A nonlinear flight control system is proposed for a conceptual flexible aircraft using Backstepping technique to achieve global stability in the rigid and flexible dynamics. It is introduced a controller to lead the model to a rigid-body model approximation, minimizing structural dynamics effects using static Backstepping approach, that system can be called as flexible modes suppressor. Afterward, it is applied a controller with an internal loop involving the angular rates of the aircraft and an external loop which includes pitch angle, sideslip angle and bank angle without the two-timescale assumption to separate slow and fast dynamics and without consider aerodynamics forces and moments increments caused by structural dynamics. In addition, external looping are built using Backstepping for first order systems in order to control aircraft course and altitude, the results are reference inputs to be introduced in the previous loop developed for rigid body control. Also, it is implemented a separate controller to track velocity using Backstepping approach, as a result, aircraft autopilot system is completed. Nonlinear six degree of freedom simulation results for a conceptual model of a medium size jet, like Embraer 190/195 and Boeing 737-200/300, are presented to demonstrate the effectiveness of the proposed control law in several conditions. It is assumed that the aerodynamics coefficients are fixed and the model presents augmented flexible features.

Este trabalho tem como objetivo estudar os principais riscos à segurança operacional apresentados pela entrada em serviço dos jatos executivos leves (VLJ - Very Light Jets). Para isso, o mercado atual e suas perspectivas são apresentados e as principais aeronaves do segmento são descritas. As diculdades geradas pela operação dessas aeronaves são analisadas com ênfase nas fases de aproximação e pouso. Por fim, é realizado estudo de circunstâncias potencialmente causadoras de acidentes, bem como de suas principais defesas.

O reabastecimento em voo é uma tarefa que permite que uma aeronave aumente seu alcance sem a realização de um pouso. Neste trabalho, a modelagem da aeronave receptora para simulação do reabastecimento em voo é apresentada. Com base nessa modelagem, um sistema de controle automático para essa tarefa é proposto. Esse sistema visa controlar a aeronave receptora na fase de acoplamento e na fase de transferência de combustível. Os controladores são desacoplados em relação ao movimento longitudinal e látero-direcional e são projetados através de técnicas de controle moderno baseada em reguladores lineares quadráticos com realimentação de saída. As simulações mostram o desempenho do controlador durante o acoplamento, incluindo sua capacidade de rejeitar distúrbios atmosféricos e durante a transferência de combustível, com variação de massa da aeronave receptora. Um controlador com escalonamento de ganhos em relação à massa também é projetado e seus resultados comparados ao controlador proposto anteriormente. As simulações mostram que a estrutura de controle proposta é capaz de cumprir a tarefa de reabastecimento em voo satisfatoriamente.

A implantação do Sistema de Gerenciamento de Segurança Operacional (Safety Management System/SMS) na aviação foi prioritária nos últimos anos, demandando recursos financeiros e de pessoal consideráveis. Na navegação aérea, essa implantação foi orientada e supervisionada pelo Departamento de Controle do Espaço Aéreo (DECEA) e está praticamente concluída. No entanto, após tantos esforços, como avaliar se o sistema está atendendo ao que se propõe? A hipótese deste trabalho é de que o grande esforço despendido na implantação do SMS e as mudanças que estão ocorrendo no Gerenciamento de Tráfego Aéreo estejam produzindo lacunas que, num futuro não muito longínquo previsível, podem resultar em colapso. O objetivo desta dissertação é verificar qualitativamente a situação da segurança operacional no Controle de Tráfego Aéreo, no âmbito da Empresa Brasileira de Infraestrutura Aeroportuária (INFRAERO). O método utilizado é a verificação sobre a utilização, nas atividades de Controle de Tráfego Aéreo na INFRAERO, dos cinco princípios das Organizações de Alta Confiabilidade, descritos por Weick e Sutcliffe. Segundo esses autores, as organizações conseguem ser de alta confiabilidade, justamente porque seus funcionamentos são baseados nesses princípios. Um estudo de caso é utilizado como recurso à argumentação. O caso em si é constituído de um incidente aeronáutico, ocorrido em 2006, no Aeroporto Internacional de São Paulo/Guarulhos, sua investigação pelo Centro de Investigação e Prevenção de Acidentes Aeronáuticos (CENIPA), as recomendações de segurança operacional resultantes e a implementação destas. Alguns itens de relevância no incidente são analisados, sob a ótica dos cinco princípios mencionados acima, o que possibilita a verificação qualitativa proposta neste trabalho.

