Propõe-se no presente trabalho uma metodologia de planejamento aeroportuário baseada em modelos de simulação, aplicado ao Aeroporto Internacional de São Paulo / Guarulhos (AISP/GRU). Foram representadas hipóteses com diferentes configurações de cenários, leiautes físicos e operacionais, no Aeroporto. Utilizou-se para tanto a ferramenta de simulação SIMMOD Plus! 4.0, desenvolvida para retratar a operação no espaço aéreo e lado aéreo de aeroportos.O escopo da pesquisa foi delineado para as operações realizadas no solo, pistas de rolamento e pátio de estacionamento das aeronaves, onde as análises realizadas facilitaram a visualização dos diagnósticos a partir da variação da demanda (número de operações).Os resultados gerados neste trabalho atestaram a viabilidade do uso da metodologia, além da indicação de soluções valiosas capazes de combater os atrasos, diminuindo assim os custos para os usuários do sistema. Indicou também alternativas para um melhor uso do Aeroporto, auxiliando a tomada de decisão quanto à implantação, ou não, de determinadas instalações ou a adoção de estratégias operacionais, nos seus respectivos momentos.

In dealing with rigid body three-dimensional rotational motion, one is inevitably led to face the fact that rotations are not vector quantities. They may, however, be treated as such when the angle of rotation is (very) small. In this context, i.e. the infinitesimal case analysis, the time derivatives of the rotation variables hold simple (sometimes vector-like) relationships to the components of the angular velocity vector. Conventionally, this distinctive characteristic cannot be associated with general moderate-to-large rotations.In this thesis, it is demonstrated that the kinematical differential relationship between the rotation vector and the angular velocity vector may, in fact, be expressed in terms of a mere time derivative, provided that the angle of rotation is kept within moderate bounds. The key to achieve such simplicity in the kinematical equation (linear attitude kinematics) within moderate angles of rotation is a judicious choice of the basis from which the time derivative is observed. This result is used to advantage within a generalised version of Euler's motion equations to construct a simple control law, which nominally realises both linear attitude tracking and linear angular velocity tracking (nominal linear attitude state tracking), within moderate attitude tracking errors. The analytical work presented here is unique in the sense that it combines attitude kinematics, dynamics and control in such a way that nominal linearity between the attitude state error variables is achieved within moderate attitude tracking errors. For the first time, an attitude control law explicitly enables the nominal closed-loop attitude state error dynamics to be chosen and motivated by useful physical concepts from linear control theory. The text also includes numerical simulations that validate and illustrate the theoretically achieved results.

O crescente número de acidentes aeronáuticos, nas fases de decolagem e pouso das aeronaves, vem se tornando um grande desafio para a comunidade aeronáutica internacional na perseguição de novos meios e métodos de desmistificação das causas envolvidas. Este trabalho apresenta uma metodologia para a análise de investigações de acidentes aeronáuticos, baseada em técnicas heurísticas de tratamento das equações padronizadas da dinâmica do vôo das aeronaves para a restauração das trajetórias destas. O trabalho procura maximizar a coerência e a quantidade de informações sobre o desempenho das aeronaves e das tripulações envolvidas no meio ambiente operacional crítico, através dos parâmetros registrados pelo Gravador de Dados de Vôo (Flight Data Recorder - FDR) e pelo Gravador de Voz da Cabine do Comando (Cockpit Voice Recorder - CVR). A pesquisa restringe-se a aeronaves comerciais motorizadas, de asa fixa e a operações de vôo características, que ocorrem em áreas terminais, durante as fases de decolagem e pouso. A relevância deste trabalho enquadra-se na disponibilização, para as autoridades de investigação de acidentes aeronáuticos, de um protótipo de ferramenta, de fácil implementação, para análise dos principais grupos de fatores contribuintes nas investigações de acidentes aeronáuticos.

A integração e qualificação de cargas externas em aeronaves é um problema que requer estudos detalhados a fim de se prever o comportamento dinâmico da estrutura da aeronave após a mudança de configuração. Entretanto, a solução de problemas dinâmicos que envolvem modelos complexos pressupõem uma elevada capacidade computacional. Como conseqüência direta, o custo de projeto torna-se elevado. No presente trabalho, técnicas de Síntese Modal são apresentadas como uma alternativa ao modelamento de grandes sistemas, tanto no que se refere a uma menor necessidade de utilização de recursos computacionais, bem como pela facilidade de se integrar modelos desenvolvidos em paralelo por diferentes equipes de trabalho e que possam, até, estar atuando em locais diferentes. A idéia principal do método consiste em analisar partes da estrutura, representá-las pelas suas freqüências e modos naturais de vibração e , finalmente, acoplar os modelos das subestruturas em questão na base modal. O desempenho do método é avaliado pela sua aplicação em três modelamentos diferentes, compostos por uma asa e um míssil, e posterior comparação das freqüências naturais de vibração obtidas com a solução exata, i.e., com as freqüências naturais de vibração previamente conhecidas do modelo, focando-se na precisão obtida e no tempo de processamento utilizado.

