UNIVERSIDADE DO SUL DE SANTA CATARINA VENNER MOREIRA SANTANA
A EVOLUÇÃO DOS DISPOSITIVOS DE NAVEGAÇÃO
Palhoça 2018
VENNER MOREIRA SANTANA
A EVOLUÇÃO DOS DISPOSITIVOS DE NAVEGAÇÃO
Monografia apresentada ao Curso de graduação em Ciências Aeronáuticas, da Universidade do Sul de Santa Catarina, como requisito parcial para obtenção do título de Bacharel.
Orientador: Prof. Angelo Damigo Tavares
Palhoça 2018
VENNER MOREIRA SANTANA
A EVOLUÇÃO DOS DISPOSITIVOS DE NAVEGAÇÃO
Esta monografia foi julgada adequada à obtenção do título de Bacharel em Ciências Aeronáuticas e aprovada em sua forma final pelo Curso de Ciências Aeronáuticas, da Universidade do Sul de Santa Catarina.
Palhoça, 10 de Dezembro de 2018.
__________________________________________ Orientador: Prof. Angelo Damigo Tavares
__________________________________________ Prof. Nome completo, abreviatura da titulação
Dedico este trabalho à minha esposa, Patrícia. Inspiradora das minhas decisões.
RESUMO
Esta pesquisa teve como objetivo geral descrever os avanços tecnológicos que modificaram os recursos da navegação aérea e relacionar essa evolução com o progresso da segurança operacional. Sua natureza é de caráter descritivo, com procedimentos bibliográficos e conclusão qualitativa, feito por meio de levantamento de informações através de livros, revistas, meios impressos e internet. Finalizado a pesquisa, conclui-se que a evolução da navegação aérea acompanhou as necessidades existentes em cada período histórico, e que seu alcance superou a proposta primária, de permitir o voo em condições de baixa visibilidade, pois esta evolução influenciou diretamente na solidificação da segurança operacional aérea.
Palavras-chave: Dispositivos de Navegação Aérea. Navegação Aérea. Evolução da Navegação Aérea. Infraestrutura Aeronáutica.
ABSTRACT
This research had as general objective to describe the technological advances that modified the resources of the air navigation and to relate this evolution with the progress of the operational safety. Its nature is descriptive, with bibliographic procedures and qualitative conclusion, made through the collection of information through books, magazines, print media and the internet. At the end of the research, it was concluded that the evolution of the air navigation followed the needs existing in each historical period, and that its scope exceeded the primary proposal, to allow the flight in conditions of low visibility, since this evolution directly influenced the solidification of the safety operations.
Keywords: Air Navigation Devices. Air Navigation. Air Navigation’s Evolution. Aeronautical Infrastructure.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 – Painel da aeronave voada por James Doolittle ... 17
Figura 2 - A constituição do sistema de Rádio Farol de Quatro Cursos ... 18
Figura 3 - Rádio Compasso ou RDF ... 18
Figura 4 - VOR (Instrumento de bordo) ... 19
Figura 5 - ADF(Antena receptora dos sinais do NDB) ... 19
Figura 6 - Display Inercial Boeing 737 ... 20
Figura 7 - Comparação entre Rota convencional e Rota GNSS ... 21
Figura 8 - Espectadores cercando o Curtiss C-2 no qual Lawrence demonstrou seu estabilizador giroscópico. ... 23
Figura 9 - Lawrence Sperry e Emil Cachin ... 23
Figura 10 - De Havilland DH-106 Comet 4C... 24
Figura 11 - Cockpit Super Constellation ... 24
Figura 12 - Painel EFIS Embraer E190-E2 ... 26
Figura 13 - EGPWS - Visão do Piloto ... 26
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Estatísticas de CFIT ... 27
Tabela 2 - Histórico de acidentes da aviação civil brasileira, de 1979 a 2015. ... 28
Tabela 3- Decolagens registradas no sistema DCERTA e taxa de acidentes com e sem fatalidades nos ... 29
Tabela 4 - Relação entre acidentes (incluindo aviação agrícola e regular) e o consumo de combustível de aviação, de 2011 a 2015. ... 29
Tabela 5 – Índice de Acidentes Aeronaves Particulares... 30
Tabela 6 - Índice de Acidentes Taxi Aéreo ... 31
Tabela 7 - Índice de Acidentes Linha Aérea ... 31
LISTA DE ABREVIATURAS
ADF Automatic Direction Finder
ADS Vigilância Automática Dependente
ADS -B Automatic dependent surveillance—broadcast ADS -C Automatic dependent surveillance—contract CFIT Control Flight Into Terrain
CRM Gerenciamento de Recursos da Tripulação / Crew Resource Management EFIS Electronic Flight Instrument System
EGPWS Enhanced Ground Proximity Warning System GNSS Global Navigation Satellite System
IFR Voo por Instrumento NDB Non Directional Beacon
PBN Navegação Baseada em Performance RNAV Navegação de Área
SGSO Sistema de Gerenciamento de Segurança de Voo
SOP Procedimentos Operacionais Padrões / Standard Operating Procedures VOR VHF Onidirecional Range
LISTA DE SIGLAS
ANAC Agência Nacional de Aviação Civil CBAer Código Brasileiro da Aeronáutica
CENIPA Centro de Investigação e Prevenção de Acidentes Aeronáuticos DAC Departamento de Aviação Civil
DECEA Departamento de Controle do Espaço Aéreo FANS Future Air Navigation Systems