Esta dissertação apresenta o desenvolvimento da teoria de dinâmica de voo e o conceito de controle a ser aplicado na modelagem e simulação de voo de um VANT com decolagem e pouso vertical proposto. Um conceito de aeronave de asa semi-tandem é projetado e os coeficientes aerodinâmicos, propriedades inerciais e parâmetros de controle são estimados, o que permitiu a implementação da teoria proposta. O modelo fez uso das equações de movimento multi-corpos onde a aeronave é dividida em partes de forma que a asa, o estabilizador horizontal e os rotores sejam entidades independentes. Além disso, o sucesso da fase de transição de voo pairado para cruzeiro e de cruzeiro para voo pairado pode ser verificado se houver a possibilidade da aeronave trimar ao longo do regime de velocidades de voo, em outras palavras, se houver uma combinação de estados de movimento que mantenha a aeronave estável do voo pairado para a condição de cruzeiro. Assim, as curvas de trimagem que expressam os estados são calculadas usando a minimização de uma função de custo envolvendo a soma dos quadrados de alguns dos estados de movimento, definidos pelas equações de movimento mencionadas anteriormente. Tal minimização é realizada usando o algoritmo Simplex Sequencial. Além disso, é apresentada uma estratégia de controle que estabiliza a aeronave durante a transição de voo pairado para configuração de cruzeiro, que é testada em simulação computacional de um voo longitudinal acelerado e desacelerado, ou seja, de voo pairado para cruzeiro e de cruzeiro para voo pairado. Finalmente, um protótipo da aeronave estudada é apresentado. / This thesis presents the development of the flight dynamics theory and control concept to be applied in the modeling and flight simulation of a proposed VTOL UAV. A semi-tandem wing aircraft concept is designed and the aerodynamic coefficients, inertial properties and controls parameters are estimated, which allowed the implementation of the proposed theory. The model made use of the multi-body equations of motion where the aircraft is divided in parts so that the wing, horizontal stabilizer and rotors are independent entities. Additionally, the success of the transition phase from hovering to cruise and from cruise to hovering can be verified if there is the possibility of the aircraft to trim along the flight speed regime, in other words, if there is a combination of states of motion that keep the aircraft stable from hover to cruise condition. So, the trim curves expressing the states are computed using the minimization of a cost function involving the sum of the squares of some of the states of motion, defined through the equations of motion previously mentioned. Such minimization is performed using the Sequential Simplex algorithm. Moreover, a control strategy that stabilizes the aircraft while it transitions from hovering to cruise configuration is presented, which is tested in computer simulation of an accelerated and decelerated longitudinal flight, that is, from hovering to cruise condition, and from cruise to hovering condition. Finally, a prototype of the aircraft studied is presented.

Este trabalho tem por objetivo avaliar a aplicação de modelos causais como resumo de prevenção pró-ativa de ocorrências aeronáuticas com vistas a aprimorar a gestão operacional de ensaios em vôo na aviação militar brasileira. Essa necessidade justifica-se pelo fato de as ferramentas de prevenção do Sistema de Investigação de Acidentes Aeronáuticos - SIPAER não serem capazes de fornecer indicadores objetivos de segurança operacional. Considerando, com dados do presente, as interrelações entre os fatores contribuintes para ocorrências aeronáuticas. Trata-se de um estudo exploratório, de abordagem empírico-analítica, que trabalha com dados primários oriundos de uma pesquisa de campo que testa a hipótese de que os modelos causais podem ser aplicados na concepção de indicadores de segurança operacional aeronáutica. A partir da resposta positiva obtida, formulam-se novas questões a serem exploradas e equacionadas em estudos futuros. A coleta de dados faz-se por meio de duas pesquisas, a amostragem é não probabilística intencional e as amostras são compostas daqueles que atuam direta e indiretamente em atividades de ensaios em vôo. Os resultados demonstram que análises qualitativas fundamentadas em dados quantitativos de mapas causais, criados a partir da percepção de especialistas, podem ser utilizados como recurso de prevenção pró-ativa em proveito da gestão de segurança operacional de ensaios em vôo na aviação militar brasileira. Recomenda-se para estudos futuros a utilização de modelos dinâmicos para o calculo de indicadores objetivos da segurança e sugere-se estender a aplicação da técnica em um contexto operacional mais amplo.

