Aviation industry has grown significantly in the past years and is forecasted to continue its growing. Running in parallel, environment concerns became more evident and are beginning to drive industry's and everyone's will. The technological development of aeronautical engines and mainly, new engine combustors technologies, have reached successful levels at the end of last century and they are expected to keep on improving their low emission and fuel consumption levels at mid and long-term basis. On the other hand, unfortunately, only technological improvements won't be sufficient to address environmental concerns. In the last 10 years, a "polluter pays" principle was raised in aviation market, to address the NOx high concentrations in terms of local air quality, mainly at big airports proximity. It has turned into a competitive advantage and economical benefit to less polluter aircrafts, at the same time "green" and environmental friendly measures are being most considered.

O presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de uma lei de controle longitudinal para o rastreamento do sinal de glideslope através do uso da metodologia Linear Quadrática com realimentação de saída e restrições do conjunto de controles admissíveis. Várias condições de vôo de uma aeronave comercial a jato em aproximação para pouso, incluindo diferentes configurações de centro de gravidade, massa, velocidade e altitude foram consideradas. A arquitetura básica utilizada para o projeto consistiu na criação de uma malha interna, responsável pelo aumento de estabilidade do sistema (SAS), e de malhas externas, cuja função é efetuar o seguimento das variáveis que traduzem o perfil da trajetória. O cálculo dos parâmetros do controlador foi realizado por um método algorítmico de otimização local com restrições, de acordo com a metodologia proposta e utilizando matrizes de ponderação diagonais. O projeto do controlador feito de duas maneiras diferentes: síntese parcial ou conjunta dos ganhos. Para cada maneira são expostos os resultados, tais como resposta dos atuadores, análises de estabilidade e de qualidade de vôo. O controlador projetado através da síntese parcial dos ganhos apresentou melhores margens de estabilidade. Foram realizadas simulações temporais do modelo linear em malha aberta e em malha fechada, para efeitos de comparação. Foi possível mostrar que o sistema em malha fechada é capaz de efetuar o seguimento das trajetórias propostas, ainda que submetido a desvio das condições de equilíbrio, rajada e turbulência. Um escalonamento de ganhos do SAS, em função da velocidade verdadeira e da pressão dinâmica, foi proposto de modo a englobar o envelope de operação da aeronave. Através desse escalonamento, foi possível manter as mesmas características dinâmicas para o conjunto aeronave com SAS, independentemente da condição de altitude de vôo, massa da aeronave, posição do centro de gravidade e velocidade calibrada de aproximação.

O descarte de aeronaves após o fim de sua vida útil é um problema atual que merece atenção já que, com freqüência, ocorre pouco reaproveitamento de materiais e/ou componentes e essas aeronaves são simplesmente abandonadas. Esse problema torna-se ainda mais crítico quando se observa a crescente tendência interna do uso de materiais compósitos em estruturas aeronáuticas, cujos processos de descarte e/ou reciclagem são ainda complexos e com poucas soluções práticas. Esse trabalho apresenta a aplicação do conceito de Design for Environment (DFE), propondo um método para a elaboração de uma lista de critérios que possam ser aplicados ao longo do processo de desenvolvimento de estruturas aeronáuticas em material compósito para gerar aeronaves mais fáceis de serem recicladas ou desmontadas ao final do seu ciclo de vida.

Esta tese examina a identificação paramétrica das derivadas de estabilidade e controle da dinâmica longitudinal de uma aeronave, com a aplicação prática do método de "Maximum Likelihood Estimation" (MLE) e um algoritmo de otimização por Gauss-Newton. A dinâmica longitudinal foi representada por um modelo linear derivado das leis de Newton, obtendo as equações de estado. As equações de saída foram obtidas do modelamento dos sensores usados para medição das grandezas físicas relevantes. O algoritmo e o programa em MATLAB desenvolvidos foram aplicados aos dados práticos obtidos com um vôo na aeronave AT-26 FAB 4516. A aeronave estava equipada com uma instrumentação para medição e gravação dos parâmetros necessários para a identificação paramétrica em questão. Os resultados obtidos foram analisados neste trabalho, e demonstraram a validade prática do método para obtenção das derivadas de estabilidade e controle longitudinal de uma aeronave. O resultado demonstrou ajustamento adequado entre as observações e o modelo identificado.

