O serviço de controle de tráfego aéreo é complexo e exige do controlador de tráfego aéreo - ATCO (Air Traffic Control Officer) competências específicas para o desempenho da sua atividade. O treinamento simulado é uma das etapas fundamentais para a sua qualificação. Assim como as empresas privadas estão buscando desenvolver novas técnicas e modelos de gestão visando a obter resultados eficazes com qualidade e desempenho, também no Instituto de Controle do Espaço Aéreo - ICEA, um Órgão público do Comando da Aeronáutica, essa necessidade ganha relevância, especialmente no cenário de Controle do Tráfego Aéreo - ATC (Air Traffic Control) Brasileiro. Com a realização de grandes eventos no Brasil faz-se necessário implementar ações para garantir a prestação do serviço ATC em condições de aumento significativo de demanda de tráfego aéreo e cenários operacionais que apresentam maior complexidade, diferentes do cenário habitual. Este trabalho propõe-se a estudar o desenvolvimento, a implementação e a aplicação de um modelo de treinamento simulado para controladores de tráfego aéreo, baseado em capacitação por competência, e sua contribuição para a garantia da segurança operacional do serviço ATC em cenários atípicos, cuja complexidade de atuação e a necessidade de coordenações mais frequentes e dinâmicas com outros órgãos operacionais, exigem novos desempenhos e o desenvolvimento de competências específicas para essa atuação. A abordagem metodológica apresenta as características do desenvolvimento de treinamento simulado para ATCO nesses cenários complexos. Como estudo de caso, analisa a aplicação desse modelo no treinamento específico para 1575 ATCO com vistas à qualificação desses profissionais para a atuação durante os grandes eventos realizados no Brasil como a Copa do Mundo de 2014, da FIFA, passando pela Copa das Confederações e a Jornada Mundial da Juventude. O modelo de treinamento proposto foi baseado nos conceitos de capacitação por competência recomendado pela Organização de Aviação Civil Internacional (ICAO) para o desenvolvimento de cursos, denominado metodologia Trainair Plus. Para respaldar a aplicação destes conceitos, no treinamento, foi realizada uma análise detalhada desta metodologia. Foi acompanhada a aplicação do treinamento, sendo ao final, obtidos alguns resultados do desempenho operacional avaliados durante o treinamento simulado. Esses resultados foram comparados com uma amostra de dados do desempenho operacional dos ATCO avaliados na operação real. A avaliação de desempenho real foi obtida durante o evento Copa das Confederações, no Brasil. Foram coletados dados em todos os órgãos operacionais das cidades sedes envolvidas com esse grande evento. O estudo conclui pela aplicabilidade da metodologia de capacitação por competência OACI ao modelo de treinamento simulado, ressaltando as adequações realizadas. Aponta os principais resultados observados durante a realização do evento Copa das Confederações e as percepções dos ATCO quanto à efetividade e ganhos no desempenho operacional real, sentidos a partir da utilização do presente modelo de treinamento. Apresenta, ainda, recomendações para o aprimoramento e evolução do treinamento simulado proposto e a sua adoção como modelo padronizado de treinamento para o SISCEAB. Recomenda, também, estudos para a inclusão deste modelo de treinamento simulado nos cursos de formação em Controle de Tráfego Aéreo. Sugere, ainda, a utilização desse modelo de treinamento para outras áreas do serviço de Navegação Aérea de interesse do Sistema de Controle do Espaço Aéreo Brasileiro (SISCEAB).

Neutralizadores dinâmicos de vibração são dispositivos do tipo massa, mola e amortecedor que são comumente aplicados como sistemas passivos de controle de ruído e vibrações em aeronaves turbo hélice. Os mesmos são fixados na fuselagem da aeronave e ao vibrarem em sua frequência natural geram uma força de reação que tende a neutralizar o deslocamento da fuselagem no ponto de fixação. Através da escolha dos valores de massa, rigidez e amortecimento dos neutralizadores dinâmicos de vibração, a frequência natural dos mesmos é ajustada de modo a coincidir com a frequência de passagem de pá da hélice ou suas harmônicas, frequências estas onde estão concentrados os maiores níveis de energia. A modelagem de neutralizadores dinâmicos de vibração aplicados em uma fuselagem pode ser feita incluindo os neutralizadores explicitamente em um modelo de elementos finitos da fuselagem. Entretanto, tal abordagem exige a solução deste modelo a cada nova configuração de neutralizadores dinâmicos de vibração, o que é computacionalmente custoso e inviabiliza a avaliação de uma quantidade elevada de configurações. Para contornar tal problema, no presente trabalho uma técnica baseada em matrizes receptância é aplicada para modelar a inclusão de neutralizadores dinâmicos de vibração em uma fuselagem. Para aumentar a confiabilidade dos resultados de modelagem de neutralizadores dinâmicos de vibração aplicados em uma fuselagem, um modelo aleatório não paramétrico é apresentado para incluir o efeito de incertezas presentes nas dimensões da fuselagem nas análises. A solução de tal modelo tem um custo computacional reduzido quando comparada a modelos paramétricos clássicos, como por exemplo o Método de Monte Carlo. A combinação deste modelo aleatório não paramétrico com a técnica baseada em matrizes de receptância anteriormente citada é discutida neste trabalho, permitindo a avaliação da variação do desempenho dos neutralizadores dinâmicos de vibração para diferentes amostras de uma fuselagem com incertezas em suas dimensões.

