Este trabalho se propõe a estudar as possibilidades de aumentar a segurança de voo por intermédio de atualizações tecnológicas em helicópteros de segurança pública. O Esquilo HB 350/ AS 50, aeronave de concepção francesa montada no Brasil tem parcela majoritária na frota estuda e apresenta oportunidades de revitalização e integração de recursos para incrementar a efetividade. Esta avaliação não está restrita ao Esquilo, mas também é utilizável para outros helicópteros com as mesmas funções. O estudo de caso é a metodologia em uso para alcançar o objetivo. O primeiro caso é uma investigação do programa de atualização tecnológica da Marinha Americana desenvolvido no confiável helicóptero naval Kaman SH-2F Seasprite que é modificado para SH-2G Super Seasprite. O segundo estudo de caso é o da Polícia Militar do Distrito Federal, no qual o operador decide submeter seu único helicóptero modelo HB 350 B em AS 50 B2. São identificadas a viabilidade de tais procedimentos e seu impacto nas instituições. Anterior aos estudos de casos faz-se uma pertinente revisão teórica acerca da origem histórica da aviação de segurança pública. O aspecto do ambiente operacional, seu desenvolvimento e elementos de survivability da aviação de combate são adaptados a realidade brasileira e analisados sob um ponto de vista contemporâneo. Para abrir espaço às atualizações tecnológicas é considerada a importância da manutenção na segurança de voo e a experiência do uso do Health Usage Monitoring System em aviação militar e civil de offshore. O resultado é uma lista de recomendações e atualizações tecnológicas aos operadores e a aplicação de acessórios ideais para missões policiais bem como as prováveis consequências para a segurança de voo dos operadores que as adaptem conforme suas realidades e peculiaridades operacionais.

Acidentes causados por incursões em pista são eventos raros e catastróficos, entretanto, uma série de incidentes acontecem com maior frequência e podem ser indicativo de graves problemas na segurança operacional. Ignorar condições de risco que contribuem para incursões em pista, em um cenário de elevada perspectiva de crescimento da aviação brasileira, certamente resultará no aumento do número de ocorrências mais graves. A implementação de um modelo de SMS especificamente desenvolvido para a prevenção de incursões em pista reforçará proativamente a segurança operacional por meio de um sistema de gerenciamento estruturado para controlar riscos nas operações. Baseado nos princípios preconizados pelo SMS da ICAO, na cultura de segurança positiva e em práticas e procedimentos voltados à prevenção de incursões em pista que obtiveram êxito em diversos países, o modelo de SMS proposto objetiva auxiliar a comunidade aeronáutica brasileira a lidar de forma mais eficiente e segura com os problemas relacionados a esse tipo de ocorrência. O resultado mostra que uma abordagem organizada, integrada e sistêmica para o trato dessa questão, apoiada em políticas de segurança que envolvam toda a comunidade aeronáutica brasileira, constitui componente vital para a segurança de voo nas pistas de pouso e decolagem.

O presente trabalho aborda a censura internacional que o Brasil sofre por supostamente ferir o Anexo 13 da Convenção de Chicago, ao permitir que procedimentos subsequentes à acidentes aeronáuticos se convertam em processos na justiça criminal. Exemplos apresentados abordam ações penais nas quais pilotos e um controlador de tráfego aéreo foram sentenciados à prisão, com conversão posterior em penas mais brandas. A finalidade desta pesquisa foi verificar porque isso ocorre, identificando os fundamentos que sustentam a posição brasileira e comprovando se seu procedimento fere o Anexo 13 da Convenção de Chicago. O trabalho aglutinou diferentes áreas do conhecimento de forma multidisciplinar, como aviação e direito, e reuniu publicações internacionais, o Anexo 13, a Resolução Conjunta Referente à Criminalização do Acidente Aeronáutico, relatórios finais, jurisprudência, doutrina e legislação brasileira compreendendo Direito Constitucional, Penal, Processual Penal e Aeronáutico. Trabalho de investigação científica, utilizou-se dos métodos indutivo e dedutivo, com base de pesquisa em documentos, doutrina e legislação nacional e internacional. Concluiu-se que a criminalização do acidente aeronáutico no Brasil, decorre do sistema normativo que abriga os fundamentos jurídicos dos processos penais e ordena seu cumprimento. Não se comprovou que ao seguir determinações legais, a posição brasileira feriu acordos assumidos. Evidenciou-se que temas de direito como o dever de cuidado, condutas de imprudência, negligência e imperícia, presentes nos processos pesquisados, necessitam melhor compreensão por muitos profissionais da aviação. Ao final foram apresentadas recomendações para difundir e aferir esses conhecimentos como forma de preencher esta aparente lacuna, assim contribuindo para a evolução da segurança operacional.