A indústria aeronáutica busca continuamente implementar novas tecnologias em seus produtos sempre com objetivos comerciais, ganhos de eficiência e eficácia aliadas à confiabilidade e segurança. Desde o acidente do Boeing da TWA 800, em que houve a explosão do tanque de combustível central em pleno vôo, inúmeras recomendações de segurança têm surgido e com elas novas regulamentações para projeto, certificação e operação de aeronaves de transporte. O presente trabalho apresenta uma análise das várias alternativas de engenharia na prevenção de ignição dentro dos tanques de combustível das aeronaves de transporte, na contenção da expansão dos gases em decorrência de uma ignição, avaliando a viabilidade econômica e técnica das alternativas estudadas de maneira a produzir um ranking das alternativas mais viáveis com objetivo de se conseguir o menor impacto possível no custo operacional das aeronaves e uma aviação comercial mais segura. Com objetivo de abranger um grande número de possibilidades de solução para o problema proposto neste trabalho, são analisados não só ações sobre o projeto das aeronaves como também sobre os aeroportos, sobre os combustíveis ou até mesmo sobre os procedimentos de operação. Dois tipos de alternativas são analisadas: as ativas, que agem nas causas da ignição através da criação de um ambiente impróprio ao desenvolvimento desta, e as passivas, que minimizam as conseqüências da ignição depois de ocorrida. Adicionalmente, são estudadas tanto alternativas para aeronaves já em operação quanto para novos projetos de aeronaves.

La geografía escarpada del Perú hace muy difícil contactar con pueblos rurales, especialmente en la sierra y selva, donde los abruptos Andes o los enmarañados bosques amazónicos retan a los métodos convencionales de ingeniería y obligan a idear soluciones no tradicionales. En la era de la globalización, el desarrollo de las sociedades está cada vez más relacionado con el acceso a las redes de información, las cuales están dejando progresivamente los cables en el pasado para dar paso y supremacía a las señales inalámbricas, ya sea a través de satélites o de antenas terrestres. Así, cualquier aparato o instrumento que tenga capacidades de recepción inalámbrica puede conectarse a las redes mundiales (principalmente Internet) siempre y cuando esté dentro el rango o alcance del transmisor. Entonces, con objetivo principal de: dar acceso a Internet a pueblos rurales del territorio nacional, que servirá para mejorar los servicios de educación, salud, prevención de desastres, respuesta frente a emergencias y otros, se diseña un sistema mecatrónico llamado Aeronave no Tripulada de Larga Autonomía, que volará sobre los poblados rurales durante el día y la noche gracias a su funcionamiento mediante energía solar y baterías de larga duración, mientras retransmite señal de Internet, a manera de antena móvil. Queda fuera del alcance de este trabajo la recepción de la señal primaria, es decir, el cómo llega la señal a la aeronave. Para cumplir el objetivo, se usó la metodología de diseño VDI 2225, y luego de ponderar los tres conceptos de solución y realizar un análisis técnico-económico se selecciona un avión construido en madera balsa y fibra de carbono que posee una envergadura de 4.35 metros, un largo de 1.80 metros y una masa de 6.5 kilogramos. Puede volar por más de 24 horas a una altura de 500 metros sobre el suelo a velocidades recomendadas entre 12 y 16 m/s.

