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 conceito More Electric Aircraft (MEA) tem a finalidade de trazer ganhos de eficiencia para a aeronave. Os ganhos podem ser de redução dos custos de manutenção e de operação, de diminuição de peso da aeronave, menores consumo de combustível e impacto ambiental, entre outros. Esses ganhos são provenientes da substituição dos sistemas pneumáticos e hidráulicos por um sistema elétrico. O principal objetivo desse trabalho é a medição da confiabilidade de uma arquitetura MEA proposta, os outros ganhos deverão ser abordados em trabalhos futuros. Este trabalho apresenta a implementação do conceito MEA numa aeronave regional de 50 passageiros. O dimensionamento de arquitetura elétrica MEA levou em consideração como premissa básica a maturidade de cada componente e sua confiabilidade. A arquitetura elétrica MEA proposta é comparada com o sistema convencional utilizado na aeronave típica da mesma categoria. Os resultados mostram que a confiabilidade na arquitetura MEA é semelhante a da arquitetura convencional e apresentam a mesma ordem de grandeza, com exceção de um modo de falha hazardous que é introduzido na arquitetura MEA. Portanto, sob a ótica da confiabilidade, a arquitetura MEA pode ser aplicada em aeronaves de 50 passageiros.

Neste trabalho são investigados os métodos e os dispositivos utilizados na supressão de interferência eletromagnética nos equipamentos aeronáuticos. Primordialmente, são tratados os métodos comumente empregados na indústria aeronáutica. São apresentados e analisados resultados das implementações experimentais realizadas por meio de simulação de circuitos eletrônicos. A principal contribuição desta tese de mestrado profissionalizante é a proposição de um método de escolha de dispositivos de supressão de interferência eletromagnética. Além disso, a possibilidade de servir como um guia de escolha de solução para supressão de interferência eletromagnética.

Este trabalho apresenta uma análise estatística efetuada sobre dados a respeito de acidentes e incidentes (i.e. eventos) aeronáuticos, conforme registrados pelo NTSB, com ênfase no envolvimento dos contaminantes mais comuns ao ar da cabine. Algoritmo de Particionamento Recursivo (RPA), ou Indução de Árvore de Decisão, foi escolhido como o método de mineração de dados para a análise. Após uma visão geral sobre o funcionamento do sistema de condicionamento do ambiente de cabine, são apresentados os contaminantes mais comuns, listando seus efeitos sobre a saúde e concentrações aceitáveis. O envolvimento dos contaminantes nos acidentes e incidentes foi inferindo a partir das narrativas e conclusões associados a esses eventos. O monóxido de carbono esteve envolvido em um número significativo de eventos. Numa árvore feita a partir da ocorrência de fatalidade, seguindo o algoritmo de particionamento de forma a minimizar a impureza, a ocorrência de monóxido de carbono aparece apenas no sexto nível da lista (após cinco partições), indicando relevância muito baixa. Numa árvore feita a partir da ocorrência de monóxido de carbono, ao contrário, a ocorrência de fatalidade é o fator que desencadeia o primeiro particionamento, indicando relevância muito alta. O efeito drástico que a presença de monóxido de carbono tem no risco de morte num acidente confirma que os parâmetros estão relacionados. Concluiu-se que apesar de a ocorrência de monóxido de carbono aumentar drasticamente o risco de morte, sua influência na taxa de fatalidades como um todo é diminuta devido à raridade dos casos. Preponderam fatores de risco de exposição mais frequente. Os fatores que mais influenciam o risco de fatalidade, aparecendo próximos à raiz da árvore, são a gravidade do dano à aeronave, a ocorrência ou não de incêndio em solo, a condição de visibilidade, e o assento único na aeronave.