SUMÁRIO 1.INTRODUÇÃO ... 13 1.1 PROBLEMA DA PESQUISA ... 14 1.2 OBJETIVOS ... 14 1.2.1 Objetivo Geral ... 14 1.2.2 Objetivos Específicos ... 14 2JUSTIFICATIVA ... 14 3METODOLOGIA ... 15
3.1 NATUREZA E TIPO DA PESQUISA ... 15
4REFERENCIAL TEÓRICO ... 16
4.1 Navegação Estimada ... 16
4.2 Navegação Radiogoniométrica ... 17
4.3 Navegação Eletrônica... 19
4.4 Navegação por Satélite ... 20
4.5 A Evolução do Treinamento e Conhecimento Técnico ... 21
4.6 Piloto Automático ... 22
4.7 O Aprimoramento da Cabine de Comando ... 24
4.8 EFIS e EGPWS ... 25
5REFLEXOS DA TECNOLOGIA NA DIMINUIÇÃO DE ACIDENTES AERONÁUTICOS. ... 28
6COMPARATIVO DE ACIDENTES AÉREO ENTRE 2008 E 2018 ... 29
7CONCLUSÃO ... 34
13
1. INTRODUÇÃO
O Professor Titus Roos (2009) ensinou que desde os princípios da civilização o homem tem procurado solucionar o problema de deslocamento entre dois pontos, que normalmente se dava através de referências visuais, tais como: rios, montanhas, árvores, cavernas, córregos etc. Esse deslocamento orientado, que podemos chamar de navegação(do
latim: “navis” = embarcação e “agere” = locomove-se) foi evoluindo com o passar do
tempo, e graças a inteligência humana, máquinas e instrumentos para deslocamento foram criados com o intuito de aperfeiçoar a navegação de um ponto ao outro. Ainda que os recursos atuais sejam diferentes dos utilizados em outrora, os elementos básicos são os mesmos: determinar durante um deslocamento na superfície terrestre a posição atual constantemente.
Aponta Monteiro (2002) que o início das atividades comerciais na aviação surgiu após o término da Primeira Guerra Mundial, no ano de 1919 com serviços de transporte aéreo postal na Alemanha. A partir de então, a evolução das aeronaves e a necessidade de ligações aéreas cada vez mais distantes sobrevoando áreas inóspitas obrigou os países a implantarem “auxílios” no solo para que os pilotos pudessem se orientar e se localizar, principalmente no período noturno ou mediante condições de baixa visibilidade, como em um mau tempo ou sob a nebulosidade das nuvens.
A necessidade comercial impulsionou os avanços na navegação aérea, da simples navegação visual e estimada, onde os pilotos utilizavam instrumentos básicos – uma bússola, um velocímetro e um relógio - ao surgimento da radionavegação, da navegação eletrônica e, por fim, o que há de mais avançado, a navegação por satélite. Esses avanços, com o intuito de aprimorar a orientação geográfica e a navegação sob baixa visibilidade ou até mesmo visibilidade inexistente, revolucionaram a navegação aérea e nos trouxeram hoje para um patamar de categoria de transporte mais seguro do mundo.
Estes avanços tecnológicos que resultaram em diminuição de acidentes aeronáuticos foram tanto externos, ex. auxílios de navegação, estudos meteorológicos, controladores de voo, etc. Quanto no interior de uma aeronave, ex. automação, ergonomia na cabine de comando e gerenciamento de recursos/tarefas no cockpit(CRM). Assuntos estes que serão o cerne do desenvolvimento desta monografia.
14
1.1 PROBLEMA DA PESQUISA
De que forma a evolução dos recursos de navegação aérea impactou na diminuição de acidentes nos últimos 10 anos?
1.2 OBJETIVOS
1.2.1 Objetivo Geral
Descrever os avanços tecnológicos que modificaram os recursos da navegação aérea e analisar os índices de acidentes dos últimos 10 anos.
1.2.2 Objetivos Específicos
Descrever a evolução da navegação aérea e seus dispositivos tecnológicos;
Argumentar sobre a influência dos recursos tecnológicos na navegação aérea sob a perspectiva de segurança operacional.
Comparar por meio de análises do CENIPA a influência dos avanços tecnológicos na diminuição de acidentes e incidentes aeronáuticos.
2 JUSTIFICATIVA
O avião como conhecemos hoje, a navegação aérea atual, e todos seus dispositivos são um resultado de uma evolução e aprimoramento de ideias de diversas mentes pensantes, sem associação unicamente a um personagem, ou país. Esse aprimoramento se deu por diversos fatores e necessidades. Quais foram essas necessidades? O que motivou esse desenvolvimento? Como era antes? Como está agora? Perguntas como estas são parte do interesse desta monografia, o qual é delineado pelo autor no intuito de explorar o conhecimento sobre a evolução da navegação aérea, os recursos primários, a inovação, e o cenário atual.
Convém lembrar que o estudo do contexto histórico de uma atividade permite o conhecimento dos fatores que a motivaram, justificaram e contribuíram para seu desenvolvimento (Borges 1996). Assim o estudo histórico pode trazer importantes respostas
15
sobre determinada atividade, deixando em segundo plano, datas, fatos e personagens importantes, ainda que não se pode omiti-los, no entanto o âmbito fundamental da história “é fornecer à sociedade explicações sobre ela mesma” (BORGES, 1996, p.49) utilizando-se dispositivos próprios como a pesquisa e investigação.