[pt] Esta pesquisa procurou investigar de que forma as recentes transformações experimentadas no mundo do trabalho, principalmente a partir da década de 1990, trouxeram consequências, no âmbito das políticas de defesa nacional, para os trabalhadores do setor de manutenção da aviação militar brasileira. Para tanto, foi realizado estudo junto ao setor de manutenção das aeronaves militares da Força Aérea Brasileira (FAB) de forma a permitir a compreensão de como são estabelecidas as relações de trabalho naquele espaço militar estratégico. A pesquisa buscou, em um primeiro momento, identificar as especificidades de um trabalho que, por estar ligado, diretamente, à defesa militar do país, requer a compreensão de um universo institucional diferente dos demais no contexto dos serviços públicos. Para realizar essa necessária aproximação com o universo dos mecânicos militares pertencentes à FAB, revelou-se determinante, também, refletir sobre a trajetória das mudanças pelas quais passaram as Forças Armadas nas últimas duas décadas. Nesse sentido, a pesquisa buscou compreender a realidade do trabalho dos militares do setor de manutenção da aviação militar a partir das mudanças ocorridas nas Forças Armadas Brasileiras, e em especial na FAB, tendo em vista o processo de reestruturação produtiva, a reforma do Estado, e o estabelecimento de novas formas de gestão das atividades de defesa nacional. Da mesma forma, a pesquisa apontou que, no Brasil, as demandas oriundas da política de defesa, destacando-se a Estratégia Nacional de Defesa, não são acompanhadas dos investimentos necessários, o que traz desafios adicionais para o desenvolvimento das atividades dos trabalhadores que atuam na manutenção de aeronaves militares. / [en] This research sought to investigate how the recent changes experienced in the world of work, especially since the 1990s, brought consequences in the context of Brazilian National Defense Policy for the workers of the aviation maintenance sector of the Brazilian Air Force (FAB). To this end, we conducted a study with the FAB’s aircraft maintenance sector workers in order understand how the working relationships are being established in this military strategic space. To this end, at first we proceeded the identification of the specifics of the work in the FAB’s maintenance sector as a necessary step to comprehend a sector that is different from others in the institutional context of the public services. To accomplish this necessary approach to the universe of the FAB’s military mechanics, it was necessary also to reflect on the trajectory of changes that occurred in the military sector in the past two decades. In this sense, the research sought to understand the reality of the work in the military aviation maintenance sector in the context of the productive restructuration of the Brazilian State and the establishment of new ways of management of the national defense. Likewise, the survey indicated that, in Brazil, the demands from the defense policy, especially the National Defense Strategy, are not matched by the necessary investments, which brings additional challenges to the development of the activities of the workers in the FAB’s aircraft maintenance sector.

O desenvolvimento de produtos é reconhecido como um processo desafiador em todas as empresas. No entanto, como aeronaves são muito complexas e devem atender à uma multiplicidade de requisitos interligados, seu processo de desenvolvimento representa um desafio ainda maior. Assim, entre os diferentes requisitos a serem atendidos por uma nova aeronave, há os requisitos de custo, desempenho e sustentabilidade. As propriedades de massa da aeronave estão relacionadas com o cumprimento destes três requisitos, dessa maneira, é essencial que as estimativas iniciais de propriedades de massa sejam as mais realistas possíveis e que estas sejam rigorosamente controladas durante as fases posteriores de desenvolvimento. As principais propriedades de massa de uma aeronave são: peso, centro de gravidade, momentos e produtos de inércia. A gestão de propriedades de massa tem diferentes características dependendo da fase de desenvolvimento do produto. O principal objetivo deste trabalho é identificar as principais características da gestão das propriedades de massa durante o desenvolvimento de aeronaves, identificar oportunidades e propor pontos de melhoria no processo executado por uma empresa desenvolvedora de aeronaves. Assim, foi realizada a síntese da revisão da literatura de maneira a permitir a identificação das características e variáveis críticas do processo, considerando suas principais dimensões: atividades e entregas, papéis e responsabilidades, estratégias e metas, e recursos e ferramentas Posteriormente um estudo de caso estruturado foi conduzido em uma empresa desenvolvedora de aeronaves de maneira a identificar divergências entre a síntese do processo de gestão de propriedades de massa e a forma com que esta gestão é conduzida na prática. As divergências encontradas foram analisadas e geraram propostas de melhorias no processo executado na prática. Esta é uma pesquisa descritiva e a metodologia adotada é o estudo de caso participativo, uma vez que a autora participou do processo de desenvolvimento de aeronaves por três anos. Os resultados deste trabalho destacam as diferenças entre teoria e práticas de gestão de propriedades de massa, considerando principalmente a integração técnica, estratégia e responsabilidades no processo de desenvolvimento de aeronaves. / The product development is a challenging process for any product. However, as aircraft are highly complex and should comply with a multiplicity of interconnected requirements, their design process represents a challenge of the highest order. Hence, among the various requirements to be met by a new aircraft, there are cost, performance and sustainability requirements. The mass properties of the aircraft are related to the fulfillment of these three requirements, so it is crucial that realistic estimates of aircraft mass properties be used during early conceptual design, and that it be strictly controlled during later stages of design. The main mass properties of an aircraft are: weight, center of gravity, moments and products of inertia. The Mass Properties Management (MPM) is an iterative process that has to deal with information in the lowest level of the system and yet be robust enough to answer in the aircraft level, it shall provide accurate and timely mass properties data for making design optimization decisions. The MPM has different characteristics depending on the product development phase; it has to be adapted as the maturity of the aircraft increases and it depends on the technical integration status of the development. The main objective of this work is to analyze the MPM characteristics in the aircraft development process, and identify opportunities and propose best practices for MPM process improvement in an aircraft manufacturer. A synthesis of literature review was conducted and the primary result is the understanding of the mass properties relationship within the aircraft development process, considering its main perspectives: activities and deliverables, roles and responsibilities, goals and tools. This is a descriptive research and the methodology adopted is the longitudinal participatory case study, since the author has been participating of the MPM during an aircraft development process for three years. A synthesis of the MPM main characteristic is proposed to represent the perspective mentioned, in order to allow comparing it with the findings of the case study. Research instruments used were a logbook and a questionnaire for interviewing major stakeholders of the product development process. The findings of this work highlight the differences between MPM theory and practices, mainly considering technical integration, strategy and responsibilities in the aircraft development process.

