Sistema de comando de vôo Fly-by-wire associados com o conceito de estabilidade relaxada vêm trazendo vantagens às aeronaves comerciais nas últimas décadas, e um procedimento de projeto de sistemas de aumento de estabilidade e controle utilizando técnicas modernas traz como vantagem a redução no custo e no tempo de desenvolvimento, que são os principais empecilhos para implementação de sistemas deste tipo. Este trabalho apresenta o projeto de leis de controle para um sistema de controle de vôo empregando ferramentas de controle robusto, tais como H-infinitivo, síntese um e transformações lineares fracionárias (LFTs). As incertezas em geral ocorrem no modelo dinâmico da aeronave, em função de parâmetros tais como massa e momentos de inércia da aeronave, posição do centro de gravidade e condição de vôo (velocidade e altitude) são consideradas no projeto. O objetivo é encontrar um controlador que atenda aos requisitos de projeto tanto no ponto nominal como no caso de incertezas e variações destes parâmetros, apresentando assim robustez de estabilidade e de desempenho. O projeto de realimentação é baseado no parâmetro C*, que é largamente empregado na indústria aeronáutica, e permite avaliações e especificações de desempenho de forma simples e bem conhecida. Outros critérios bastante conhecidos na literatura são também empregados para uma análise mais completa de qualidade de vôo.

This work aimed to study the impact of incorporating optimization techniques into the air traffic flow management in the terminal area, specifically in the stage of arrival sequencing to an airport. For this, a mixed integer linear programming model for aircraft sequencing and scheduling for landing was developed, which seeks to determine discrete delays and discrete time advances, associated with the use of alternative arrival routes by aircraft, in the process of minimizing unavoidable deviations from the target landing time. The model developed was applied to the Brazilian scenario in order to evaluate the potential benefit it may generate if it is incorporated in a decision support tool for this stage of air traffic control. The Sao Paulo/Guarulhos International Airport was chosen as case study. From a radar database of a typical day of operations, a trajectory analysis was developed and input data for the optimization was obtained. The performance of the model, in terms of total deviations and computational time, was then evaluated for different operating scenarios by changing the following parameters: sequencing strategy, criteria of separation between aircraft, dynamic approach and discretization of the set of delays/time advances. Finally, the model benefits assessment revealed that the optimization approach was able to generate a reduction of total deviations, in relation to the actual solutions of traffic flow management taken, with a range of 5% to 35%, depending on the discretization level adopted and on the number of alternative approach routes available. Therefore, it is emphasized the potential of such models in reducing delays, fuel consumption, emissions and controller workload.

Este trabalho propõe um método de projeto para controladores com realimentação de saída de estrutura fixa, considerando como especificações do projeto o desempenho da malha fechada, escrito através de funções de ponderação de malha fechada no domínio da frequência, além de robustez a incertezas estruturadas e não estruturadas. A contribuição é um método de projeto simples e direto para encontrar as leis de controle com estrutura predefinida que estejam em conformidade com as especificações, utilizando otimização do valor singular estruturado. O método é aplicado a um problema típico da indústria aeronáutica, o projeto de leis de controle de voo longitudinal. Neste trabalho, critérios de robustez e qualidade de voo são incluídos no processo desde a formulação do projeto, segundo a teoria de controle robusto. Os resultados desta aplicação são avaliados utilizando técnicas de controle robusto, além de critérios clássicos de qualidade de voo. Os resultados mostram que a lei de controle obtida incluindo as incertezas no projeto, pode proporcionar melhor robustez de desempenho que o projeto realizado para a planta nominal apenas. O método proposto permite também projeto e análise de leis de controle considerando o escalonamento de ganhos.

The present research addresses the problem of optimizing the flight schedule with time window applied to a fractional ownership jet company. The use of time window is intended to represent the situation in which the client is flexible to adjustment de departure time. This relaxation of time by the customer requesting air transport service enables the company to minimize the operational costs of the aircraft. In addition to the time window, the mathematical model includes the option to shared flight, in which the customers agree to make stops before reaching their final destination. In this work, different scenarios were analyzed, varying the time window 0-45 minutes in problems involving 09 to 30 clients. For the analysis of these scenarios, a tool was developed in AIMMS environment, called IOS (Icoaraci Optimization System). This tool has proved to be extremely useful in the development of this work. It has a user-friendly interface and is integrated into MS-EXCEL, where customer data are loaded. The Cplex12.4 is the solver responsible to reach the optimal flight schedule. For problems involving more than 10 clients, an heuristic was developed to provide a good and feasible solution. The use of time window and shared flight resulted in a reduction of up to 51.36% in total cost.

