O mercado da aviação comercial encontra-se em constante expansão, acompanhado o crescimento do PIB mundial. A operação de aeronaves comerciais é bastante restritiva do ponto de vista da segurança. Como forma de aumentar a segurança operacional, especialmente em condições climáticas críticas, cada vez mais aeronaves comerciais vêm utilizando sistemas automáticos de controle - dentre estes, sistemas de pouso - CAT I, II e III. Sistemas CAT III realizam o procedimento de pouso desde a aproximação até a quase parada completa da aeronave. O objetivo deste trabalho é estudar alguns modelos de esforços que agem sobre a aeronave em solo e em seguida propor um modelo simplificado. De posso deste modelo, inicia-se então o projeto de dois algoritmos de controle robustos o suficiente para realizar o controle da posição lateral da aeronave em relação ao centro da pista de pouso para diversos pesos de pouso. De posse do sistema em malha fechada, são então realizadas algumas simulações e os seus resultados são discutidos.

Esta dissertação tem como tema o estudo do movimento longitudinal de uma aeronave conceitual supersônica utilizando o posicionamento do centro de gravidade, além das superfícies de controle. Aeronaves supersônicas apresentam variações em seus comportamentos à medida que aumentam sua velocidade e estabelecem o regime supersônico. O posicionamento do centro de gravidade é um meio de se compensar tais variações. Os objetivos deste trabalho consistem na estimativa das derivadas de estabilidade da aeronave Strider, na verificação da influência do centro de gravidade no comportamento da aeronave e por fim, na proposta e simulação de um sistema de controle para o centro de gravidade. As derivadas de estabilidade são estimadas, em função de Mach e posição do centro de gravidade, utilizando o software USAF Stability and Control Digital Datcom. A influência do centro de gravidade é verificada nas derivadas e nas equações do movimento longitudinal. O sistema de controle é implementado através de realimentação de estados por um regulador linear quadrático (LQR). Simulações são realizadas utilizando as estimativas das derivadas de estabilidade e as equações não-lineares do movimento. Nos resultados são comparadas acelerações da aeronave em altitude constante utilizando três controladores distintos. O primeiro com centro de gravidade fixo, o segundo com matriz constante de ganhos e o terceiro com escalonamento de ganhos (de acordo com Mach).

O mundo de hoje vive conectado. As pessoas estão sempre online com seus webbrowsers, e-mails, celulares e outros dispositivos portáteis, seja por meio de redes de telefonia fixa, telefonia móvel ou pela Internet. No entanto, vê-se que a abundância de opções de conectividade em terra ainda não encontrou um modelo de negócios que justificasse a sua oferta em aeronaves, principalmente em se pensando de linhas aéreas, onde há maior sensibilidade aos custos. Este trabalho tem como objetivo apresentar possíveis modelos de negócio para telefonia celular a bordo e identificar fatores de custo que podem influenciar uma linha aérea na decisão de instalação de um sistema de acesso a Internet a bordo de suas aeronaves.

Para aeronaves comerciais, considerando a carga de trabalho do piloto, a aproximação e o pouso são fases críticas, sendo responsáveis por uma grande parcela dos acidentes aéreos. Com o advento da tecnologia "fly-by-wire", que está se consolidando para novos projetos dentro do meio aeronáutico, é possível implementar leis de controle de maneira a aumentar a eficiência aerodinâmica da aeronave, melhorar a qualidade de vôo, diminuir a carga de trabalho do piloto, e como conseqüência aumentar a segurança. Este trabalho tem como objetivo projetar e analisar diferentes conceitos de leis de controle para as fases de aproximação e arredondamento, bem como a transição entre as mesmas. Procura-se minimizar o número de sensores exigidos para implementação a fim de reduzir o custo e a complexidade do sistema de aumento de controle e estabilidade (CSAS, do inglês "Control and Stability Augmentation System") da aeronave. Os controladores são projetados através de Métodos Algoritmicos, de maneira que atendam diversos critérios de qualidade de vôo da literatura. Os resultados obtidos são validados através de simulações não-lineares de um modelo de aeronave. Nestas simulações são incluídos modelos de efeito solo, perturbações atmosféricas e dinâmicas adicionais de atrasos provocadas por sensores, digitalização de sinais, processamento e atuadores. É feito também o projeto de um controlador LQG/LTR para efeitos comparativos.

As perspectivas de expansão no volume de tráfego aéreo global para os próximos anos criam importantes desafios para os setores de controle e monitoramento. Nesse cenário surge um novo conceito para controle de tráfego aéreo baseado na cooperação das aeronaves denominado ADS-B. A técnica vem sendo difundida com a ajuda de órgãos homologadores de todo o mundo tornando-se popular gradativamente. Baseada na utilização de informações provenientes de sistemas de posicionamento e navegação por satélites, a mesma busca uma integração com os atuais sensores radar para o provimento de informações de maior precisão para monitoramento de tráfego. O presente trabalho avalia a utilização eficiente dos dados de ambos os sensores - radar e ADS-B - através de técnicas de fusão de dados. Fusões do tipo centralizada e descentralizadas são avaliadas mostrando ganhos na estimação de rotas de aeronaves, em ambos os casos, quando da utilização de informações de um sistema GPS simulado. As conclusões apresentadas apontam para o fato de que o sistema pode ser capaz de acomodar o crescimento do tráfego com reduções da distância de separação entre as aeronaves.