Este trabalho propõe e avalia a aplicação da técnica de verificação model checking no desenvolvimento de software embarcado de satélites universitários. Inicialmente, apresenta uma revisão do cenário atual de projetos de satélites universitários, com foco no computador de bordo e a adoção de normas para este subsistema. Esta revisão aponta que os satélites universitários tendem a adotar estratégias simples e de baixo custo para garantir dependabilidade, o que torna o uso de model checking uma solução atrativa, viável e factível para verificação da especificação de software embarcado crítico destes satélites. Como estudo de caso, utiliza-se a ferramenta UPPAAL, baseada em autômatos temporizados, para verificação da especificação de software do módulo de comunicação (CM) do computador de bordo do satélite universitário ITASAT. Este módulo executa programas sequenciais que contemplam: recepção de telecomando, execução de comandos diretos, verificação dos principais canais e envio de telemetria. A primeira etapa do processo de aplicação de model checking consistiu na modelagem, de forma isolada, de cada um dos dois submódulos do CM. Para cada modelo, foram feitas verificações de propriedades básicas e dos requisitos de software. Foras discutidas estratégias práticas para contornar o problema de explosão de número de estados. Numa segunda etapa, os modelos dos dois submódulos foram integrados em um único modelo. Para o modelo integrado, foram verificadas as propriedades de alcançabilidade, ausência de deadlock e propriedades referentes a interação entre os módulos. Apesar das restrições de comandos disponíveis, devido ao problema de explosão de estados, foram criados cenários de verificação para observar a relação entre módulos. Ao final, conclui-se que a utilização do model checking permitiu a identificação de erros e de oportunidades de melhoria na especificação de requisitos e que é uma solução viável para atender a proposta de satélites universitários.

A operação de veículos aéreos tripulados e não tripulados, sobre áreas povoadas e dentro de espaços aéreos não segregados, impõe a necessidade de voo coordenado entre os veículos e com o controle de tráfego aéreo. No caso de uma eventual perda de comunicação com o controle de tráfego no solo, ou a falta de contato visual com outra aeronave, o operador deve prover autonomamente separação segura e evitar a colisão. Embora este procedimento seja normalmente usado por pilotos de aeronaves tripuladas, os veículos aéreos não tripulados atualmente não são capazes de ver ou detectar e evitar outro conflito com outras aeronaves. Assim, este trabalho apresenta um novo método para proporcionar o guiamento tridimensional, de modo a realizar, de forma autônoma, a prevenção de colisão e também para restaurar a separação segura e adequada, sem algoritmos recursivos de otimização em tempo real. O método proposto é analisado através de vários possíveis cenários de encontro, mostrando um desempenho adequado com pouca carga computacional.

O presente trabalho tem como objetivo desenvolver uma metodologia para o pré-dimensionamento de uma fuselagem de seção circular baseada em uma nova proposta de dimensionamento ótimo por critérios de estabilidade de painéis reforçados submetidos a esforços compressivos. Foi considerado o carregamento resultante de manobras no estudo visando obter a máxima tensão compressiva nos painéis da fuselagem, condição crítica para o dimensionamento pelos critérios adotados. A metodologia foi aplicada no pré-dimensionamento dos componentes estruturais básicos da fuselagem de uma aeronave executiva com configurações para 7 a 9 passageiros. Para testar a precisão da metodologia proposta e validá-la, foram construídos modelos de elementos finitos para a configuração geométrica obtida. A configuração geométrica ótima da estrutura obtida através da aplicação da metodologia proposta é bastante distinta das usualmente utilizadas na indústria aeronáutica atual. Esta configuração foi apresentada e sua validade discutida. A metodologia desenvolvida mostrou-se eficaz, apresentando resultados satisfatórios, com precisão adequada para uma ferramenta utilizada nas etapas iniciais do desenvolvimento.

Esta dissertação tem como objetivo estruturar a aplicação do Design for Testability (DFT) - procedimento que durante a fase de desenvolvimento de um novo produto incorpora regras e técnicas para tornar a execução de testes mais eficiente - no processo de elaboração de requisitos de testes de produção durante o desenvolvimento de sistemas aeronáuticos. A partir dessa aplicação, pretende-se obter a redução do ciclo de testes de produção em série de uma aeronave e a redução dos custos relativos a estes testes, além de realizar uma análise e otimização do processo atual. Para isso, foi necessária a análise do estado atual do processo e proposta de uma nova metodologia a fim de prover, além dos conceitos de DFT, robustez e padronização ao processo, garantindo assim o melhor aproveitamento dos recursos, a eliminação de desperdícios e a diminuição dos custos no processo produtivo. A aplicação do processo proposto foi simulada em parte do desenvolvimento de sistemas aeronáuticos em uma situação real, sendo evidenciados os ganhos obtidos a partir de sua aplicação, contribuindo com a redução de aproximadamente 33% do ciclo total de testes de produção durante a etapa de Montagem Final da aeronave.