Este trabalho propõe-se, a partir de uma série histórica de lançamentos de foguetes obtida em escala mundial, apresentar uma proposta de classificação para as diversas famílias de veículos espaciais e para a infraestrutura aeroespacial. O objetivo principal é sistematizar tais famílias de lançadores dentro dos diversos projetos de um programa aeroespacial visando, em cada categoria gerada, caracterizar um veículo lançador de projeto, a fim de viabilizar a implantação ou expansão da infraestrutura aeroespacial de um dado país. A classificação proposta foi obtida com a utilização de técnicas de Análise Multivariada, mais especificamente com a aplicação do método Hierárquico Aglomerativo. O método escolhido mostrou-se eficiente para a geração dos agrupamentos homogêneos e possibilitou a classificação dos foguetes em cinco categorias. Cada categoria foi caracterizada por faixas de variação dos parâmetros escolhidos, o que viabilizou a proposta de classificação dos centros de lançamentos, que também se deu em cinco categorias. A classificação proposta possibilita, também, a comparação entre os diversos programas espaciais, uma vez que as categorias estabelecidas são também hierarquizadas a partir do peso bruto de decolagem do foguete, sendo, portanto, um instrumento de apoio à tomada de decisão quanto à implantação ou à expansão da infraestrutura aeroespacial, na medida em que se conseguiu estabelecer um critério para a definição de um foguete de projeto.

O presente trabalho apresenta uma proposta de metodologia para dimensionamento de Sistemas de Separação Água/Óleo destinados ao tratamento de efluentes provenientes do escoamento superficial em áreas de pátios e pistas de aeroportos, onde há ocorrência de vazamentos ou derramamentos de óleos, graxas, combustíveis e outros hidrocarbonetos derivados do petróleo, resultantes das operações de aeronaves e veículos de apoio ao solo. As metodologias existentes baseiam-se apenas no dimensionamento dos Separadores de Água/Óleo podendo ser empregadas em áreas que não proporcionem grandes vazões de projeto, tais como pisos de hangares, postos de abastecimento de combustíveis e pequenas áreas para estacionamento. Para garantir a máxima eficiência ao sistema, foi avaliada por meio da realização de ensaios de laboratório em amostras de água de chuva coletadas em eventos de precipitação, ocorridos em um pátio de estacionamento de aeronaves, a precipitação mínima necessária à remoção da quantidade de óleo existente no pavimento até o nível de concentração mínimo de 20 mg/L. A concentração de óleo das amostras foi determinada pelo método de evaporação da fase aquosa em estufa a 85C, desenvolvido neste estudo, cujos resultados apresentaram percentuais de erro entre 0,7% e 2,2%, e percentual mínimo de recuperação do solvente de extração de 97,8%, estando acima do valor recomendado pelo método 5520 B do Standard Methods. Com base nos valores de concentração de óleo obtidos para as amostras coletadas em quatro eventos de precipitação foi possível estabelecer um first flush mínimo de 16 mm necessários à remoção das partículas oleosas existentes. O sistema proposto teve como objetivo garantir o armazenamento da parcela estabelecida pelo first flush em um Tanque de Equalização para posterior encaminhamento para um Separador de Água/Óleo com vazão que não exceda a sua capacidade. Para avaliar a metodologia proposta foi realizado um estudo de caso no pátio de aeronaves do Departamento de Ciência e Tecnologia Aeroespacial, cujos resultados do dimensionamento mostraram uma redução na área do Sistema de Separação Água/Óleo de 80,1% em relação à área total necessária a um Separador de Água/Óleo, sem o tanque de equalização, para tratamento da vazão de pico. Apesar da área do Tanque de Equalização ter representado 82% da área total necessária à implantação do sistema, quando comparada ao tamanho do pátio em estudo, representou apenas 1,2% da área total, evidenciando que a viabilidade de implantação do Sistema de Separação Água/Óleo estará mais relacionada a uma questão de espaço do que de custo.

