNSS/SD e testados para consistência estatística em diversos cenários. Adicionalmente, o algoritmo de navegação inercial operando autonomamente é avaliado através de dados reais obtidos em um experimento em montanha-russa.

O aumento da competitividade e a busca das indústrias mundiais pela melhoria de seu processo produtivo, com o objetivo de aumentar a produtividade e reduzir custos, fizeram com que as empresas prestassem mais atenção a sua linha de produção. No setor de manutenção de aeronaves, embora existam certificações reguladoras quanto ao treinamento dos mecânicos, espaço físico, etc, ainda não existe um processo estabelecido e validado para a Gestão da Manutenção. Esta pesquisa foi realizada junto a empresas brasileiras de manutenção aeronáutica, com o objetivo de identificar as práticas de gestão empregadas nessa atividade e apontar possibilidades de melhoria nos processos do setor. A pesquisa adotou questionários (surveys), elaborados com base na revisão da literatura, os quais foram compostos de 59 questões, divididas em sete grupos (Requisitos Legais, Planejamento e Programação, Gerenciamento da Informação, Recursos de Manutenção, Suporte e Controle, Segurança e Pessoas) de perguntas. Esses questionários foram enviados via e-mail a 174 empresas de manutenção, todas localizadas no Brasil. Os resultados mostram que as empresas de manutenção apresentam práticas de gestão de suas atividades. No entanto, estas práticas são definidas dentro e fora do escopo das certificações, em razão dos conflitos que existem entre as mesmas, evidenciando a necessidade de padronização das normas do setor e o seu alinhamento em relação às práticas do mercado.

O trabalho traz o desenvolvimento de um guia técnico de ação inicial para investigadores brasileiros de acidentes e incidentes aeronáuticos envolvendo aeronaves de asas fixas com objetivo de transformar as investigações realizadas pela autoridade aeronáutica brasileira mais técnicas e científicas. Além disso, persegue a adequação das atividades de campo do investigador encarregado por uma ação inicial de um acidente aeronáutico no Brasil com o que é recomendado e incentivado pela ICAO (International Civil Aviation Organization) para os seus países signatários e a incorporação da experiência já adquirida por diversas instituições e agências, mundialmente reconhecidas, no que se refere à investigação de campo de um acidente aeronáutico. Dessa maneira, busca-se a uniformização de conhecimentos científicos empregados por investigadores brasileiros que vão poder contar para consulta com um guia técnico, diminuindo a lacuna de conhecimento entre os poucos investigadores existentes, e trazendo um benefício técnico no aspecto reativo da prevenção de acidentes aeronáuticos no Brasil.

Este trabalho se propõe a estudar as possibilidades de aumentar a segurança de voo por intermédio de atualizações tecnológicas em helicópteros de segurança pública. O Esquilo HB 350/ AS 50, aeronave de concepção francesa montada no Brasil tem parcela majoritária na frota estuda e apresenta oportunidades de revitalização e integração de recursos para incrementar a efetividade. Esta avaliação não está restrita ao Esquilo, mas também é utilizável para outros helicópteros com as mesmas funções. O estudo de caso é a metodologia em uso para alcançar o objetivo. O primeiro caso é uma investigação do programa de atualização tecnológica da Marinha Americana desenvolvido no confiável helicóptero naval Kaman SH-2F Seasprite que é modificado para SH-2G Super Seasprite. O segundo estudo de caso é o da Polícia Militar do Distrito Federal, no qual o operador decide submeter seu único helicóptero modelo HB 350 B em AS 50 B2. São identificadas a viabilidade de tais procedimentos e seu impacto nas instituições. Anterior aos estudos de casos faz-se uma pertinente revisão teórica acerca da origem histórica da aviação de segurança pública. O aspecto do ambiente operacional, seu desenvolvimento e elementos de survivability da aviação de combate são adaptados a realidade brasileira e analisados sob um ponto de vista contemporâneo. Para abrir espaço às atualizações tecnológicas é considerada a importância da manutenção na segurança de voo e a experiência do uso do Health Usage Monitoring System em aviação militar e civil de offshore. O resultado é uma lista de recomendações e atualizações tecnológicas aos operadores e a aplicação de acessórios ideais para missões policiais bem como as prováveis consequências para a segurança de voo dos operadores que as adaptem conforme suas realidades e peculiaridades operacionais.

