O grande número de passageiros embarcados nos últimos anos, em consequência da entrada em operação no país das empresas com os modelos low Cost, Low Fare e também devido a liberdade tarifária, gerou um aumento considerável no número de passageiros embarcados no Aeroporto de Recife, aumentando o número de aeronaves em operações simultâneas no pátio de manobras do Aeroporto de Recife, e isso fez com que houvesse uma preocupação maior em relação à segurança das operações, já que a infraestrutura aeroportuária não é ampliada no mesmo ritmo que a demanda. Como é uma norma internacional, todos os aeroportos certificados devem implantar um Sistema de Gerenciamento de Segurança Operacional e, no Aeroporto Internacional de Recife, está em vigor desde 2005, aplicado à segurança operacional no pátio de manobras. Assim, este trabalho de pesquisa, através de uma contextualização e a partir de conceituações relacionadas à segurança, descreve a evolução da segurança operacional ao longo dos anos; cita a filosofia e cultura necessárias que devem ser implantadas no gerenciamento da segurança operacional, detalha a função de todos os envolvidos no processo de gerenciamento, trazendo também as políticas que o administrador do aeródromo deve adotar e relacionar à legislação básica em segurança operacional atualmente em vigor. Este trabalho faz uma análise das ocorrências reais nos pátios de manobras do Aeroporto de Recife, que possam causar acidentes ou incidentes, durante as operações de atendimento as aeronaves no momento em que estão no solo e demonstra, através de uma pesquisa de campo, o que é feito pela comunidade aeroportuária para prevenir que ocorrências como essas aconteçam durante as operações no pátio. Verificou-se que, de um modo geral, conforme resultados da pesquisa de campo, que no Aeroporto Internacional de Recife, há um desconhecimento das normas operacionais sobre prevenção de acidentes e incidentes em pátios de manobras e não foi evidenciado, conforme pode-se verificar na pesquisa, a existência de uma cultura de prevenção. E para finalizar, propõem-se três sugestões de melhorias na segurança operacional. Essas melhorias seriam aplicadas na parte física, educacional e nos procedimentos. Na parte física: mudanças nesse espaço podem criar uma infraestrutura mais adequada para dar suporte as operações de atendimento as aeronaves no momento em que estão no solo; a parte educacional seria muito relevante, pois ela permite mudar a cultura de prevenção e incentivar a aplicação de normas de segurança. E, por fim, os procedimentos, pois aí é que são aplicadas as instruções que devem ser seguidas, para que as atividades operacionais possam ser desenvolvidas com segurança. .

A utilização de aeronave orgânica embarcada nos navios de guerra da Marinha do Brasil (MB) permite uma melhora substancial nas suas capacidades operacionais. A segurança de aviação na MB preocupa-se com os riscos inerentes às atividades de suas organizações, e atua na elaboração de defesas organizacionais por meio de diversas atividades de gerenciamento de risco. Este trabalho visa apresentar um método preditivo para classificação de risco em operações com aeronaves embarcadas. Para isto, foi utilizado o método multicritério de apoio à decisão ELECTRE TRI-C, onde são utilizadas categorias de risco completamente ordenadas, às quais as tarefas são designadas. Os atributos das tarefas são utilizados como critérios de avaliação. Como resultado, é obtida uma metodologia que ajuda no processo de tomada de decisão, possibilitando classificar o risco associado às operações aéreas. A classificação de risco permite o desenvolvimento de linhas de ação divulgadas a priori, como a definição do nível hierárquico apropriado para autorizar a realização da tarefa ou a condução de procedimentos de segurança específicos a serem realizados em função do nível de risco associado. Além disto, possibilita a modificação dos atributos da tarefa antes da sua realização, a fim de torná-la aceitável, caso a classificação de risco anterior tenha sido considerada inaceitável pela organização.

