O vôo por sistemas automáticos aumenta a capacidade operacional, aumenta a segurança, e reduz a carga de trabalho. Aproximações e pousos por instrumentos, operações categoria III, perfil de vôo com economia de combustível são alguns exemplos do aumento de capacidade operacional fornecidos pelo uso de sistemas automáticos. Vários níveis de automação estão disponíveis. O piloto escolhe o nível de automação que será necessário para atingir as metas do vôo, escolhendo o nível que fornece mais segurança e redução da carga de trabalho. Os sistemas automáticos dão excelentes resultados em uma grande rede de situações. Os desvios de performance que podem ocorrer, acontecem normalmente por uma má interpretação por parte da tripulação. Quando os sistemas automáticos não têm o desempenho esperado, o piloto deve reduzir o nível de automação até que o desempenho correto seja realizado. Reduzir o nível de automação pode ser necessário para garantir que o devido controle da aeronave seja mantido. O piloto deve aumentar o nível de automação apenas quando o controle da aeronave for assegurado.
The Glass Cockpit John Knight
University of Virginia Evolução do sistema
O primeiro ato significante relativa à automação ocorreu em 1912, com a introdução de um piloto automático mecânico. No entanto, a era dos computadores eletrônicos só começou mesmo em 1950 com a criação dos
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pilotos automáticos baseados em computação analógica. Uma transição significativa da era da automação foi que este substituiu o engenheiro de vôo, permitindo deste modo à redução da tripulação de três para dois. Antes da era dos computadores digitais nas cabines de comando, instrumentos mecânicos forneciam as informações para os pilotos e engenheiros de vôo, na maior parte na forma de “reloginhos”. Estes instrumentos mecânicos eram caros de ser produzidos, pouco confiáveis, e exigiam uma manutenção rigorosa por pessoal qualificado.
Em aeronaves modernas, os cockpits são agora chamados de glass cockpit, por causa do arranjo dos instrumentos digitais no lugar dos antigos instrumentos analógicos. Por de trás dessas modernas telas existem uma variedade de computadores, sensores e atuadores, todos interconectados, constituindo o sistema de avionica.
O Flight management system (FMS) é um dos componentes da avionica que proporciona uma variedade de informações e serviços associados ao piloto. Ele tem conexão com os sistemas de navegação, controles do motor, as telas de display (EFIS), e vários outros componentes que facilitam ações como a própria navegação, desempenho, perfis de subida e descida, e o planejamento total do vôo.
O piloto automático proporciona serviços que auxiliam os pilotos e ajudam em atividades de longa duração. Serviços como manter a aeronave nivelada enquanto em cruzeiro, mudança de altitude, velocidade, e mudanças no ângulo de subida/descida e de rolagem.
Um recente inovadora ferramenta é o enhanced ground proximity warning system (EGPWS), em português sistema avançado de alerta de aproximação
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do solo. Muitos acidentes chamados de vôos controlados em direção ao solo (CFIT - controlled flight into terrain) ocorreram. Nesses eventos, a tripulação voa uma aeronave, sem problemas técnicos, em direção ao solo por varias razões como a perda de consciência situacional. O EGPWS pega informações como a presente posição da aeronave, velocidade, proa, e uma base de dados do terreno voado, computa todas essas informações formando um trajeto que será voado nos minutos seguintes. Se no meio do trajeto não for seguro, ele avisa o piloto.
(Matéria retirada do site: http://www.computer.org/portal/site/ieeecs/index.jsp) Conforme o texto acima, todas essas tecnologias melhoram a segurança e o entrosamento entre o homem e a maquina, diminuindo a carga de trabalho em cima do piloto.
Porém às vezes o piloto confia de mais nesses sistemas, o que pode gerar problemas conforme o texto abaixo, retirado do site da BBC.
(http://www.bbc.co.uk/portuguese/reporterbbc/story/2007/08/070809_aviaotecn ologia_ep.shtml)
Perigo para pilotos é confiar demais no computador, diz especialista.
BBC Brasil - De que forma a automação da cabine do avião modificou a função do piloto?