Com foco na segurança de voo e operacional é realizado um diagnóstico dos eventos de nevoeiro e a construção de um modelo estatístico de regressão linear de vigilância e previsão, tipo tendência, para os aeródromos internacionais do Rio de Janeiro-Galeão-SBGL Maestro Antônio Carlos Jobim e de São Paulo-Guarulhos-SBGR Governador André Franco Montoro, de junho a setembro de 2003 a 2012. Nesses meses serão realizados a Copa do Mundo de Futebol-2014, cujo movimento anual previsto de passageiros e aeronaves poderá ser, respectivamente, de 27milhões/200mil a 45milhões/370mil; enquanto nas Olimpíadas e Paraolimpíadas-2016, respectivamente, de 31milhões/230mil a 55milhões/420mil. É provável que esse movimento ocasione uma carga adicional de trabalho aos operadores e provedores de serviços, a infraestrutura aeroportuária e de navegação aérea, para manter a segurança de voo e operacional dos aeródromos e a operação do sistema de aviação civil do Brasil. Num cenário de teto e visibilidade horizontal abaixo dos mínimos meteorológicos poderá haver restrição na operação desses aeródromos, com impactos no Centro de Gerenciamento de Navegação Aérea-CGNA, nas torres de controle-TWR e nos Centro de Operação Aeroportuária-COA. É relevante que os Centros Meteorológicos de Aeródromo Classe I do SBGL e SBGR, operados pela Empresa Brasileira de Infraestrutura Aeroportuária-INFRAERO, disponham de um auxílio na vigilância e previsão. Foi realizada a análise Estatística das variáveis meteorológicas, temperatura do ar (T), pressão atmosférica (P), direção e velocidade do vento horizontal (Vh), extraídas de informações METAR-SPECI da Rede de Meteorologia do Comando da Aeronáutica-REDEMET, da base de dados histórica de dez anos dos eventos de nevoeiro que ocasionaram restrição operacional no SBGL e SBGR. Os dados das variáveis foram trabalhados mediante o uso de planilha EXCEL resultando: no SBGL (T) variou de 15C a 23C, (P) de 1014hPa a 1026hPa e predomina o nevoeiro do tipo radiação seguido por advecção, enquanto no SBGR (T) variou de 5C a 19C, (P) variou de 1011hPa a 1031hPa e predomina nevoeiro do tipo advecção. Os horários de formação, duração e predominância do nevoeiro é das 07:00 até 12:00UTC. A resposta do modelo de regressão linear (R2) foi: em junho-julho no SBGL o modelo é adequado para direção (85%) e velocidade do vento horizontal (98%), no SBGR o modelo é satisfatório para (T) (62%) e satisfatório para velocidade do vento horizontal (57%). Em agosto-setembro no SBGL o modelo é adequado para (P) (93%), satisfatório (T) (59%) e direção do vento horizontal (59%); enquanto no SBGR é satisfatório para (T) (61%), para se vigiar e prever, mediante tendência, a ocorrência do nevoeiro no SBGL e SBGR com 72h, 48h e 24h de antecedência.

Este trabalho apresenta uma proposta, em alto nível, de regulação para o sistema elétrico de VANTs civis de pequeno porte, até 150kg e, utilizando-se desta regulação, apresenta uma breve proposta de testes em RIG do sistema elétrico dos VANTs civis de pequeno porte. O desenvolvimento deste trabalho apresenta a regulação para o sistema elétrico VANT baseada em regulações já existentes para aeronaves tripuladas e não tripuladas. Como base para a elaboração desta regulação para sistema elétrico, são utilizadas regulações de diversos países e autoridades, também apresentadas resumidamente neste trabalho. A partir da regulação proposta, são especificados testes iniciais em RIG para alguns equipamentos parte do sistema elétrico de VANTs, levando em conta aspectos de segurança e confiabilidade, objetivando a redução do risco de ocorrência de problemas durante o voo do VANT.

O whirl flutter é um fenômeno aeroelástico característico de aeronaves com motores a hélice. Trata-se da instabilidade do movimento de precessão da hélice devido ao acoplamento dos deslocamentos de arfagem e guinada em conjunto com a atuação das forças aerodinâmicas, que alimentam as oscilações do sistema. Inicialmente, o presente trabalho busca entender este mecanismo de flutter através de uma revisão bibliográfica e da obtenção das equações de movimento para um sistema simples com dois graus de liberdade. A seguir, apresenta-se uma metodologia para os cálculos de whirl flutter com o uso do software comercial MSC/NASTRAN. O processo é aplicado ao estudo de caso de uma aeronave bimotora de pequeno porte, utilizando um modelo de elementos finitos para a estrutura de fixação do motor. A introdução dos efeitos giroscópicos e aerodinâmicos da hélice é proporcionada por um pré-processador externo, que também tem o seu funcionamento apresentado. As respostas do NASTRAN para o estudo de caso são então comparadas aos resultados de um programa específico para o cálculo de whirl flutter.

Usualmente, o projeto conceitual de aeronave de transporte comercial é realizado através de otimização do custo direto operacional em uma etapa escolhida pela equipe de projeto. Não há maiores considerações para a adequação do produto em uma rede de transporte aéreo de uma grande companhia de aviação. Assim, o projeto de aeronave se dá de maneira desacoplada das necessidades das companhias aéreas, pois o estudo de implantação de uma rede é realizado por grupos com perfil bem distinto daqueles de fabricantes de aviões. O que ocorre é que são feitas simplificações e otimizações focadas em um escopo de subsistemas, ignorando o alto grau de dependência que existe entre os mesmos, pode resultar em ineficiência e desperdícios dos sistemas de transporte aéreo com um todo. No entanto, é possível otimizar o sistema completo, aeronave e rede, de maneira mais efetiva, otimizando as aeronaves ou grupo de aeronaves capaz de operar em redes aéreas típicas de grandes companhias de aviação. Três tipos de casos de desenvolvimento do sistema de transporte foram analisados, para validar o projeto integrado, objetivo maior do presente trabalho. Os dois primeiros retratam otimizações feitas no escopo dos subsistemas, aeronave e rede. Por fim, é feita a otimização integrada, onde tanto as variáveis de projeto da aeronave, quanto as da rede, são variadas. Assim, foi demonstrando que é possível eliminar desperdícios que as abordagens tradicionais introduzem e se chegou a uma redução no custo global de operação em pelo menos de 6%.