O objetivo deste trabalho é propor um método de otimização estrutural de asas aeronáuticas em material compósito pelo método natural do Recozimento Simulado (Simulated Annealing), visando a minimização do peso da aeronave. Para atingir tal objetivo, uma planilha Excel foi desenvolvida com o auxílio de programação em Visual Basic de maneira a deixar o processo de otimização automatizado. Este processo utiliza o MSC-Nastran para obter as soluções linear estática e de fator de carga crítica de flambagem do modelo previamente gerado pela planilha. São variáveis de projeto o número de camadas dos laminados, em orientações a 0, -45, 45 e 90 graus, assim como também o número de nervuras e de reforçadores. Previamente à otimização da asa em material compósito uma asa aeronáutica fabricada em material metálico também foi otimizada, visando avaliar o método em uma estrutura mais simples e com um número menor de variáveis envolvidas.

Este trabalho se dedica a estudar e comparar os métodos de controle robusto H? Loop Shaping e LQG/LTR a partir de um exemplo de aplicação aeronáutica. Por motivos que serão apresentados adiante o uso de controladores robustos é extremamente interessante no ramo aeronáutico por apresentar uma segurança a mais de projeto levando-se em consideração diversos fatores. O estudo aqui apresentado consiste em um projeto de sistema de Aumento de Controle (Control Augmentation System - CAS) latero-direcional para o caça F-16 objetivando evitar uma derrapagem durante um comando de rolagem da aeronave. Por se tratar de uma aeronave de alto desempenho e instável, as limitações que atrapalham o desempenho de um controlador se tornam mais visíveis facilitando assim a análise do caso.

A tendência atual aponta para a substituição gradativa do alumínio pelos materiais compostos. No entanto, apesar das vantagens de peso e rigidez, os materiais compostos apresentam algumas desvantagens em relação ao alumínio, principalmente no quesito características elétricas. Nesse contexto, este trabalho tem o intuito de avaliar soluções para o retorno da corrente de alimentação de equipamentos elétricos, para aeronaves construídas com fuselagem de material composto. Desta forma, os requisitos de redução de peso e rigidez seriam cumpridos, assim como aqueles requisitos referentes à alimentação e operação de equipamentos eletrônicos. Há também a preocupação em relação à proteção da aeronave com fuselagem de material composto contra raios, pois este material é mais susceptível a danos devido a impacto direto da corrente característica de raios que o metal. Foi considerada neste trabalho a potencialidade de uma estrutura metálica interna à fuselagem de composto ser atingida por um raio, após dano na estrutura, por ser muito mais condutiva. Assim, planos de retorno de corrente metálicos, internos à fuselagem de composto serão apresentados, e a forma de avaliação das estruturas indicadas será a sua resposta em relação à injeção de correntes de descargas atmosféricas, usando um programa de simulação de efeitos eletromagnéticos. A distribuição da corrente de uma descarga atmosférica ao longo da malha é importante para a proteção dos equipamentos internos - tanto em relação ao aumento momentâneo do pontencial do "terra" dos equipamentos aterrados, quanto em relação aos efeitos indiretos causados por esta corrente dentro da aeronave, ambos diretamente relacionados à amplitude e variação no tempo da corrente que passa por um ponto. Cada composição de elementos metálicos apresenta uma forma diferente de distribuir a corrente proveniente de uma descarga, a serem analisadas e comentadas no texto.

Since the 50's, with the appearance of the turbojet engines, the jet noise is being exhaustively studied, because it is one of the most important source of aircraft noise. Many attempts have been made to reduce the jet noise, including higher by-pass turbofan engines. Chevron nozzles also have been used by the industry to try to reduce the jet noise with a low performance and weight penalty. This work shows a computation procedure to assess how this noise suppression devices impact on both fluid dynamics and acoustics of single isothermal jets. Towards this goal, different chevron nozzles, with 6, 8 and 12 lobes have been analyzed. The calculation procedure is based on a Reynolds Average Navier-Stokes calculation, followed by a stochastic noise generation and radiation method, resulting in a relatively fast noise calculation procedure. The simulations have been carried out using the commercial software CFD++. The calculation procedure has predicted the expected fluid dynamic and acoustic behavior for chevron nozzles, e.g., shortening the potential core length, high frequency noise increase and low frequency noise attenuation. The parametric study of the number of lobes has shown that this parameter impacts the mixing region. Moreover, varying this parameter is a way to attain different low frequency reductions, without great impacts on the highest frequencies. Although the procedure did not capture correctly the absolute values of the acoustic response, the results show that this relatively simple and quick analysis reproduced important parameters in designing new nozzles and can be used as a way to better understand the influence of chevrons.

This work aims to demonstrate an approach to design a fly-by-wire mobile surface control system for a commercial jet employing multiobjective optimization techniques. This approach consists on sizing a set of design parameters of the control system based on model simulation and response analysis coupled with optimization algorithms in a multiobjective design environment. An overview on control surface systems is presented, focusing on fly-by-wire. To provide the theoretical basis, a review on optimization theory and methods is presented, as well it is developed the system mathematical model. The system in focus is of electro-hydraulic actuation, where a controller acts on a servo valve, that commands an actuator for positioning control of an aircraft rudder. The design approach was to optimize a set of system components parameters, such as controller gains, servo valve and hydraulic actuator parameters, that result in adequate workloads and produce a system that meets the design requirements and is cost-effective. The model, to be simulated and analyzed, is implemented in MATLAB/Simulink, from where the system response characteristics are passed to the optimization environment. A multiobjective genetic algorithm is applied, and as a result from the optimization process we obtain a Pareto set, from where an optimal design is chosen for a detailed analysis.