A aviação é cuidadosamente monitorada por diversos índices - economia, segurança, custo, etc. Através dos índices de segurança operacional fornecidos pelo CENIPA, constata-se uma diminuição de acidentes nos últimos anos, não coincidentemente o conteúdo deste trabalho mostra essa diminuição de acidentes aeronáuticos associada à evolução dos recursos tecnológicos.
Assim, é relevante o conteúdo desta monografia, na finalidade de familiarizar o leitor com o contexto histórico de seu ambiente profissional e proporcionar-lhe uma melhor visualização do cenário atual associado à evolução dos recursos passados.
3 METODOLOGIA
3.1 NATUREZA E TIPO DA PESQUISA
O presente trabalho caracteriza-se por sua natureza descritiva, com procedimentos bibliográficos e conclusão qualitativa. Tendo como essência descrever os eventos da evolução da navegação aérea, sem opinar, ou tratar de ponto de vista ou mesmo manipular a pesquisa para uma linha de entendimento pessoal, mas sim, descrever os acontecimentos históricos que contribuíram para evolução da navegação aérea, contribuindo como um registro sucinto sobre o assunto.
O procedimento para coleta de dados baseará no processo bibliográfico, o qual será feito por meio de levantamento de informações através de livros, revistas, meios impressos e internet. A interpretação deste trabalho se dará de forma qualitativa, por se basear na realidade para fins de compreender uma situação única (RAUEN, 2002).
16
4 REFERENCIAL TEÓRICO
4.1 Navegação Estimada
Diante de todos os métodos de navegação apresentados neste trabalho, a navegação estimada, a princípio, parece ser a mais simples e insignificante no tocante ao quesito de influenciar o desenvolvimento da tecnológica aeronáutica, porém, ao contrário do que parece, essa navegação teve seu papel fundamental para a evolução da navegação aérea.
Explicando de modo sucinto sobre a navegação estimada, conforme instruído pelo professor Titus Roos (2009), trata-se de uma modalidade de navegação onde o piloto utiliza cálculos baseados no tempo de deslocamento, proa voada (direção do eixo longitudinal de uma aeronave em voo), curso, direção e intensidade do vento, velocidade no solo etc para determina sua posição geográfica.
No ano de 1925, com o aumento da utilização do modal aéreo, e após um estudo do exército americano a fim de aperfeiçoar a navegação aérea praticada na época, que era a navegação estimada, foram concluídas duas principais ações. Primeiro desenvolver instrumentos que permitissem ao piloto navegar sem referências externas e, segundo, desenvolver infraestrutura de auxílios à navegação (navaids) baseados no solo que pudesse ser recebida e interpretada pelas aeronaves em voo. (HELFRICK, 2002)
Dentro desse contexto e esforço para o melhoramento da navegação estimada, no dia 24 de setembro do ano de 1929, em Mitchell Field, New York, Estados Unidos, o piloto militar americano James Doolittle realizou o primeiro “blind flight”, um voo conduzido sem referências visuais externas, onde a orientação foi obtida inteiramente através dos instrumentos de bordo, destacando-se o horizonte artificial e o giro direcional. Esse foi o “pontapé” para o surgimento posterior da Navegação Radiogoniométrica, ou Radio Navegação. (HELFRICK, 2002)
17
Figura 1 – Painel da aeronave voada por James Doolittle
Fonte: SDASM (1929)
4.2 Navegação Radiogoniométrica
Com o progresso advindo da capacidade dos pilotos se guiarem sem referências externas, utilizando o altímetro e horizonte artificial, ainda faltava um instrumento que fosse capaz de orientar os pilotos ao longo de suas rotas na trajetória correta entre duas ou mais localidades. Havendo a bordo tal instrumento não seria mais necessário olhar para fora da cabine de pilotagem, a fim de se buscar orientação e localização ao longo do voo, ao contrário do que se fazia, observando-se a geografia das localidades e as constelações de estrelas (navegação astronômica, a qual não será abordada neste trabalho).
Despertou-se, assim, a dúvida de como estabelecer uma comunicação entre um instrumento de bordo e a infraestrutura de auxílios à navegação aérea instalados no solo, pois os auxílios de solo existentes, no caso os faróis refletores e luminosos, serviam apenas como marcadores de posição das principais cidades e aeródromos, agregando relativos benefícios à aviação, principalmente durante a navegação noturna. Mas pouco satisfatório durante condições adversas de meteorologia, a exemplo de um nevoeiro, causador da difusão do feixe de luz. (KAYTON 1997)
É descrito por Helfrick (2002) que, com a popularização da transmissão comercial das ondas de rádio iniciadas na década de 1920, vislumbrou-se a possibilidade de se embarcar nas aeronaves equipamentos rádio transceptores, porém havia grandes desafios a serem superados. Os motores ocasionavam grande vibração e os equipamentos rádio nunca haviam sido testados em tais condições. Então, em 1929, nos Estados Unidos, iniciou-se o período de utilização das ondas de rádio empregadas à navegação aérea. Foram instalados, em solo, transmissores de ondas de rádio de baixa e média frequência, chamados de radiofaróis, para
18
que as aeronaves equipadas com receptores adequados pudessem receber tais sinais e assim navegar de acordo com as orientações obtidas por intermédio da leitura dos instrumentos que indicavam rumos, por meio de rádio marcações recebidas das antenas de solo.