A indústria aeronáutica no Brasil tem se desenvolvido de modo acelerado em termos de desenvolvimento tecnológico e dos processos de fabricação aplicados. Com isso, tem se buscado melhores resultados durante o desenvolvimento do projeto e fabricação de aeronaves, visando uma melhor avaliação dos processos de fabricação, montagem, manutenção, confiabilidade e fatores humanos (ergonômicos). O intuito é aperfeiçoar a fabricação e simplificação da montagem dos conjuntos, de modo a facilitar a manufatura dos componentes que formarão o produto depois de acabado e tornar a montagem dos produtos aeronáuticos com o menor custo e da forma mais otimizada possível. Sendo assim, este trabalho visa o desenvolvimento de uma ferramenta que utiliza os conceitos de DFMA para aplicação específica no projeto e fabricação de aeronaves. O objetivo da ferramenta é auxiliar os engenheiros que atuam nas fases de desenvolvimento do avião, para que benefícios de facilidade de montagem possam ser alcançados com a utilização dos quadros de verificações. O trabalho inicia-se com a história da aviação, da indústria aeronáutica no mundo e no Brasil, e uma revisão teórica dos conceitos e princípios da metodologia DFMA. Em seguida é apresentado o ambiente da indústria aeronáutica, incluindo o processo de desenvolvimento integrado do produto, a implementação de projetos nestes segmentos e as fases de fabricação de uma aeronave. Na seqüência é apresentada a ferramenta de auxílio que foi desenvolvida em forma de quadros de análises, elaboradas com as regras e verificações a serem seguidas durante a criação do projeto, com o objetivo de consolidar os conhecimentos de manufatura e prevenir problemas futuros de montagem. Um estudo de caso é apresentado para evidenciar e comparar os resultados obtidos pela não aplicação efetiva dos conceitos da metodologia DFMA no desenvolvimento do projeto inicial, com os benefícios alcançados após a modificação do projeto baseado na aplicação dos conceitos de projeto para manufatura e utilização das tabelas. Por fim, os resultados são discutidos e a conclusão estabelecida. / Brazilian aeronautical industry has been developed faster and faster in terms of technology development and manufacturing processes. Thus, it has been planning to reach better results during the aircraft development and manufacturing phases, aiming to better evaluation of manufacturing processes, assembly, maintenance, capability and human factors (ergonomics). It is expected to improve the manufacturing and simplify the assembly to become easier the manufacturing of parts that will make the aircraft final assembly with low costs, high quality and the best optimized condition. So, the main objective of this study is to develop a guideline which uses the DFMA concepts for specific application on aircrafts design and manufacturing. The main goal of the guideline is to drive the engineers who work on aircraft development phases, about the manufacturing benefits that can be achieved when using the check list table of the guideline. This study starts with the aviation history and world and brazilian aeronautical industries and a theoretical review of the principles and concepts of the Design for Manufacturing and Assembly (DFMA) methodology. Next, the study describes the aeronautical industry environment, including the process of product integrated development, the implementation of projects in this sector and the airplane manufacturing phases. Subsequently, it has shown the guideline routine, which was developed in form of check list tables that contain rules and steps to be followed during the design creation and attempts to consolidate manufacturing knowledge and to prevent possible assemblies discrepancies. A case study is also presented to evident and makes the comparison between the results of aeronautical design that had been developed without DFMA concepts and post benefits reached after the project revision using the design for assembly concept and guideline tables. Finally, the results are discussed and the conclusion established.