A Survivability de aeronaves é uma forma de pensar a operação, estabelecendo requisitos que aumentem primordialmente a perspectiva de sobrevivência de aeronaves e de suas tripulações. Existem vários caminhos a serem perseguidos por essa forma peculiar de pensar e respeitar a operação, com vistas a que se atinja o mesmo objetivo. A Survivability pode ser pensada desde a fase de definição conceptual até a escolha de emprego operacional a ser utilizada, passando pela configuração dos equipamentos trazidos a bordo e o tipo de missão, dentre outros. No ambiente de guerra, mais comumente, esse conceito vem sendo empregado, partindo de bases sólidas e estudos consistentes como os realizados pelo Professor Robert Ball, na Naval Postgraduate School. No ambiente de Segurança Pública, essa forma de pensar e respeitar a operação ainda não foi introduzida, embora exista grande similaridade entre o ambiente hostil de guerra e as condições extremas de operação da Segurança Pública. A Filosofia de Survivability de Aeronaves na Segurança Pública surge como uma alternativa para o aumento da probabilidade de sucesso da missão, compreendida como o cumprimento da mesma, da forma mais efetiva, com a mitigação de danos para a aeronave e o menor risco para a tripulação. Sob a óptica da Survivability, é fomentada a discussão sobre alguns aspectos relevantes atrelados, principalmente, a projetos, aquisição, operação e manutenção de aeronaves que atendam a missão de Segurança Pública no Brasil, sem desconsiderar os aspectos de segurança operacional aeronáutica atrelados. A Aviação de Segurança Pública no Brasil está passando por um momento importante na sua história; ações que modificam positivamente a sua fisionomia estão sendo implementadas. Esforços institucionais, no âmbito federal e no estadual, estão sendo adotados para que a Aviação de Segurança Pública solidifique ainda mais as suas bases, tornando-se mais efetiva, mais segura em observância do atendimento do cumprimento da necessidade da missão. Desta forma, este trabalho propõe a aderência à Filosofia de Survivability, através da implementação de um programa específico, como alternativa viável para a Aviação de Segurança Pública, na medida em que o seu ambiente de operação ocorre em condições extremas e há a necessidade de se promover medidas seguras que garantam a incolumidade do patrimônio público, ou seja, da aeronave, e a incolumidade das tripulações envolvidas, ou seja, dos agentes a serviço do poder público. Ao final, apresentam-se as linhas gerais de um programa de Survivability de Aeronaves, bem como uma proposta de legislação específica que atenda às necessidades do setor de Segurança Pública.

Structural members, such as, stiffeners are applied to aeronautical structures in order to promote the necessary global or local dynamic stiffness. The manufacture and assembly process of these parts and machines capability can introduce variability in the parts and thereby incorporating uncertainties in the structural performance. Tolerances known as GD&T (Geometrical dimensioning and Tolerance), must be specified for several dimensions during the engineering design, in order to enable the manufacture of the structure. In the same way, some material properties have variability, when different suppliers are involved. Thus, the uncertainties must be incorporated into the structural analysis in order to obtain a more reliable design. Therefore, the present thesis applies the SFEM to incorporate these uncertainties in a typical structural member and panel applied in the aeronautical industry. The approach used was Perturbation Technique using Taylor series expansions to incorporate the uncertainties in the structural members typically used in aircraft. Natural frequencies, frequency response functions and modal analysis are studied in order to understand the consequences of these uncertainties in a beam with hat and "Z" section normally applied as an aircraft panel stiffener. The stiffeners were modeled considering the Timoshenko Theory in Matlab software. Sensitivity analyses were applied for the correct interpretations and trends of the top contributors. Also an aircraft panel was performed using Nastran and Matlab software together to incorporate these uncertainties on the modal analysis. Final conclusions and issues of implementation and applicability are performed using MCS as a validation model for the stiffeners and the total range variation for the aircraft panel.

Algumas superfícies de controle de aeronave possuem deformações indesejadas quando submetidas aos carregamentos de vôo. Este trabalho apresenta uma proposta de aplicação de atuadores piezoelétricos em superfícies de controle de tal forma que as deformações geradas pelos atuadores piezoelétricos atenuem as deformações ocasionadas pelos carregamentos aerodinâmicos. Para avaliação da efetividade da aplicação proposta, é apresentada uma metodologia de modelagem em elementos finitos da aplicação dos atuadores piezoelétricos em superfícies de controle. Resultados obtidos através desta metodologia de modelagem são comparados com resultados experimentais de referências bibliográficas como forma de validação da metodologia proposta. Uma proposta de lay-out estrutural de spoiler de aeronave com atuadores piezoelétricos é apresentada como exemplo da aplicação.

O aumento da utilização de compósitos em aplicações estruturais leva ao questionamento sobre a durabilidade desses materiais quando expostos às diversas condições impostas pela natureza. O uso em ambientes agressivos pode provocar a degradação de materiais poliméricos, assim como da interface fibra/matriz de compósitos, causada pela umidade, radiação ultravioleta (UV), choque térmico, etc. O objetivo deste trabalho é avaliar como o intemperismo, simulado em câmaras climáticas, afeta os desempenhos térmico e mecânico de compósitos de PEI/fibras de carbono. Para atingir este objetivo, neste trabalho, utilizou-se tanto a avaliação a partir da cinética de degradação, quanto diferentes condicionamentos ambientais. Desta forma, análises dinâmico-mecânicas (DMA), de cisalhamento interlaminar (ILSS) e ensaios não destrutivos foram realizados nos laminados antes e após serem submetidos aos condicionamentos higrotérmico, por radiação UV e por choque térmico. As amostras envelhecidas higrotermicamente sofreram reduções na temperatura de transição vítrea e no módulo elástico promovidas pela plasticização. A fotoxidação, induzida pela radiação ultravioleta, é apenas superficial. O choque térmico gera a formação de uma tensão reversível na região interfacial. Os resultados revelam que os compósitos de PEI/fibras de carbono podem ser utilizados em componentes externos de aeronaves.