E assim, vertiginosamente, o processo de navegação experimentava sua revolução no tocante a navegação aérea em rota, pois, a partir de então, seria possível navegar recebendo sinais de orientação oriundos do solo, ao invés de buscar por referências visuais ou astronômicas para se localizar.
Com a evolução deste recurso, geraram-se os mais famosos e utilizados auxílios da radio navegação, NDB (Non Directional Beacon) e o VOR (VHF Onidirecional
Range), que foram o auge dessa navegação, a qual era feita apenas em 4 direções, através do
Four Course Radio Beacon ou Rádio-Farol de Quatro Cursos, percussor do NDB
(JOHNSTON, 1998) .
Figura 2 - A constituição do sistema de
Rádio Farol de Quatro Cursos Figura 3 - Rádio Compasso ou RDF (Radio Directional Finder).
Fonte: WOOD (2008) Fonte: WOOD (2008)
Com a criação do NDB e VOR, tornou-se possível a navegação em um azimute completo de 360º a partir da estação, e mais precisão nas operações, além de procedimentos de chegada e saída de aeronaves. Isso foi sem dúvida um grande feito naquela época, e um grande advento revolucionário para exploração e evolução da navegação aérea.
19
Figura 4 - VOR (Instrumento de bordo) Figura 5 - ADF(Antena receptora dos sinais do NDB)
Fonte: WOOD (2008) Fonte: WOOD (2008)
4.3 Navegação Eletrônica
A navegação aérea em rotas sobre regiões povoadas se desenvolveu de maneira satisfatória, apoiados por auxílios rádio navegação, instalados no solo e aeroportos, servindo de balizadores de aerovias e localização geográfica.
Porém, com a exploração de voos mais longos, rotas transoceânicas, transdesérticas e transpolares advindas da nova geração de jatos comerciais de grande alcance e autonomia de voo, tornou-se necessário a implementação de novos recursos de navegação aérea de longo curso, pois a rádio navegação apresentava problemas relacionados à carência de instalações apropriadas que obtivessem uma cobertura eficaz nestas amplas regiões remotas. (SALVAT, 1979)
Após um período de desenvolvimento e testes de sistemas, foi em 1950 que o maior avanço em navegação aérea de longo curso concretizou-se, com o sistema de navegação inercial ou INS11 (Inercial Navigation System).
Descrito por Johnston (1998), como um modelo de navegação baseado no sistema de coordenadas geográficas. Composto por sensores, acelerômetros e giroscópios que fornecem parâmetros, os quais são processados em computadores digitais e assim determinado a presente posição da aeronave, bem como indicações de rumo para próximas posições.
Apesar de ser um sistema autônomo, ou seja, não precisar de auxílios externos, a navegação inercial não é perfeita, pois como a posição é atualizada baseada em cálculos matemáticos, cada pequeno erro vai sendo integrado ao próximo cálculo e ao final de uma hora de voo, pode-se ter um erro de até 1 milha da posição original.
20
Para corrigir esse problema de acúmulo de erro, o sistema inercial recebe atualização de posição por estações de radio navegação e quando voando sobre oceanos, recebe atualização de posição pelo GPS.
Este sistema foi um grande avanço para aviação, solucionou os problemas com voos de longo curso, e sobre locais sem auxilio, como oceanos, e locais desérticos, mas nos dias atuais, a navegação eletrônica (inercial) deu lugar à tecnologia GNSS – navegação baseada em satélites, devido a uma série de vantagens, como precisão de localização, confiabilidade etc.
Figura 6 - Display Inercial Boeing 737
Fonte: LANGELLOTTI (2009)
4.4 Navegação por Satélite
Com o constante crescimento da aviação, principalmente da demanda de voos comerciais, a estrutura de navegação aérea tornou-se ineficiente, provocando em 1983 uma reunião e instalação de um comitê, organizado pela ICAO, a fim de discutir o futuro da navegação aérea e solucionar o aumento do fluxo de tráfego aéreo. (BASÍLIO, 2011). O comitê organizado, o qual era conhecido como comitê FANS(Future Air Navigation Systems) estabeleceu novos conceitos na aviação no âmbito da comunicação, vigilância, navegação e gerenciamento de tráfego aéreo, fomentando a exploração de satélites para aperfeiçoar a navegação aérea, e solucionar os temas acima citados .
Assim, criaram-se sistemas ADS- B(broadcasting) e ADS-C(contact) para auxiliar na vigilância, os sistemas CPDLC (Controller Pilot Data Link Communications) com
21
o intuito de auxiliar na comunicação, e os sistemas de Navegação Global ou GNSS, para apoiar os a estrutura da navegação e gerenciamento de tráfego, onde a navegação das aeronaves, e a execução de procedimentos passa a depender da Navegação Baseada em Performance (PBN – Performance-based Navigation) (BASÍLIO, 2011). Não a performance de voo, mas sim a performance operacional de uma aeronave manter-se dentro de uma trajetória específica com margens de erros limites, dando a aviação maior precisão possível até os dias de hoje.