Nos últimos anos, inúmeros trabalhos têm investigado como avaliar a percepção de conforto e desconforto no transporte aéreo. A literatura mostra que o conforto é um construto de natureza subjetiva, de difícil mensuração e, por este motivo, a avaliação de aspectos de desconforto é sugerida em alguns estudos. O objetivo geral desta pesquisa foi aprimorar os métodos de análise do conforto e do desconforto vivenciado pelo passageiro ao considerar as atividades realizadas durante um voo típico, contribuindo com o projeto de poltrona e de cabine de aeronaves. Para tal, este estudo propõe um método dividido em três fases: mapeamento de pressão de posturas estáticas, mapeamento contínuo de pressão e mapeamento de posturas típicas. O intuito da primeira fase foi identificar as contribuições e limitações dos métodos e técnicas descritos na literatura por meio de um experimento utilizando mapeamento de pressão de interface entre o ocupante e a poltrona em de posturas estáticas e um questionário de avaliação da poltrona. A segunda fase analisou as atividades de repousar e ler em um simulador que representa o interior de uma aeronave, com o apoio da técnica de medição contínua de pressão de interface em conjunto com observação de pesquisadores e relato pós-experimento. Após a realização dos ensaios, a equipe do projeto participou de sessões brainstorming onde melhorias do ambiente vivencial do passageiro foram identificadas e prototipadas em um segundo momento. A última fase avaliou a percepção de desconforto em cada parte do corpo em posturas pré-definidas que representaram as posturas mais utilizadas nos ensaios da fase anterior. Os resultados da pesquisa mostraram que cada fase que compõe o método possui um olhar diferente sobre a poltrona e o ambiente da cabine, mas que no conjunto se complementam com o intuito de identificar oportunidades de melhoria do projeto desses elementos. Além disso, uma mudança ocorreu também no time de concepção que, a partir da reflexão sobre a experiência vivida, se sensibilizou para aspectos de projeto que anteriormente passavam despercebidos, permitindo a geração de soluções que atendessem não somente aos requisitos de certificação e de produto, mas também propiciassem condições mais favoráveis para a realização de atividades em voo. / In recent years, numerous studies have investigated how to assess the perception of comfort and discomfort in the air transportation. Literature shows that comfort is a subjective construct, difficult to measure and, therefore, the assessment of discomfort aspects is suggested in some studies. The overall objective of this research was to improve the evaluation methods of passengers comfort and discomfort while considering the activities performed during a typical flight, contributing to seat and aircraft cabin project. Thus, this thesis proposes a method divided into three phases: static postures pressure mapping, continuous pressure mapping and typical postures mapping. The aim of the first phase was to identify the contributions and limitations of methods and techniques described in the literature by developing an experiment using static postures pressure mapping and a seat evaluation questionnaire. The second phase examined the activities of resting and reading in an aircraft interior simulator using continuous pressure measurement allied to observation and postexperiment report. After the tests, the design team participated in brainstorming sessions where improvements in seat and aircraft cabin were identified and prototyped in a further moment. The last phase evaluated discomfort perception in each body part when adopting the most common postures used in the previous phase. The results showed that each method phase brings a different view on the seat and aircraft cabin that contributes to identify opportunities for improving the design of these elements. Furthermore, the design team, reflecting on their own experience, could develop solutions for aircraft cabin project that not only met airworthiness and product requirements, but also provided more affordable conditions for performing in flight activities.