Kenneth Funk - A automação substituiu funções que antes eram do piloto. O piloto tornou-se um supervisor de sistemas. Ele tem menos funções agora no sentido de controlar o avião de momento a momento. Agora ele programa o computador, determina parâmetros e monitora a automação.
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BBC Brasil - Essa dependência na automação pode afetar a segurança do vôo?
Funk - Sim, pode afetar. Os aviões automatizados podem ser operados manualmente e automaticamente. Algumas companhias aéreas exigem que os pilotos voem manualmente por determinado tempo para manter suas habilidades do vôo manual. Se os pilotos contam muito com a automação ou se não mantêm habilidades manuais, isso pode levar a problemas. Há situações em que a automação falha ou situações em que não é apropriado usar a automação, em que seria mais apropriado voar manualmente.
BBC Brasil - Então pode haver um excesso de confiança nos computadores?
Funk - Encontramos evidências em nosso estudo de que os pilotos podem ficar excessivamente confiantes nos computadores. Quando tudo funciona muito bem, é muito fácil nos tornarmos complacentes. Quando algo incomum acontece, não estamos em um estado de alerta para lidar com a situação rapidamente. Os pilotos são seres humanos. São altamente treinados, motivados e habilidosos, ou não seriam autorizados a voar. Mas são pessoas, e pessoas podem relaxar na vigilância. Na maioria das vezes os erros que resultam disso não são sérios, os próprios pilotos os corrigem, mas às vezes os erros não são identificados e algo de ruim acontece. Se você suspeita que há algo de errado com a automação ou se está ciente do perigo da complacência, então isso pode colocá-lo em um alto estado de alerta, ficando melhor preparado se um problema ocorrer.
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BBC Brasil - Essa dependência na automação pode afetar a segurança do vôo?
Funk - Sim, pode afetar. Os aviões automatizados podem ser operados manualmente e automaticamente. Algumas companhias aéreas exigem que os pilotos voem manualmente por determinado tempo para manter suas habilidades do vôo manual. Se os pilotos contam muito com a automação ou se não mantêm habilidades manuais, isso pode levar a problemas. Há situações em que a automação falha ou situações em que não é apropriado usar a automação, em que seria mais apropriado voar manualmente.
BBC Brasil - Então pode haver um excesso de confiança nos computadores?
Funk - Encontramos evidências em nosso estudo de que os pilotos podem ficar excessivamente confiantes nos computadores. Quando tudo funciona muito bem, é muito fácil nos tornarmos complacentes. Quando algo incomum acontece, não estamos em um estado de alerta para lidar com a situação rapidamente. Os pilotos são seres humanos. São altamente treinados, motivados e habilidosos, ou não seriam autorizados a voar. Mas são pessoas, e pessoas podem relaxar na vigilância. Na maioria das vezes os erros que resultam disso não são sérios, os próprios pilotos os corrigem, mas às vezes os erros não são identificados e algo de ruim acontece. Se você suspeita que há algo de errado com a automação ou se está ciente do perigo da complacência, então isso pode colocá-lo em um alto estado de alerta, ficando melhor preparado se um problema ocorrer.
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BBC Brasil - Quais são as soluções para lidar com os problemas da automação da cabine?
Funk - Além do treinamento, a companhia área pode adotar uma política de como o piloto deve usar a automatização. No início do sistema de administração de vôo, algumas empresas esperavam que o piloto usasse o máximo de tempo possível os equipamentos comprados.
Em algumas situações é inapropriado usar a automação em sua total capacidade. Às vezes é mais apropriado voar manualmente. À medida que os pilotos foram encontrando problemas com a política de total automação, algumas empresas adotaram políticas mais realistas: cabe ao piloto decidir que nível de automação deve ser utilizado e em quais circunstâncias.
O piloto é a pessoa que está no controle. Há também a questão do design dos equipamentos e dos controles e a lógica dos programas. Mas as mudanças nesse sentido levam mais tempo para serem implementadas.
A reportagem a seguir também contém informações para alertar as tripulações quanto ao uso de aparelhos automatizados.