Este trabalho apresenta o desenvolvimento e a implementação de uma unidade de navegação inercial em tempo real utilizando sensores de baixo custo do tipo MEMS integrados a um Sistema de Posicionamento Global (GPS), por meio de um filtro de Kalman discreto, para aplicação em veículos autônomos. Um algoritmo de determinação de atitude foi também desenvolvido. No sistema implementado, os sinais provenientes de sensores inerciais (giroscópios e acelerômetros) e do GPS foram tratados por um microcontrolador de oito bits. As informações provenientes dos sensores MEMS são muito ruidosas, por este motivo, um algoritmo chamado superamostragem e decimação também foi implementado. Depois de tratados por todos os algoritmos contidos no sistema global, os dados então, são transmitidos via comunicação sem fio para um computador onde o estado (posição e velocidade) de uma plataforma móvel pode ser observado, por meio de uma interface gráfica desenvolvida em linguagem C. Os resultados obtidos demonstram que o sistema desenvolvido é confiável para aplicações em sistemas de navegação e controle, principalmente no VANT acadêmico que esta sendo desenvolvido pelo grupo de pesquisa em eletrônica embarcada do Instituto Tecnológica de Aeronáutica - ITA. O sistema final apresenta baixo custo financeiro em relação aos sistemas disponíveis no mercado tornando-se assim uma alternativa que pode ser usada como ferramenta em pesquisas acadêmicas e aplicações industriais.

O presente trabalho consiste em uma compilação de autores e literaturas a respeito de investigação de acidentes com helicópteros, incluindo as contribuições aeromecânicas envolvidas. Entendendo alguns dos efeitos aeromecânicos peculiares das aeronaves de asas rotativas, o investigador encarregado de um acidente com helicóptero vai ter maior possibilidade de determinar a contribuição destes para o evento, tornando a investigação mais precisa e científica. Algumas técnicas de investigação que auxiliam o reconhecimento desses efeitos são abordadas e analisadas, com vistas a permitir a utilização do trabalho como fonte de consulta para os responsáveis pelas ações de investigação de acidentes. Com uma linguagem mais simples e voltada para o entendimento preliminar dos efeitos aeromecânicos, o guia técnico desenvolvido nessa dissertação não pretende esgotar o assunto, mas sim complementar a literatura existente no Brasil sobre investigação de acidentes com helicópteros. Dessa forma, almeja-se que os conhecimentos sejam nivelados em torno da coletividade de investigadores do SIPAER, contribuindo para a melhoria dos trabalhos relacionados à segurança da aviação em nosso país e ajudando a alcançar o principal motivo de uma investigação: a prevenção de novos acidentes relacionados a helicópteros e aeronaves de asas rotativas.

Acidentes causados por incursões em pista são eventos raros e catastróficos, entretanto, uma série de incidentes acontecem com maior frequência e podem ser indicativo de graves problemas na segurança operacional. Ignorar condições de risco que contribuem para incursões em pista, em um cenário de elevada perspectiva de crescimento da aviação brasileira, certamente resultará no aumento do número de ocorrências mais graves. A implementação de um modelo de SMS especificamente desenvolvido para a prevenção de incursões em pista reforçará proativamente a segurança operacional por meio de um sistema de gerenciamento estruturado para controlar riscos nas operações. Baseado nos princípios preconizados pelo SMS da ICAO, na cultura de segurança positiva e em práticas e procedimentos voltados à prevenção de incursões em pista que obtiveram êxito em diversos países, o modelo de SMS proposto objetiva auxiliar a comunidade aeronáutica brasileira a lidar de forma mais eficiente e segura com os problemas relacionados a esse tipo de ocorrência. O resultado mostra que uma abordagem organizada, integrada e sistêmica para o trato dessa questão, apoiada em políticas de segurança que envolvam toda a comunidade aeronáutica brasileira, constitui componente vital para a segurança de voo nas pistas de pouso e decolagem.