O transporte de carga por via aérea tem como suporte principal a entrega de bens e mercadorias a grandes distâncias e em tempos sensivelmente menores que os envolvidos em outros meios de transporte. Com o advento das aeronaves de fuselagem larga e o desenvolvimento de grandes aeronaves cargueiras e de longo alcance, aliados a um sólido crescimento observado para esse segmento do transporte aéreo, em escala mundial, torna-se evidente a necessidade de investir-se na construção, ampliação ou modernização dos Terminais de Carga a fim de dotá-los de capacidade compatível com a demanda de carga aérea imposta pelos mercados. Para o estudo e planejamento de Terminais de Carga, porém, não são tão vastas ou profundas as fontes fornecedoras de critérios e métodos aplicáveis ao seu dimensionamento, como ocorre para a avaliação de Terminais de Passageiros. Este trabalho, portanto, busca estabelecer um método que oriente o planejador na tarefa de quantificar as áreas operacionais dos Terminais e estimar a área necessária para a edificação como um todo, servindo de base para estudos preliminares de ampliação, construção ou avaliação de projetos. Com este objetivo, foram identificados os fatores influentes no dimensionamento dessas instalações e estabelecidos critérios específicos compatíveis com o tratamento da carga aérea no Brasil.

As indústrias aeronáuticas cada vez mais utilizam materiais compósitos na estrutura primária das aeronaves, visando a redução do peso e redução no tempo de produção da mesma. A sociedade, representada pelas agências de homologação aeronáutica, exige níveis de segurança crescentes na atividade de transporte aéreo. A complexidade no cálculo das cargas dinâmicas para as diversas condições requeridas pelos regulamentos, devido a utilização de programas de computador capazes de considerar todas as variáveis envolvidas. Este trabalho apresenta uma metodologia para o cálculo da velocidade de instabilidade aeroelástica que utiliza uma formulação de elementos finitos, adequada aos materiais compósitos constituídos de múltiplas camadas ortotrópicas de dupla curvatura. As freqüências de vibração livre e os respectivos modos são determinados a partir da rigidez e da massa dos elementos. As forças aerodinâmicas são determinadas, no regime subsônico, utilizando a teoria do escoamento potencial não estacionário linear, artavés de algoritmos de alta precisão com as mais recentes formulações desenvolvidas. Os resultados numéricos, referentes a asas retangulares planas, São comparados com resultados experimentais. Adicionalmente são apresentados resultados numéricos para as asas retangulares constituída de laminado com orientação arbitrária.

Com o crescimento do transporte aéreo e, consequentemente, do movimento dentro dos terminais de passageiros de aeroportos tornaram-se necessários estudos visando a otimização dos procedimentos operacionais e, também, um melhor aproveitamento das áreas disponíveis. Especificamente os objetivos desses estudos são: melhorar o atendimento ao usuário e reduzir os custo operacionais através da racionalização do número de posições de atendimentos ativas. Esta trabalho apresenta um estudo de avaliação de desempenho de componentes do terminal de passageiros utilizando técnicas de simulação, identificando possíveis estrangulamentos ou a existência de capacidade ociosa no sistema. Fornecendo então subsídios para proposta de alteração de leiaute ("layout") ou de procedimentos operacionais. para tanto é feita uma revisão teórica sobre terminais de passageiros, modelos de simulação e aplicações específicas em terminais de passageiros. Em seguida se apresenta os passos necessários para a modelagem e, ao final, duas aplicações práticas, uma no embarque e outra no desembarque.

O presente trabalho visa pesquisar a existência da estabilidade nos pontos de equilíbrio dos satélites de baixa altitude, sujeitos à ação dos torques gravitacional e aerodinâmico. O satélite em estudo encontra-se em uma órbita circular, sujeito à força de arrasto aplicada em seu centro de pressão e no sentido oposto a sua velocidade. Os pontos de equilíbrio estáveis são obtidos através do estudo da equação do equilíbrio e da equação característica do sistema, utilizando-se o critério de Routh Hurwitz. A utilização dos parâmetros x e y, que relacionam os momentos principais de inércia do satélite, permitem a apresentação das regiões de estabilidade no plano x e y, ou seja, cada um dos pontos que formam essas regiões representa uma distribuição de massa de um satélite em equilíbrio estável. O estudo foi dividido em três casos, buscando demonstrar a influência sobre a estabilidade devido a variação do posicionamento do centro de pressão: o ponto em que a resultante do arrasto é aplicada. Para isto, foi utilizada a abordagem numérica, o que tornou possível a apresentação dos resultados.