As condições ambientais da cabine de uma aeronave em cruzeiro diferem das de um ambiente predial: valores de temperatura radiante, umidade relativa e densidade do ar são inferiores, o que implica em preferência por valores diferentes de temperatura no interior da aeronave por parte dos passageiros. Como a utilização de indicadores conforto térmico como parâmetro de controle em diversos sistemas ambientais vem sendo amplamente estudada e tem se mostrado mais eficiente em relação aos tradicionais controles realimentados pela temperatura do ambiente, no presente estudo propõe-se a utilização do índice PMV (Predicted Mean Vote), originalmente desenvolvido para mensurar o conforto térmico em um ambiente predial, como parâmetro de controle através da atuação conjugada na temperatura e na velocidade do ar da cabine de uma aeronave de transporte regional. Para tal, um modelo térmico da aeronave foi desenvolvido e estratégias de projeto com escalonamento de ganhos foram aplicadas para compensar não linearidades do modelo do índice PMV, possibilitando a utilização de controladores lineares. Outros três controladores tradicionais foram projetados, permitindo a comparação de desempenho da estratégia proposta.

O objetivo da presente dissertação é desenvolver um programa para cálculo expedito de tensões e propriedades geométricas de seções transversais de VANT - Veículo Aéreo não Tripulado. O trabalho expõe a fundamentação teórica que serviu de base para os cálculos, as hipóteses utilizadas, e apresenta o software juntamente com o modo de utilizá-lo. São apresentados quatro estudos de caso em que são determinados o centro de gravidade, os momentos de inércia, o centro de esforço cortante, as tensões normais e cisalhantes de modelos de caixas de torção e fuselagem, juntamente com uma análise das tensões e determinação de Margem de Segurança para o escoamento através do critério de Von Mises. Comparando os resultados fornecidos pelos estudos de caso com os dados obtidos por métodos analíticos ou disponíveis na literatura, conclui-se que o software apresentado representa uma ferramenta adequada para o dimensionamento e análise das tensões atuantes em uma estrutura de VANT.

O desenvolvimento de produtos, especialmente na indústria aeronáutica, é uma atividade altamente complexa. A grande quantidade de processos, ferramentas e métodos envolvidos gera um volume considerável de informações que, se não forem bem organizadas e registradas, podem se perder com facilidade, gerando desperdício. Neste contexto, o desenvolvimento de produtos lean, baseado no consagrado Sistema Toyota de Manufatura, surge como uma excelente alternativa para tornar este ambiente mais organizado e eficiente. Dentre suas inúmeras ferramentas, os ábacos ou curvas de trade-off assumem papel fundamental na busca pelo registro do conhecimento, de forma clara e visual, gerando conhecimento reutilizável. Apesar dos inúmeros estudos realizados nos últimos anos a respeito da filosofia e dos conceitos lean, o ábaco - talvez por ser um dos maiores diferenciais competitivos das empresas que o utilizam - não tem sido abordado com a profundidade necessária. Para tentar preencher esta lacuna, este trabalho apresenta uma proposta de método para criação de ábacos, com foco nos ábacos utilizados no anteprojeto de aeronaves. Para validar o método, são apresentados estudos de caso ilustrando sua aplicação e os conceitos aplicados, além dos resultados que comprovam sua eficácia e viabilidade.

O desenvolvimento tecnológico da indústria aeronáutica tem sido, com o passar dos anos, fator de extrema importância para a sobrevivência do setor, uma vez que enquanto a concorrência faz com que as margens de lucro se tornem cada vez menores, o custo do combustível tem sido cada vez mais representativo nas despesas operacionais das companhias, fazendo com que qualquer medida que aumente a eficiência da aeronave tenha grande importância. O aumento do preço do petróleo vivido pelo mundo na última década tem acelerado a necessidade de estudo de tecnologias de redução de consumo das aeronaves, uma das tecnologias mais promissoras nesse sentido é a célula a combustível (CaC). O primeiro objetivo desse trabalho é promover uma discussão a respeito de quais tipos de células apresentam as melhores características para serem embarcadas em uma aeronave. São discutidas também diferentes aplicações de CaC nesse setor, como em substituição à auxiliary power unit - APU, às baterias ou à ram air turbine - RAT, e os projetos dos principais fabricantes de aeronaves. Por fim é realizada uma discussão a respeito da eletrônica de potencia a ser utilizada para o caso de uma célula a combustível substituindo uma RAT de uma aeronave típica pré-definida. São discutidas as principais características que podem ajudar a selecionar a topologia a ser empregada.