Figura 7 - Comparação entre Rota convencional e Rota GNSS
Fonte: JOHAN, (2016)
A navegação por satélites veio para aperfeiçoar os métodos de navegação, ela permitiu redução da separação entre as aeronaves permitindo assim um aumento da capacidade do espaço aéreo, redução no consumo de combustível devido a rotas mais diretas e consequentemente diminuição dos níveis de emissão de poluentes dos motores no meio ambiente. Além de beneficio indiretamente ligados, por exemplo, redução de tarifas, economia de tempo dos passageiros entre outras.
4.5 A Evolução do Treinamento e Conhecimento Técnico
Com a evolução dos recursos de navegação aérea e do uso comercial do avião, provocou-se uma mudança na filosofia de voo, e a ideia subjetiva do “cada um voa do seu jeito” deu lugar à padronização de voo, encontrada nos SOP (standard operating procedure/
22
“As falhas decorrentes de fatores humanos passaram a ter uma evidência maior em detrimento das falhas oriundas do equipamento, não porque o homem tenha passado a errar mais, mas porque os equipamentos ficaram mais sofisticados e, consequentemente, as falhas humanas ficaram mais evidentes.” (BRASIL, 2004, p.5)
Assim, o treinamento criado pela NASA no ano de 1979, conhecido como CRM, desenvolvido para solucionar o erro humano, o qual tinha sido identificado como a principal causa de vários acidentes de grande destaque da época, trouxe tecnologia à parte operacional por explorar o fator humano, que até então não tinha recebido o devido tratamento. O qual permitiu uma integração maior, uma divisão clara de tarefas ou, em outras palavras, proporcionou à operação aérea uniformidade no gerenciamento de recursos, a fim de conduzir um voo com segurança.
“O conhecimento de conceitos em CRM jamais compensará a ausência de competência técnica. Assim, uma alta competência técnica não garantirá operações seguras sem que exista a coordenação completa da equipe.” (BRASIL, 2005)
Mas o equilíbrio entre treinamento, prática e teoria faz com que o patamar de segurança seja alcançado. Consequentemente a implantação do CRM tende a minimizar o erro da equipe e ampliar o gerenciamento de informações em um momento adverso, não priorizando a competência técnica individual, mas sim o trabalho em equipe, focando na resolução comum.
4.6 Piloto Automático
Lawrence Sperry foi o primeiro inventor a apresentar um recurso próximo ao que conhecemos hoje por piloto automático, na sua inversão apresentada em 18 de junho de 1914 no “Concours de la Securité en Aéroplane” (Competição de Segurança em Aeronaves). Um estabilizador giroscópico ligado aos controles da aeronave, o qual fazia com que o voo ficasse mais estável, permitia o avião voar sem que o piloto estivesse com a mão no manche do avião.
Durante a demonstração de seu invento, estavam na aeronave Lawrence e seu mecânico Emil Cachin. No voo de demonstração, ao passarem pela primeira vez em frente aos jurados, Lawrence tirou as mãos do manche e passou com elas levantadas. Na segunda passagem, ainda com as mãos levantadas, Emil caminhou sobre a fuselagem cerca de 7 metros. A asa momentaneamente se inclinou devido a mudança de peso, e imediatamente o giroscópio corrigiu a mudança de atitude continuando suavemente com o voo. Na terceira
23
passagem estava Lawrence e Emil, um em cada asa e o assento do piloto estava vazio, e a aeronave mantinha seu voo estabilizado e nivelado. (SCHECK, 2017)
Figura 8 - Espectadores cercando o Curtiss C-2 no qual Lawrence demonstrou seu estabilizador giroscópico.
Fonte: SCHECK (2017)
Figura 9 - Lawrence Sperry e Emil Cachin
Fonte: SCHECK (2017)
Essa tecnologia reduziu consideravelmente a carga de trabalho, a ponto de o sistema de piloto automático ser instalado em grande escala e aproximadamente 10 anos depois de sua invenção permitir aviões com motores a reação alçarem voos longos como foi com o DeHavilland DH 106 Comet. (COOK, 1995).
24
Figura 10 - De Havilland DH-106 Comet 4C
Fonte: RASSCHOLEFIELD (1962)
4.7 O Aprimoramento da Cabine de Comando
Nas cabines dos aviões mais antigos toda a instrumentação era analógica, exigindo um monitoramento constante de todos os sistemas do avião, começando desde o acionamento dos motores no aeroporto de origem ao corte dos motores no destino final, voo após voo. Em um voo longo (como por exemplo, Porto Alegre – Nova York, que a Varig realizava a bordo de um Super Constellation, onde o tempo total de viagem era de 24 horas) o cansaço e a fadiga da tripulação era extremamente alto.
Figura 11 - Cockpit Super Constellation
25
A quantidade de informações disponibilizadas à tripulação técnica aumentava ainda mais a carga de trabalho, requerendo uma força física e mental considerável em certas condições (Davies, 1979).
Em meados da década de 1970, as aeronaves contavam com aproximadamente cem instrumentos e controles espalhados pelo cockpit, disputando a atenção dos pilotos durante o voo. Por isso a NASA (National Aeronautics and Space Administration) iniciou um projeto de pesquisa junto ao Langley Research Center para desenvolver um novo conceito de cockpit, uma nova ferramenta que diminuísse a quantidade de instrumentos na cabine, facilitando assim o trabalho da tripulação. (Langley Research Center, 2000).