A indústria aeronáutica é caracterizada por uma competição acirrada e constante inovação tecnológica o que faz as empresas buscarem, cada vez mais, soluções que possam contribuir para a competitividade. Os sistemas de informação, apoiados em sistemas computadorizados, surgem como ferramentas de apoio e suporte para a tomada de decisões gerenciais visando o atendimento dos objetivos estratégicos das empresas. Este trabalho tem como foco de estudo o Sistema de Administração da Produção da Embraer - Empresa Brasileira de Aeronáutica - que se caracteriza por um intenso fluxo de informação em seu ambiente operacional. A Empresa desenvolveu internamente um Sistema de Informação (SI), denominado MRP Legado, que vinha atendendo satisfatoriamente as suas necessidades de planejamento, programação e controle da produção. Nos últimos anos, em função do crescimento da Empresa, a qualidade das informações disponibilizadas por este sistema passou a ser questionada, abrindo espaço para as discussões sobre a possibilidade de sua reestruturação ou até mesmo a sua substituição por um software adquirido no mercado. Este trabalho analisa a solução de Tecnologia de Informação (TI) encontrada pela Embraer para seu sistema de administração da produção. A Empresa chegou a conclusão que a melhor opção seria a substituição do Sistema MRP Legado pelo módulo de Planejamento da Produção do software R/3 Enterprise (4.7) da SAP, para garantir uma maior qualidade das informações disponibilizadas por este sistema.

Este trabalho avalia duas leis de controle com atuação magnética para estabilização e apontamento de um satélite universitário de baixo custo, a ser lançado de carona e que deverá operar estabilizado por rotação (spin) em torno do seu eixo de maior momento de inércia. As duas leis de controle objetivam, partindo da separação do veículo lançador, apontar o eixo de maior momento de inércia do satélite em direção ortogonal ao plano da eclíptica e prover a rotação desejada para sua estabilização. Essa escolha de direção simplifica a análise da estabilidade das leis de controle. Pretende-se que os painéis solares nas laterais do satélite captem mais eficazmente energia solar para carregar as baterias embarcadas. Adicionalmente, o calor gerado pelos componentes embarcados pode ser dissipado pelos painéis superior e inferior do satélite, que não deverão ser demasiadamente expostos ao Sol. A primeira lei de controle é baseada no erro entre momentum angular de referência e o momentum angular do satélite. Já a segunda lei de controle é baseada no erro entre a velocidade angular de referência e a velocidade angular satélite. A primeira lei de controle apresentou resultado insatisfatório quando o movimento inicial foi de capotamento e não havia amortecimento de nutação passivo. No capotamento, a segunda lei investigada mostrou-se muito lenta no apontamento do satélite, o que representa risco para a missão, pois requer maior quantidade de carga elétrica. Assim, foi motivada a inclusão de amortecedor de nutação para auxílio ao sistema de controle. A malha de controle integra-se com os filtros de Kalman estendidos investigados em SANTOS (2008) para estimar o bias de magnetômetro, atitude e velocidade angular. O desempenho é reavaliado a partir de simulações de Monte Carlo, com 50 realizações, utilizando incertezas na estimativa inicial do filtro de Kalman maiores do que as utilizadas originalmente por SANTOS (2008) no movimento lento. Os sensores de baixo custo são um magnetômetro triaxial e sensores de Sol. Os atuadores de baixo custo são magnetotorqueadores com bobinas com núcleo de ar. Este trabalho também considera a dinâmica da corrente elétrica que circula pelas bobinas para avaliar o impacto da dispensa de drivers para regulação da corrente elétrica e consequente simplificação do sistema de acionamento dos atuadores. Também verifica o impacto da variação na tensão no barramento de alimentação elétrica dos atuadores. Inicialmente, o satélite é considerado como corpo rígido. Para amortecer mais eficazmente o ângulo de nutação, cujo decaimento leva dias no controle de atitude com atuação puramente magnética (WASCHBURGER, 2009), investiga-se o auxílio de um amortecedor mecânico de nutação. Nele, uma pequena massa sofre deslocamento devido ao movimento de nutação. O atrito drena energia cinética e, assim, busca-se alinhar o eixo de rotação com o eixo de maior momento de inércia. Resultados mostraram que o uso desta técnica é eficaz para as condições investigadas. São investigados amortecedores mecânicos de nutação com atrito viscoso e com atrito seco. As duas leis de controle investigadas apresentaram resultados satisfatórios quando foram adicionados amortecedores de nutação, isto é, o satélite foi devidamente apontado ortogonalmente à eclíptica em torno do quinto dia de operação. São comparados os resultados obtidos por simulação numérica em ambiente Matlab/Simulink, cuja precisão numérica é dupla, com resultados obtidos com HIL (Hardware-in-the-loop). Neste, uma réplica do computador embarcado se encarrega de executar os filtros de Kalman estendidos, modelos de referência e a lei de controle. Verificou-se o impacto dos erros numéricos do computador embarcado, cuja precisão numérica é simples, com apenas 32 bits.