Falta de conhecimentos dos sistemas embarcados é a principal causa dos acidentes em aeronaves modernas
A indústria aeronáutica e as autoridades de certificação vêm se debruçando sobre novos padrões de segurança a serem aplicados na prevenção do mau funcionamento de sistemas automatizados e de erros da tripulação. Estudos de psicologia orientam o desenvolvimento de softwares embarcados, que são exaustivamente testados e estratificados em vários níveis de confiabilidade. Se
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a existência de automatismo produz falhas, a ausência também permite erros de julgamento das tripulações, aliás, o fator número um nos acidentes aeronáuticos brasileiros. Dos fatores contribuintes, a incompleta compreensão dos sistemas embarcados é um dos mais freqüentes.
Sistemas integrados automáticos são mais produtivos, leves e baratos, mas demandam maior conhecimento por parte das tripulações. Aos aviadores mais conservadores, a habilidade psicomotora poderia parecer mãe de todas as virtudes, porem é difícil conceber uma circulação aérea aos números atuais sem sistemas FMS, RVSM, recursos de Flight Director, GPS, TAWS ou CAS.
As investigações de acidentes ocorridos em aeronaves com alto nível de automatismo vêm apontando alguns fatores em comum. Um deles, muito freqüente, refere-se á dificuldade que eventualmente as tripulações apresentam ao lidar com as respostas dos sistemas automáticos. A lógica de operações das aeronaves nem sempre é amplamente compreendida e, em determinadas circunstâncias, o piloto surpreende-se com uma reação dos comandos, das menetes ou do piloto automático que não reconhece correta e tenta interferir.
Sistemas automáticos sempre estiveram presentes, desde os primeiros projetos de motores, com válvulas e pistões em funcionamento sincronizado, bem como nos antigos biplanos militares, cujos tiros de metralhadora atravessavam o disco das hélices sem as danificar. Ao longo das décadas, as tecnologias empregadas migraram dos sistemas mecânicos para hidráulicos, elétricos e eletrônicos. Mas a grande novidade dos anos 1989 foi a introdução da informática embarcada. Por meio dela foi possível sintetizar informações, que passaram a ser disponibilizadas aos pilotos por meio de EFIS (Eletronic 27
Flight Information Sistem), já parcialmente tratadas. Esperava-se que o EFIS resolvesse várias questões que dificultavam o aumento da capacidade das aeronaves, sua versatilidade, além da excessiva carga de trabalho imposta ás tripulações. Daí o surgimento de sistemas integrados de gerenciamento de vôo com comandos Fly-by-wire, sistemas de navegação inecial, GPS e pilotos automáticos programáveis. Hoje, um Boing 777 pode ser operado por apenas dois pilotos; seu irmão mais antigo, o trirreator 727, exigia até quatro tripulantes.
Na medida em que o volume de informações disponíveis ao piloto cresce, sua carga de trabalho tenderia a elevar-se na mesma proporção, não fosse o automatismo. Mas, na era do very light jet, jatos leves que serão voados por apenas um piloto, com velocidades acima de 300 nós e sistemas de glass cockpit complexos, a formação do tripulante e sua capacitação nos equipamentos embarcados terão um peso ainda maior na segurança de vôo.
Por isso, a ANAC precisa estar atenta à qualidade dos cursos, aos equipamentos empregados e à modernização de suas normas. Afinal, a automação sempre existiu e tende a crescer, já que há tecnologia para isso e o momento econômico mundial é favorável. Com ela precisamos crescer também. Os paradigmas de formação de profissionais de aviação merecem ser revistos. Com espaços aéreos congestionados e custos operacionais em elevação, aprender voando está se tornando um luxo. As tecnologias de alerta situacional e automatismo já podem ser estudadas por softwares tipo CBT, voadas em Flight Training Devices e finalmente treinadas em vôo.
(Aeromagazine, Ano 14 nº 166, pág. 28)
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O acidente a seguir é um dos mais famosos no que diz respeito à falta de treinamento da tripulação no uso dos sistemas automáticos da aeronave.