Esta dissertação apresenta o desenvolvimento da teoria de dinâmica de voo e o conceito de controle a ser aplicado na modelagem e simulação de voo de um VANT com decolagem e pouso vertical proposto. Um conceito de aeronave de asa semi-tandem é projetado e os coeficientes aerodinâmicos, propriedades inerciais e parâmetros de controle são estimados, o que permitiu a implementação da teoria proposta. O modelo fez uso das equações de movimento multi-corpos onde a aeronave é dividida em partes de forma que a asa, o estabilizador horizontal e os rotores sejam entidades independentes. Além disso, o sucesso da fase de transição de voo pairado para cruzeiro e de cruzeiro para voo pairado pode ser verificado se houver a possibilidade da aeronave trimar ao longo do regime de velocidades de voo, em outras palavras, se houver uma combinação de estados de movimento que mantenha a aeronave estável do voo pairado para a condição de cruzeiro. Assim, as curvas de trimagem que expressam os estados são calculadas usando a minimização de uma função de custo envolvendo a soma dos quadrados de alguns dos estados de movimento, definidos pelas equações de movimento mencionadas anteriormente. Tal minimização é realizada usando o algoritmo Simplex Sequencial. Além disso, é apresentada uma estratégia de controle que estabiliza a aeronave durante a transição de voo pairado para configuração de cruzeiro, que é testada em simulação computacional de um voo longitudinal acelerado e desacelerado, ou seja, de voo pairado para cruzeiro e de cruzeiro para voo pairado. Finalmente, um protótipo da aeronave estudada é apresentado. / This thesis presents the development of the flight dynamics theory and control concept to be applied in the modeling and flight simulation of a proposed VTOL UAV. A semi-tandem wing aircraft concept is designed and the aerodynamic coefficients, inertial properties and controls parameters are estimated, which allowed the implementation of the proposed theory. The model made use of the multi-body equations of motion where the aircraft is divided in parts so that the wing, horizontal stabilizer and rotors are independent entities. Additionally, the success of the transition phase from hovering to cruise and from cruise to hovering can be verified if there is the possibility of the aircraft to trim along the flight speed regime, in other words, if there is a combination of states of motion that keep the aircraft stable from hover to cruise condition. So, the trim curves expressing the states are computed using the minimization of a cost function involving the sum of the squares of some of the states of motion, defined through the equations of motion previously mentioned. Such minimization is performed using the Sequential Simplex algorithm. Moreover, a control strategy that stabilizes the aircraft while it transitions from hovering to cruise configuration is presented, which is tested in computer simulation of an accelerated and decelerated longitudinal flight, that is, from hovering to cruise condition, and from cruise to hovering condition. Finally, a prototype of the aircraft studied is presented.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This study aims to investigate the existence of a metafictional poetics developed along the literary production of Sérgio Sant'Anna, which would culminate in the book O voo da madrugada (2003). The main goal is to show how it is possible to think O voo da madrugada as the resumption and systematization of Sérgio Sant Anna s work in which the writer would seek to transform in fictional matter the three instances of the literary process creation, work, reception which are themed, respectively, in the three parts into which the book is divided. For this purpose, first of all we sought to study the phenomenon of textual metafictionality in its relationship with postmodernism in order to check what is the specificity of contemporary metafiction and what modes and forms it may assume; later, the literary production of Sérgio Sant'Anna was analyzed in parallel to contemporary Brazilian literature, in order to investigate what are the metafictional trends assumed by Sant Anna s fiction and what is its position in the Brazilian literary scene, and then study how these trends converge systematically in the book O voo da madrugada. / Este trabalho tem como meta investigar a existência de uma poética metaficcional desenvolvida ao longo da produção literária de Sérgio Sant Anna, que culminaria no livro O voo da madrugada (2003). O objetivo principal é mostrar como é possível pensarmos O voo da madrugada como a retomada e sistematização da obra sant anniana, em que o escritor buscaria transformar em matéria ficcional as três instâncias do processo literário, criação obra recepção, que são tematizadas, respectivamente, nas três partes em que o livro é dividido. Para tanto, buscou-se estudar, primeiramente, o fenômeno da metaficcionalidade textual em sua relação com o pós-modernismo, a fim de verificar qual é a especificidade da metaficção contemporânea e quais os modos e as formas que ela pode assumir; posteriormente, a produção literária de Sérgio Sant Anna foi analisada em paralelo à literatura brasileira contemporânea, no intuito de investigar quais são as tendências metaficcionais assumidas pela ficção sant anniana e qual é a sua posição no cenário literário brasileiro, para então estudarmos como essas tendências confluem sistematicamente no livro O voo da madrugada.

O presente trabalho tem por objetivo apresentar e utilizar a técnica de inversão dinâmica ao modelo não-linear de uma aeronave. As equações do movimento são deduzidas e apresentadas brevemente. O modelo não linear da aeronave F-16 é desenvolvido e simulado. O conceito de inversão dinâmica é apresentado e considerações sobre suas aplicações são feitas. Selecionam-se algumas dinâmicas desejadas e aplica-se a técnica de inversão dinâmica ao modelo da aeronave, a fim de verificar o comportamento do sistema. Considerações sobre robustez e qualidade de vôo são realizadas.

É apresentado um procedimento de análise usando simulação das correntes elétricas de alimentação de sistemas de comando de vôo para dimensionamento de fios e cabos elétricos a serem utilizados por tais sistemas com ênfase nos atuadores eletro-mecânicos que utilizam motores brushless de corrente contínua como forma de conversão de energia elétrica em mecânica. A abordagem pode ser aplicada a outros sistemas que utilizam a mesma forma de atuação. Os resultados obtidos por simulação são mostrados na forma de gráficos de correntes elétricas para algumas condições específicas de um sistema genérico. Uma análise comparativa desses resultados fornece dados que contribuem para a especificação dos fios e cabos elétricos buscando sua otimização e evitando que sobre-correntes danifiquem o sistema e sua cablagem.