Foi criado então o conceito de Glass Cockpit, ou seja, substituir todos os instrumentos analógicos por telas digitais que fornecem não só informações básicas dos sistemas da aeronave, mas também sua posição em um mapa e que seja de fácil compreensão. Como resultado desta pesquisa, o Boeing 767 foi o primeiro avião equipado com telas digitais, e também o primeiro avião comercial composto por uma tripulação de somente duas pessoas, eliminado as funções de segundo oficial, engenheiro de voo, navegador, observador e operador de rádio. (MAKE, 2003).
4.8 EFIS e EGPWS
O EFIS (Electronic Flight Instrument System) é um sistema eletrônico dos instrumentos de voo, onde a exibição é eletrônica ao invés de eletromecânica. Composto normalmente por uma tela primária (PFD), uma tela de múltiplas funções (MFD) e uma tela com informações do sistema e alertas dos motores (EICAS), feitas em telas de cristal liquido (LCD) por serem mais leves e ocuparem menos espaço.
Sua exibição de informações difere dos instrumentos convencionais pelo formato de distribuição, como por exemplo: o horizonte artificial maior que nos instrumentos convencionais, velocidade e indicação de altitude representadas em mostradores de fita vertical, dos lados direito e esquerdo da tela primária.
Todo um sistema feito pensando em exibir as informações mais relevantes no raio de visão do piloto, evitando distrações, além das anormalidades nos parâmetros a serem facilmente identificadas.
26
Figura 12 - Painel EFIS Embraer E190-E2
Fonte: EMBRAER (2018)
A distribuição e visualização que sistema EFIS disponibiliza juntamente com o automatismo oferece a tripulação diversas opções e estratégias para realizar uma mesma tarefa. Também permite aproveitar o sistema de voo automático para que o piloto possa concentrar-se em outras tarefas pertinentes ao deslocamento da aeronave, por não haver total necessidade de preocupar-se em controlar a aeronave constantemente. Influenciando positivamente sua consciência situacional, que é um ponto substancial para se evitar ou se envolver em um acidente aeronáutico.
EGPWS (Enhanced Ground Proximity Warning System) é um sistema que reduz o risco de um voo controlado colidir com terreno/elevação, fornecendo à tripulação de voo informações oportunas e precisas sobre o terreno e os obstáculos na área. O sistema utiliza um banco de dados interno para prever e alertar a tripulação sobre potenciais conflitos com obstáculos ou terrenos. (HONEYWELL, 2018, online).
Figura 13 - EGPWS - Visão do Piloto
27
Figura 14 - Legenda de densidade de elevações.
Fonte: HONEYWELL (2018)
Este sistema foi criado depois de ter acontecido vários acidentes no final da década de 1960 e início da década de 1970 onde aeronaves em voo controlado, ou seja, aparentemente sem problemas e com a tripulação consciente, “entravam voando” em morro ou solo. Em inglês este tipo de acidente é denominado de CFIT (Control Flight Into
Terrain), Isto fez com que as autoridades se preocupassem e iniciassem estudos para o
desenvolvimento de algum sistema que evitasse estes tipos de acidentes. Os resultados destes estudos indicaram que muitos desses acidentes poderiam ter sido evitados se um dispositivo de alerta chamado GPWS(Ground Proximity Warning System) fosse instalado a bordo .
Nos últimos 10 anos, foram registradas 27 ocorrencias de CFIT. Sendo 26 classificadas como acidente, e apenas uma como incidente grave. Destes 27 casos, todas as aeronaves não possuiam o equipamento de alerta de proximidade com terreno – GPWS conforme estatísticas abaixo, retiradas do Painel SIPAER – CENIPA.
Tabela 1 - Estatísticas de CFIT
28
5 REFLEXOS DA TECNOLOGIA NA DIMINUIÇÃO DE ACIDENTES
AERONÁUTICOS.
Ao passo de tudo que foi dito, todos os avanços tecnológicos citados, mudança na filosofia de voo e incremento do automatismo, será que realmente houve uma diminuição dos acidentes aeronáuticos?
No Relatório Anual de Segurança Operacional (RASO) de 2015 da ANAC, inicia-se com um panorama geral de segurança operacional com informações de 1979 a 2015. O qual é mostrado abaixo.
Tabela 2 - Histórico de acidentes da aviação civil brasileira, de 1979 a 2015.
Fonte: CENIPA (2015)
É possível notar uma considerável diminuição de acidentes entre os anos de 1979 e 1999, porém observa-se um aumento significativo na quantidade de acidentes registrados de 2007 a 2012, voltando a registrar números equivalentes aos verificados no início da década de 90. Como entender que a tecnologia auxiliou na diminuição de acidentes aeronáuticos em um período, mas em outro que teoricamente deveria ser ainda melhor não surtiu tanto efeito? Essa explicação é simples e também está baseada neste relatório emitido pela ANAC.
Ao avaliar apenas os números absolutos deixamos de lado uma informação de grande relevância que é o fato da aviação brasileira ter experimentado um sólido crescimento, sobretudo na última década. Com o intuito de considerar essas duas grandezas, normalmente utiliza-se a taxa de acidentes para uma reflexão mais apropriada.
29
Nesse contexto, a tabela abaixo destaca a evolução da quantidade de voos ano a ano e ainda demonstra que a taxa de acidentes (acidentes a cada 1.000.000 de decolagens) vem caindo desde 2012.