Este estudo tem por objetivo a consolidação de um método de análise de risco de excursão de pista (overrun / veer-off) e pouso antes da pista (undershoot) para operação das aeronaves A320 e A319 da frota da TAM LINHAS AÉREAS no aeroporto de São Paulo Congonhas. O estudo se baseia-se na análise de risco qualitativa sugerida pela International Civil Aviation Organization (ICAO) e na análise de risco semi-quantitativa desenvolvida por pesquisadores da Federal Aviation Administration (FAA) denominada, Analysis of Aircraft Overruns and Undershoots for Runway Safety Areas. O aeroporto de São Paulo Congonhas é selecionado como objeto do estudo por concentrar a maior parte das operações aéreas da companhia, ser o maior foco da mídia e concentrar os maiores problemas operacionais da TAM devido às características construtivas do mesmo. Para a avaliação quantitativa das probabilidades, são utilizados os dados normais de operação de voo (NOD) das aeronaves A320 e A319 obtidos através do monitoramento dos Dados de Voo (FOQA) e dos dados do programa Line Operations Safety Audit (LOSA), além dos dados estatísticos de acidentes e incidentes graves do aeródromo de Congonhas. Os resultados mostram que uma grande percentagem das operações em Congonhas sujeita-se a condições de risco indesejáveis/inaceitáveis. Na condução do processo de gerenciamento dos riscos, verifica-se que a aplicação das duas metodologias, analítica e semi-quantitativa, quando praticadas de forma complementar, permitem a adoção de índices e metas de desempenho mais factíveis.

Com a crescente necessidade de eficiência e segurança na realização de operações aéreas de segurança pública, verifica-se a possibilidade de utilização de conceitos de Qualidades de Pilotagem ou Handling Qualities, que são as qualidades ou características de voo e operacionalidade de uma aeronave que regem a facilidade e precisão com que um piloto é capaz de realizar as tarefas necessárias à determinadas missões. A avaliação dessas qualidades com sustentação na segurança operacional está fundamentada em uma estrutura quadripartite, composta dos seguintes integrantes: a missão e as tarefas de pilotagem associadas; o ambiente operacional onde ocorre a missão; a configuração do veículo, sua dinâmica e o envelope de voo; e o piloto e a interface piloto-veículo. A concretização deste processo no escopo militar dos Estados Unidos da América é a Aeronautical Design Standard nr 33-ADS-33, que na década de 70 revolucionou a forma como a comunidade aeronáutica pensava sobre qualidades de pilotagem. Constatando-se a similaridade com o contexto operacional da aviação de segurança pública, o trabalho propõe o emprego da metodologia da ADS-33 como fator de incremento da segurança operacional e otimização de especificação de equipamentos na aviação de segurança pública brasileira, em especial quanto às operações de resgate e aeromédicas.