A Aviação de Segurança Pública e de Defesa Civil no Brasil é um segmento atuante e que demonstra contínuo crescimento de frota e demanda. As estatísticas de acidentes aeronáuticos envolvendo as aeronaves destes operadores evidenciam repetições e os respectivos Relatórios Finais das investigações apontam para alguns fatores contribuintes recorrentemente relacionados ao modo e forma de operação nas Unidades Aéreas. Neste contexto, esta dissertação objetiva analisar, em caráter exploratório, como a cultura organizacional policial vigente influencia na ocorrência de acidentes aéreos envolvendo aeronaves em missões de Segurança Pública e de Defesa Civil. Para tanto, utiliza-se uma abordagem qualitativa e adota-se a metodologia de estudos de casos múltiplos, representativos das missões executadas pelos mencionados operadores aéreos. Ao final, conclui-se que a atual cultura organizacional policial, desenvolvida a partir da formação dos Oficiais PM nas diversas academias militares estaduais, apresenta traços incompatíveis com uma atividade aérea que priorize a segurança operacional nesta atividade. A dissertação evidencia quais são as limitações do trabalho e propõe novos direcionadores de pesquisa para a continuidade do estudo.

Estimar atitude de forma acurada, usualmente emprega medidas de vertical local e norte magnético obtidas de, respectivamente, acelerômetros e magnetômetro, um modelo cinemático da rotação com parâmetros obtidos de girômetros, e um filtro capaz de fundir estas informações. Acelerômetros, entretanto, medem não só a força específica referente à reação à gravidade, mas também componentes de força específica referentes a manobras. Isso afeta negativamente a estimação de atitude durante manobras intensas. Adicionalmente, o emprego de redundância de sensores e processadores permite obter estimativas mais acuradas, tolerância a falhas, escalabilidade e modularidade mediante o uso de algoritmos adequados. Este trabalho revisa abordagens distintas de estimadores de atitude baseados no filtro de Kalman estendido parametrizado por quatérnion. Então, estudam-se duas abordagens distintas para o problema das medidas de acelerômetro sob manobras. A primeira detecta e descarta as medidas corrompidas por manobras e a segunda computa e compensa componentes de força específica das medidas do acelerômetro. Propõe-se computar analiticamente a covariância do ruído da medida resultante da segunda abordagem, o que permite uma sintonia correta do filtro de Kalman. Também se propõe uma combinação das abordagens, gerando resultados iguais ou melhores. Testam-se, então, neste problema de estimação de atitude, diversos algoritmos de fusão de dados segundo as arquiteturas centralizada, hierárquica e distribuída. Os algoritmos de fusão se mostram promissores quando os estimadores locais estimam apenas atitude. Entretanto, quando os estimadores estimam atitude e deriva de girômetro, a estimativa de deriva resulta degradada.

Frotas de robôs autônomos capazes de navegar com pouca ou nenhuma necessidade de um operador humano são de grande interesse em aplicações de robótica móvel. Um ponto fundamental para criação de frotas de aeronaves robóticas consiste em como organizar dinamicamente sua formação espacial durante a navegação em ambientes na presença de obstáculos. Este trabalho tem como objetivo apresentar um método de formação de frotas de veículos autônomos não tripulados (VANTs) através da utilização de campos potenciais artificiais implementados em simulação. O agrupamento de VANTs através de modelos de campos potenciais artificiais permite um controle dinâmico do formato da frota e um comportamento reativo a presença de obstáculos no ambiente. É apresentada uma introdução sobre a teoria de campos potenciais, e suas diferentes formas artificiais para síntese de comportamento quando utilizado em agrupamentos de frotas e desvio de obstáculos. Frotas de VANTs são representadas por conjuntos de partículas e a trajetória do centro de formação é guiada ao longo de uma rota planejada. Para o planejamento de rota é utilizado o algoritmo A*, modificado com um custo adicional através de campos potenciais repulsivos, para melhor incorporar as características dos obstáculos presentes no ambiente. Um método existente de formação de frotas por campos potenciais é implementado e estendido para casos tridimensionais, e simulações são conduzidas para agrupamentos de diferentes tamanhos e formas, em ambientes 2D e 3D, utilizando-se bibliotecas de código aberto e simulador Morse. Para alterar a forma do agrupamento dinamicamente sugere-se, neste trabalho, a utilização de sensores virtuais, capazes de fornecer um parâmetro de controle de forma para o campo interno de formação.

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.