Tabela 3- Decolagens registradas no sistema DCERTA e taxa de acidentes com e sem fatalidades nos
Fonte: CENIPA (2015)
Outro parâmetro comumente utilizado para ponderar o número de acidentes é o combustível de aviação. O gráfico da tabela 4 abaixo mostra a relação entre os acidentes ocorridos de 2011 a 2015 e a quantidade de combustível de aviação (gasolina de aviação e querosene) vendidos de acordo com o divulgado pela Agência Nacional do Petróleo, Gás e Biocombustíveis (ANP). E, a exemplo do gráfico da tabela 3, também aponta para um decréscimo da taxa de acidentes nos últimos anos.
Tabela 4 - Relação entre acidentes (incluindo aviação agrícola e regular) e o consumo de combustível de aviação, de 2011 a 2015.
Fonte: CENIPA (2015)
30
5.1 Apresentação Dos Gráficos
A seguir serão apresentados índices gráficos de acidentes aéreos entre 2008 e 2018 de três segmentos aeronáuticos – Particular, Táxi Aéreo e Linha Aérea.
As informações contidas nos gráficos abaixo foram fornecidas pelo CENIPA (Centro de Investigação e Prevenção de Acidentes Aeronáuticos), acessadas em 04 de outubro de 2018 através do Painel SIPAER, disponível pelo endereço eletrônico <painelsipaer.cenipa.aer.mil.br>.
A legenda apresenta três índices – Acidentes (cor rosa), Acidentes fatais (acidentes com morte de todos ocupantes – em laranja) e fatalidades (morte parcial dos ocupantes das aeronaves acidentadas – cor vermelha), será abordado aqui apenas ao valor total, não sendo mencionados os índices: “acidentes fatais” e “fatalidades”, por não se tratar do objetivo desta monografia.
Tabela 5 – Índice de Acidentes Aeronaves Particulares
Fonte: CENIPA (2018)
Conforme visualizado na tabela 5, de 2008 para 2009 o número de acidentes ficou praticamente estável, tendo apenas um evento acrescido. Em 2010 houve uma queda de seis acidentes; 2011 e 2012 registraram tendência ascendente no número de acidentes, alcançando o maior patamar dentro desse comparativo em 2012. Convêm mencionar que essa flutuação no índice de acidentes coincidiu com uma fase em que a aviação também passou por uma flutuação em seu crescimento; 2013 houve uma queda de 10 eventos, e 2014 um pequeno aumento de 3 acidentes, e a partir dai até 2018 tendência decrescente.
31
Tabela 6 - Índice de Acidentes Taxi Aéreo
Fonte: CENIPA (2018)
A tabela 6, correlacionando os eventos de acidentes aéreos em empresas de táxi aéreo demonstra que não há uma tendência de diminuição ou aumento de acidentes; São eventos ocasionais. Dividindo esse período em dois, podemos notar que o número de acidentes entre 2008 e 2012, totalizando 82 foi maior que o segundo período 2013 à 2018 (65 acidentes).
Tabela 7 - Índice de Acidentes Linha Aérea
Fonte: CENIPA (2018)
Na tabela 7 – Vemos os menores índices de acidentes entre os três segmentos aeronáuticos citados, a média anual é de 1,7 contra 14,7 do taxi aéreo e 67,8 do segmento
32
particular. Utilizando o mesmo parâmetro empregado na visualização do segmento de taxi aéreo, dividindo em dois períodos, os primeiros cinco anos desse comparativo (2008-2012) foram contabilizados dez eventos e no segundo período (2013-2018) sete, sendo 18% a menos que o período mais antigo.
5.2 Acidentes Aéreos Classificados por Modelos de Aeronaves
Tabela 8 - Ocorrências por modelo
Fonte: CENIPA (2018)
Analisando o gráfico acima pelo ponto de vista tecnológico, tendo em mente a pergunta “como os recursos tecnológicos refletem-se na segurança operacional?” nota-se acima que as aeronaves amparadas com maior tecnologia, como o Boeing 737(B737), Embraer 190/195 (E190) ou A320, embora envolvidas em ocorrências aeronáuticas, tiveram menor índice de acidentes.
Em contrapartida, aeronaves com menor capacidade tecnológica, ou seja, com menos recursos tecnológicos como um sistema de alerta de tráfego(TCAS), piloto automático, automação(ex. auto throtlle - controle da manete de potencial), painel EFIS, sistema EGPWS(sistema de alerta de proximidade ao solo) etc que são as aeronaves: Sêneca (PA34), Cessna 210, Cherokee (PA32) e o helicóptero R44, uma vez envolvidos em um evento adverso, tiveram mais resultados concluídos como acidente.
Em todos os segmentos analisados, verificou-se uma tendência de diminuição dos acidentes aeronáuticos quando comparado anos passados e anos recentes.
Os gráficos revelam a superioridade inquestionável de acidentes envolvendo aeronaves particulares, comparado aos outros dois segmentos, taxi aéreo e linha aérea.
Aeronaves com mais recursos tecnológicos, como piloto automático, sistema
33
outros recursos tecnológicos, ainda que envolvidas em eventos anormais, tiverem menores resultados concluídos em acidentes.
34
7 CONCLUSÃO
O presente trabalho apresentou de modo sucinto a evolução dos recursos da navegação aérea, e também os avanços tecnológicos operacionais, como automatismo, piloto automático, conceitos de gerenciamento operacional (CRM) e ainda uma breve análise de índices de acidentes dos últimos 10 anos com intuito de associar a evolução aeronáutica à redução de acidentes aeronáuticos.