Operações aéreas de segurança pública e militares em helicópteros são exemplos de atividades que requererem elevado desempenho do operador. Considerando esta natureza, e buscando aproximar-se do que lhe é, muitas vezes, iminente, este trabalho tem o objetivo de analisar a percepção dos pilotos sobre a carga de trabalho durante a execução de procedimentos de emergência em operações aéreas de helicóptero. Para isso, a pesquisa de campo se desenvolve em ambiente de treinamento de voo real e se utiliza, para avaliar a carga de trabalho, de instrumentos subjetivos - questionário, entrevista e NASA-TLX Scale- e de registros fisiológicos - Frequência Cardíaca (FC). Quatro cenários são delineados, que consistem em realizar procedimentos de emergência previstos no manual do helicóptero HB-350 "Esquilo". A amostra obtida por acessibilidade consta de 30 (trinta) pilotos voluntários, com experiência em diferentes tipos de helicópteros. As informações obtidas nos instrumentos aplicados, após analisados, apontam a T1 - Aproximação e pouso sem o funcionamento do sistema hidráulico - PSH, como tarefa de maior carga de trabalho global, e, também, considerada pelos instrumentos subjetivos, como de maior exigência física, o que é corroborado pelo dado fisiológico, juntamente com a T3 - Aproximação e pouso com pane de motor (apagamento) - PMp. Por outro lado, segundo a percepção dos pilotos, a T4 - Aproximação e pouso com pane de acionamento do R/C - PRCp, e a T2 - Aproximação e pouso com pane de comando do rotor de cauda (R/C) - PCRC, são consideradas as tarefas de maior exigência mental. O estudo clarifica a relação entre as diferentes cargas impostas ao piloto de helicóptero, quando em situação degradada do equipamento, e o seu desempenho, e, também, pode evidenciar a importância de treinamentos de emergência em helicópteros, deixando clara a necessidade de uma política nacional que fomente essa prática, principalmente no âmbito da aviação de segurança pública e militar. Assim sendo, é possível perceber um caminho a ser seguido para possíveis estratégias que minimizam efeitos negativos de situações degradadas que por ventura possam influenciar na segurança de voo das operações de helicópteros.

O presente trabalho descreve análises numéricas e experimentais do comportamento estrutural de painéis laminados no regime de pós-flambagem. O objetivo e principal contribuição original deste trabalho é o desenvolvimento de metodologias de análise para o projeto de painéis reforçados de materiais compósitos para aplicações aeronáuticas. Um conjunto de painéis laminados reforçados foi testado estaticamente em compressão pura e flexão em sete pontos até a falha catastrófica para caracterizar a influencia da imperfeição na colagem da interface painel-reforçador na delaminação desta interface no regime de pós-flambagem. Uma análise numérica do painel reforçado que considera não linearidade geométrica e do material foi desenvolvida e validada para os diferentes casos de imperfeição na interface. O modelo de dano é baseado na Mecânica de Dano do Continuo combinado com uma lógica de contato. O modelo foi implementado no software ABAQUS com um procedimento de análise via relaxação dinâmica. Este trabalho também apresenta estudo numérico-experimental detalhado da variação das frequencias naturais e modos de vibração de um painel plano de alumínio sujeito a carregamento compressivo no regime de pré e pós-flambagem. Uma metodologia experimental robusta via caracterização da matriz de flexibilidade do sistema é proposta e validada. Diversos modelos de elementos finitos com diferentes metodologias de solução foram desenvolvidos e comparados com os resultados experimentais. Não linearidade geométrica, imperfeição geométrica e efeitos de condições de contorno também são tratados. Embora o estudo dinâmico no regime da pós-flambagem, seja baseado numa placa de alumínio, a metodologia numérico-experimental desenvolvida e validada é bastante geral e pode ser aplicada da mesma maneira para painéis de materiais compósitos.