Este trabalho consiste na integração dos modelos computacionais já existentes de dinâmica de vôo, controle de vôo e de atuadores de superfícies de comando de uma aeronave em um sistema de simulação baseado na plataforma xPC Target do software Matlab. Esse sistema compreende um cluster de 4 computadores PC interligados. Um computador está encarregado da gerência dos demais e cada modelo é executado em um computador diferente, com comunicação via um barramento Arinc 429, um barramento CAN e um barramento próprio para Memória Compartilhada, além do barramento Ethernet para gerência. O objetivo é obter uma simulação distribuída mais realista do comportamento dinâmico de uma aeronave sujeita a distúrbios padrão e considerando-se também e dinâmica dos atuadores. Para tanto, foram investigados detalhes dos protocolos de comunicação dos componentes de hardware utilizados, avaliando-se inclusive os tempos de latência nos três barramentos de comunicação do cluster. Foram implementados modelos básicos para dinâmica da aeronave, para a geração do sinal de controle e simulação das perturbações. Procurou-se também apresentar os passos detalhados para que a continuidade do trabalho fosse estimulada, inclusive das ferramentas utilizadas do Matlab. Espera-se que o resultado deste trabalho venha contribuir para o estudo de futuros pesquisadores nas áreas de engenharia aeronáutica, controle e automação, propiciando um ambiente distribuído e realista de simulação.

As baterias são componentes fundamentais para o funcionamento de qualquer avião, desde a partida elétrica dos motores de propulsão até o fornecimento de energia nos casos de emergência elétrica. Portanto é importante que o projetista conheça o comportamento das baterias que poderão ser selecionadas para uso no avião nas suas várias condições de operação - temperatura ambiente, corrente de operação e profundidade de descarga. Tipicamente os fornecedores de baterias aeronáuticas, através de um software proprietário, disponibilizam as curvas de tensão da bateria no tempo assumindo que a corrente de descarga e a temperatura são constantes e que a bateria está plenamente carregada. Este trabalho mostra como as curvas de tensão da bateria disponibilizadas pelo seu fabricante podem ser usadas para gerar um modelo de descarga da bateria e como esse modelo pode ser validado. De posse desse modelo o projetista pode simular o comportamento da bateria em várias condições de operação que não são possíveis com o software fornecido pelo fabricante, como por exemplo, temperatura ambiente, corrente de descarga variáveis e bateria parcialmente carregada. Como estudo de caso este trabalho gera o modelo de descarga para uma certa bateria aeronáutica de níquel-cádmio, valida esse modelo usando as curvas fornecidas pelo fabricante e simula o comportamento dinâmico da bateria em uma emergência elétrica para diferentes tipos de carga - resistência constante, potência constante e corrente constante. Os resultados da simulação são coerentes com os resultados esperados.

Este trabalho propõe uma nova abordagem para a análise dinâmica e projeto do Sistema de Controle do Veículo Lançador de Satélites (VLS). Esta nova abordagem, denominada Simulação Inversa permite obter as entradas de controle das tubeiras móveis do VLS de forma que o veículo siga uma pré-determinada trajetória. Atualmente os projetos são baseados em modelos teóricos e simulações diretas realizadas em computadores analógicos e digitais e por fim em uma simulação do tipo Hardware-in-the-Loop. A Simulação Inversa pode ser aplicada com o intuito de rastrear entradas responsáveis por comportamentos oscilatórios nas saídas temporais da Simulação Diretas. As dinâmicas não modeladas ou não consideradas podem ser apontadas na análise da Simulação Inversa visto que tais modelos podem ser implementados nas equações dinâmicas do veículo e em seguida colocados no processo de análise da simulação Inversa. A Simulação Inversa tem sido aplicada com frequência a veículos aeronáuticos e navais, mas nada ainda a respeito de aplicações em veículos lançadores ou de sondagem. Isso posto, esta nova abordagem aplicada às Equações do Movimento do VLS proporcionará uma nova ferramenta de análise no âmbito de Engenharia de Sistemas e de Sistemas de Controle, permitindo alterar características elétricas, mecânicas e aerodinâmicas do veículo.