Em pouco mais de cem anos, a aviação passou por várias mudanças, e seus sistemas de navegação foram completamente aperfeiçoados.
Constatou-se que a evolução dos recursos de navegação aérea acompanhou as necessidades existentes em cada período histórico, e que seu alcance superou a proposta primária, de permitir o voo em condições de baixa visibilidade, pois esta evolução influenciou diretamente na solidificação da segurança operacional aérea.
De fato, a tecnologia empregada a bordo através de instrumentos de voo, equipamentos de voo, alerta de altitude, sistema de alerta de proximidade com terreno, rotas GPS, ergonomia na cabine de comando etc, contribuiu para a diminuição de acidentes aeronáuticos, isso por conta de vários fatores, como por exemplo, a diminuição da carga de trabalho dos pilotos, avisos sonoros que despertam a atenção, facilidade de navegar e diminuição do risco de se perder pela precisão atual do sistema GNSS, e uma operação uniforme dentro de uma cabine de comando, princípio esse abordado pelo conceito de CRM, que possibilita uma operação padrão, independente se tripulação já tenha voado junto ou não.
Por fim, através da análise dos índices de acidentes aeronáuticos abordados nos tópicos 5º e 6º, constatou-se que os períodos atuais apresentam índices de acidentes menores que os períodos mais antigos, ou seja, os períodos atuais em que a tecnologia é mais avançada coincidem com índices melhores de segurança.
Por tanto, os avanços tecnológicos na navegação aérea e no campo operacional (avião) contribuíram diretamente no aprimoramento da segurança operacional.
35
REFERÊNCIAS
ANAC. Relatório Anual de Segurança operacional –RASO Rio de Janeiro RJ 2015 disponível em < http://www.anac.gov.br/assuntos/paginas-tematicas/gerenciamento-da-seguranca-operacional/arquivos/raso_2015.pdf> Acesso em 04.11.2018
BASÍLIO et al. Controle de Tráfego Aéreo: Panorama Atual e Perspectivas. Revista Conexão Sipaer. 2011
BORGES VP. O que é história? Coleção Primeiros Passos. São Paulo: Brasiliense; 1996. BRASIL, Departamento de Aviação Civil. Instrução de Aviação Civil 060-1002A:
Treinamento em Gerenciamento de Recursos de Equipes (CRM), 2005.
CENIPA, Painel SIPAER, disponível em: <http://painelsipaer.cenipa.aer.mil.br> Acesso em: 04.11.2018.
CERVO, Amado Luiz; BERVIAN, Pedro Alcino; SILVA, Roberto da. Metodologia
Científica. 6. ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2007.
COOK, Mark E; Autopilot Basics, disponível em < https://www.aopa.org/training-and-safety/students/crosscountry/special/autopilot-basics> acesso em 04.11.2018.
DAVIES, D.P., Handling the Big Jets, 1979, CAA, London.
DEVIAN ART, Super Constellation Cockpit, disponível em <https://www.deviantart.com /kcdude/art/Super-Constellation-Cockpit-96143744 Acesso em 04.11.2018
EMBRAER, Jatos Comerciais ,disponível em: <https://embraer.com/br/pt/imagens> Acesso em 03.10.2018
HELFRICK, Albert. Principles of avionics. 2ª ed. Leesburg: Avionics Communications Inc.; 2002.
HONEYWELL, EGPWS, disponível em: <https://aerospace.honeywell.com/en/pages/ enhanced-ground-proximity-warning-system>. Acesso em 04.11.2018.
JOHAN, This is whay we fly, disponível em < http://www.johanpercherin.info/videos/this-is-why-we-fly-voila-pourquoi-nous-volons/> Acesso em 03.10.2018
JOHNSTON J. Avionics for pilot. Shrewsbury: Airlife Publishing; 1998.
KAYTON M, Fried WR. Avionics navigation systems. 2ª ed. New York: John Wiley & Sons Inc.; 1997.
LANGELLOTTI, Felipe, Sistema de Navegação Invercial, Fonte: < http://voodeteste.blog spot.com/2009/08/sistema-de-navegacao-inercial.html>, acesso em: 27.11.2018
36
< https://www.boeing.com/news/frontiers/archive/2003/november/i_history.html> Acesso em 04.11.2018.
MONTEIRO RF. Aviação: construindo a sua história. Goiânia: Editora da UCG; 2002. RAUEN, Fábio José. Roteiros de investigação cientifica. Tubarão, SC: Unisul, 2002. RASCHOLEFIELD, Collection, Disponível em: < https://www.airliners.net/photo/Kuwait-Airways/De-Havilland-DH-106-Comet-4C/2046086)> Acesso em 04.11.2018.
SALVAT. Biblioteca Salvat de grandes temas: A Aviação. Rio de Janeiro: Editora Salvat do Brasil; 1979.
SCHECK, William. Genius on Autopilot. Disponível em: <http://www.historynet.com/ lawrence-sperry-autopilot-inventor-and-aviation-innovator.htm>. Acesso em 03.10.2018. SDASM, Curatorial Collection, Disponível em <https://www.flickr.com> acesso 29.08.2018.
TITUS ROOS, Navegação Visual e Estimada, São Paulo SP, 2009.
WOOD, Charles, On The bean, disponível em <http://www.navfltsm.addr.com/ndb-nav-history.htm> Acesso em 20.11.2018