Nas últimas décadas, seja por imposições legais ou pela demanda de mercado, esforços têm sido feitos no intuito de reduzir o ruído produzido por aeronaves. Para reduzir o nível de uma fonte de ruído é preciso localizá-la, quantificá-la e entendê-la. O Delay-and-Sum Beamforming é uma das técnicas mais usadas para localizar fontes acústicas. Técnicas de deconvolução podem melhorar a resolução dos mapas de Beamforming e, segundo alguns autores, fornecem resultados quantitativos mais precisos. Nesta tese, duas das principais fontes aeroacústicas de aeronaves são estudadas. A técnica de Beamforming é usada para estudar o ruído gerado pelo slat de um perfil 30P30N e pela borda lateral do flap de um perfil 30P30N-FSE, um perfil 30P30N com meio flap recolhido. Ambos os perfis foram testados em um túnel de vento de seção fechada. Estes resultados são comparados aos resultados de alguns métodos de deconvolução, com o uso do Método Padrão de Integração da Potência, e aos resultados de alguns métodos semi-empíricos. Mostra-se que a técnica de Beamforming foi capaz de localizar as duas fontes de ruído e que os níveis obtidos foram semelhantes a alguns dos métodos de deconvolução e a alguns dos métodos semi-empíricos.

Employing the probabilistic entropy methodology, one of the objectives of this work is to develop a robust and simple tool to be employed in the empirical analysis of airplane configuration and technology evolution. Two specific analyses were performed to validate the procedure. One is the evolution of civil aviation transportation in the jet age (1950-2006) and the other being the evolution of fighter aircraft during the period of 1914 to 2009. An extensive study was carried out in order to select the variables used to describe each aircraft. After the creation of the aircraft databank, the tool developed in the present work takes the variables as input do evaluate two important technological indexes: the convergence and the diffusion. Studies analyzing the combination of the diffusion and the convergence indexes, as well as the critical transition of the airplanes were conducted in this paper. The methodology herein developed can be highly helpful as a decision making tool to be used during the conceptual design phase of an airplane.

Grande parte das técnicas de navegação utilizadas em Veículos Aéreos Não-Tripulados (VANTs) é baseada na integração de sistemas de navegação por satélites (GNSS - Global Navigation Satellite System) e sistemas de navegação inercial (INS - Inertial Navigation System). Entretanto, a utilização do GNSS oferece um grande desafio para a expansão da utilização de VANTs por estarem sujeitos à degradação intencional ou não dos sinais transmitidos pelos satélites. Assim, técnicas de navegação autônoma com mínima dependência do GNSS têm sido exploradas como um meio alternativo/colaborativo. Nesta dissertação, é utilizada uma técnica de navegação baseada em imagens para auxiliar a navegação de um VANT quando o GNSS não está disponível. Algoritmos como o SIFT (Scale Invariant Features Transform) são capazes de extrair características de imagens que, em combinação com técnicas de estimação e decomposição de homografias, permitem estimar variações de atitude e posição da aeronave de maneira independente. No entanto, essa decomposição pode resultar em duas soluções fisicamente possíveis para a homografia. Contudo, somente uma delas representa as características geométricas reais do objeto em vista. Verifica-se também que o conhecimento do vetor normal ao plano de visada é suficiente para determinar a solução correta. Assim, sob a hipótese de pequena mudança do vetor normal entre duas imagens em sequência, neste trabalho se investiga a determinação da solução correta para a decomposição da homografia, comparando-se os vetores normais estimados entre dois instantes de tempo. Com o intuito de avaliar o desempenho do sistema de navegação utilizando as variações de atitude e posição, obtidas via processamento de imagens, foram realizadas simulações utilizando um modelo de seis graus de liberdade de um VANT. Os resultados mostram baixos erros iniciais, porém devido ao procedimento de propagação de atitude e posição, há erros crescentes com o tempo, sugerindo que a navegação autônoma, isto é, sem auxílio GNSS não é viável por longos períodos, como esperado. Contudo, a existência de leitura eventual GNSS, que é uma hipótese realista, permite limitar esses erros. Para demonstrar o potencial da navegação por imagens e elevar a representatividade dos resultados, as simulações foram realizadas tomando fotografias reais como base para geração das sequências de imagens.