Tem se verificado a presença crescente de erros de manutenção em aeronaves entre as diversas causas responsáveis por incidentes e acidentes aeronáuticos. Na verdade, estes erros na manutenção nem sempre podem ser atribuídos somente ao mecânico que realizou a tarefa. Existem outras pessoas relacionadas à manutenção que podem influenciar na realização daquela tarefa. Dentre elas, o engenheiro de procedimentos de manutenção que é a pessoa responsável pelas instruções contidas nos manuais de manutenção. Por vezes, um erro durante a manutenção de uma aeronave ocorre quando o mecânico realiza os passos descritos no check-list das tarefas de manutenção corretamente; porém, estas tarefas de manutenção não estão coerentes com a realidade. Este trabalho tem como finalidade co-relacionar os procedimentos de manutenção com os aspectos da segurança de voo, levando-se em consideração que, além de garantir a segurança, os procedimentos de manutenção visão a uma alta despachabilidade e também a baixo custo de manutenção, enquanto precisam garantir a aeronavegabilidade continuada da aeronave. Alguns conceitos básicos a respeito dos manuais de manutenção são introduzidos, bem como os modelos de SHEL e de Reason relacionados aos fatores humanos na manutenção. Para finalizar o trabalho, são apresentados e discutidos um exemplo de incidente e um exemplo de acidente, ocorrido devido à falta de informação correta nos manuais de manutenção.

Este trabalho avalia os efeitos na estimação de parâmetros aerodinâmicos de uma aeronave devido a erros não modelados da instrumentação de ensaio em vôo. O algoritmo utilizado para estimação dos parâmetros da aeronave é do tipo output error e a ferramenta estatística para análise da distribuição dos parâmetros estimados foi Monte Carlo. A análise estatística dos efeitos dos erros não modelados foi realizada com dados sintéticos de vôo, o que facilitou bastante as diferentes combinações de tipos de erros tais como ruído de medição, erro de polarização, fator de escala, atraso temporal, erros interferentes associados com cruzamento entre variáveis, latência dinâmica dos sensores e desalinhamento geométrico dos sensores. Foi verificado que o ruído de medição, o fator de escala e o cruzamento de variável não causam grandes erros nos parâmetros aerodinâmicos estimados enquanto que os demais tipos de erros geram erros que invalidam a estimativa dos parâmetros aerodinâmicos.

A tecnologia de construção de freios aeronáuticos de carbono é dominada por poucas empresas, em parte devido ao restrito e exigente mercado não possibilitar que novas empresas se lancem neste desafio, em parte devido a tecnologia complexa envolvida e em parte devido aos altos custos de desenvolvimento. Compreender as etapas do projeto de um freio ajuda o engenheiro a avaliar problemas e possíveis melhoras, e foi justamente com esta intenção que este trabalho foi desenvolvido. Na primeira parte deste trabalho fez-se um estudo da bibliografia relacionada a freios aeronáuticos e suas características. Este estudo foi feito tendo-se três focos principais, a saber, as características principais de um freio para emprego aeronáutico, os materiais para emprego na construção dos discos de frenagem (em especial o carbono) e as novas tecnologias que possivelmente virão as ser usadas na construção de freios aeronáuticos. Neste terceiro item, até mesmo por se tratar de um assunto novo e que ainda está em desenvolvimento, uma atenção maior foi dada ao acionamento elétrico de freios, que é um assunto novo e que apesar de serem poucas, existem algumas fontes de pesquisa. Na segunda parte deste trabalho, fez-se ainda uma pesquisa sobre como avaliar e calcular as características de discos de frenagem, obtendo-se como resultado algumas relações importantes que foram usadas posteriormente, na terceira parte. Na terceira parte as relações dispostas na segunda parte do trabalho, foram empregadas no desenvolvimento de um freio a carbono para uma aeronave corporativa, denominado CJ2, que fora desenvolvido no programa PEE da parceria ITA/Embraer. Por fim algumas observações, análises, recomendações e algumas conclusões estão apresentadas.