As operações de pousos e decolagens de aeronaves podem ser, direta e negativamente, afetadas devido às más condições do pavimento da pista, em especial as irregularidades que provocam formação de lâmina d';água, com espessura tal que provoque risco de aquaplanagem. Aos órgãos normativos ainda não foi possível estabelecer as regras para normatizar a atividade de monitoramento do pavimento, no que diz respeito a este problema, já que não estão identificadas as melhores práticas ou equipamentos a serem utilizados. Os operadores aeroportuários, a quem cabe a tarefa de monitoramento das condições do pavimento, também enfrentam sérias dificuldades para pôr em prática metodologias que garantam a segurança das operações, ao mesmo tempo em que causem o menor tempo de interrupção na pista. Sendo assim, resulta uma lacuna entre o que é previsto na normatização e o que efetivamente é praticado nos aeroportos, gerando riscos às operações aéreas e responsabilidades aos administradores. Neste sentido, o presente trabalho propõe apresentar questões relativas ao tema aquaplanagem e às dificuldades para realizar a medição de lâmina d';água em pistas de aeroportos. Busca, também, identificar práticas e equipamentos disponíveis no mercado, os quais permitam realizar tal medição. Ao final do trabalho, uma metodologia própria é apresentada, combinando práticas proativas e reativas de monitoramento, com a utilização do perfilômetro inercial a laser, para o levantamento do perfil transversal da pista, e de um aparelho portátil para a medição da espessura da lâmina d';água, seguido da geração de relatórios que comprovem a real situação do pavimento da pista durante a ocorrência de chuvas. A adoção desta metodologia certamente contribuirá para o aumento da segurança operacional, minimizando os transtornos gerados ao tráfego aéreo de um aeroporto, com o menor tempo possível de interrupção da pista de pousos e decolagens. O presente trabalho baseou-se em pesquisa bibliográfica e na avaliação de equipamentos que foram identificados no mercado.

Esta tese apresenta a caracterização de um atuador com Liga de Memória de Forma (LMF) para a deflexão e controle de vibração da superfície de controle de uma estrutura aeroelástica levando em conta as propriedades da liga. Para descrever essas propriedades, utilizou-se um modelo constitutivo que é capaz de prever o comportamento da liga sujeita a cargas termomecânicas complexas. Neste contexto, as LMF são usadas na forma de atuadores que auxiliam no controle ativo da estrutura aeroelástica devido à sua capacidade de variação de amortecimento e rigidez. Neste trabalho descreve-se a modelagem matemática do sistema aeroelástico com o atuador LMF incorporado, levando em conta as forças aerodinâmicas não estacionárias que são modeladas seguindo a metodologia de Theodorsen e Wagner. Nos primeiros capítulos desta tese desenvolveu-se um estudo numérico que permite analisar o comportamento estático e dinâmico da estrutura aeroelástica na presença do atuador com memória de forma incorporado na seção típica. Em seguida, desenvolveu-se um sistema de controle de posicionamento da superfície de controle baseado na teoria de estrutura variável (CEV), estrutura variável baseada na temperatura (TCEV) e modos deslizantes (SMC). É necessário aos controladores o conhecimento das variáveis de estado, portanto, para a estimação das variáveis de estado do atuador LMF (tensão mecânica e temperatura) é empregado o filtro de Kalman estendido. Tais estimativas serão utilizadas no controlador TCEV. Resultados de simulação computacional demonstram a viabilidade do uso de atuadores leves de ligas com memória de forma tanto para controlar o movimento da superfície de controle de uma seção típica quanto para a supressão do fenômeno de flutter.