ANDRÉ LUIZ MESQUITA
FILOSOFIA AIRBUS APLICADA À AERONAVE A320 E A RELAÇÃO COM A SEGURANÇA NAS OPERAÇÕES DE AERONAVES COMERCIAIS
Palhoça 2018
ANDRÉ LUIZ MESQUITA
FILOSOFIA AIRBUS APLICADA À AERONAVE A320 E A RELAÇÃO COM A SEGURANÇA NAS OPERAÇÕES DE AERONAVES COMERCIAIS
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: Profª. Drª. Conceição Aparecida Kindermann
Palhoça 2018
ANDRÉ LUIZ MESQUITA
FILOSOFIA AIRBUS APLICADA À AERONAVE A320 E A RELAÇÃO COM A SEGURANÇA NAS OPERAÇÕES DE AERONAVES COMERCIAIS
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, 23 de novembro de 2018.
__________________________________________ Orientadora: Profª. Drª. Conceição Aparecida Kindermann
__________________________________________ Prof. Esp. Antônio Carlos Vieira de Campos
"Welcome to the Airbus! Resistance is futile, you will be assimilated". (PARKS, Eric, 2016)
RESUMO
Esta pesquisa tem como objetivo principal compreender como a tecnologia baseada na Filosofia Airbus e aplicada ao modelo A320 contribui para a garantia da segurança operacional na aviação comercial. Com o estudo de relatórios finais de acidentes aeronáuticos é possível perceber que a figura humana é peça fundamental para uma boa condução das políticas de segurança operacional, no entanto a tecnologia pode estreitar os laços entre homem e máquina. A filosofia estudada aqui representa um grande avanço tecnológico na indústria aeronáutica mundial, e determinou novos conceitos e regras que posteriormente foram sendo aceitos e seguidos por grande parte da comunidade aeronáutica. Caracteriza-se como uma pesquisa descritiva com abordagem qualitativa. Os procedimentos foram bibliográfico e documental, por meio de manuais da própria fabricante Airbus, sítios eletrônicos de órgãos oficiais de investigação de acidentes aeronáuticos como NTSB, BEA, CENIPA e ROSAERONAVIGATSII. Artigos de autores como Torben Rick, Charles Robertson e Ián Bevilaqua Izquierdo também foram mencionados e auxiliaram na consolidação da fundamentação teórica. A exposição de dados foi feita com fundamentação teórica, gráficos e por imagens. Comparações foram eventualmente realizadas com o intuito de melhor representar a ideia proposta. Ao finalizar a pesquisa, pode-se concluir que o alto investimento em tecnologia, pesquisa e desenvolvimento e abertura para novos conceitos operacionais podem auxiliar para o sucesso do programa de aperfeiçoamento tecnológico da aviação mundial, favorecendo principalmente a segurança.
ABSTRACT
This research has as main objective to understand how the technology based on the Philosophy Airbus and applied to the model A320 contributes to the guarantee of the operational safety in commercial aviation. Studying final reports of aeronautical accidents, it is possible to notice the human figure is a fundamental part for good practices of the operational safety policies, however the technology can strengthen the ties between man and machine. The philosophy studied here represents a great technological advance in the World's aeronautical industry, and determined new concepts and rules that later were being accepted and followed by most of the aeronautical community. It is characterized as a descriptive research with a qualitative approach. The procedures were bibliographical and documentary, through manuals of the own manufacturer Airbus, electronic sites of official aeronautical accident investigation bodies like NTSB, BEA, CENIPA and ROSAERONAVIGATSII. Articles by authors like Torben Rick, Charles Robertson and Ián Bevilaqua Izquierdo have also been mentioned and helped to consolidate the theoretical foundation. The data exposed has been done by theoretical, graphic and image basis. Comparisons have eventually made in order to better represent the proposed idea. In the end of research, it can be concluded that the high investment in technology, research and development and openness to new operational concepts can contribute to the success of the technological improvement program of world aviation, favoring mainly safety.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 - Airbus A320 Overhead Panel………...………21
Figura 2 - Airbus A320 Glareshield Panel………..……….……….21
Figura 3 - Airbus A320 Main Panel………..……….………...22
Figura 4 - Airbus A320 Central Pedestal...23
Figura 5 - Airbus A320 Master Warning e Master Caution Pushbutton…..…….…………...24
Figura 6 - Airbus A320 Overhead Panel Fault Indication………..……….………….25
Figura 7: Overhead Panel Quiet and Dark - Ready to Go………..……….………….26
Figura 8: Boeing 737's PFD………..………….………...27
Figura 9: Airbus A320's PFD………..……….……….27
Figura 10: FlySmart Performance Software developed by Airbus……..………….…………28
Figura 11: Airbus A320 Thrust Levers.………..………....…..29
Figura 12: Airbus A320 Pilot's Seats, Sidesticks and F/O's Sliding Table Extended………...31
Figura 13: ECAM's System Architecture...38
Figura 14: Engine One Fire ECAM's Actions………...………...39
Gráfico 1: Pf's Inputs and Aircraft Response……….…………...43
LISTA DE SIGLAS
ADR Air Data Reference
AFS Auto Pilot System
AP DISC P/B Auto Pilot Disconnect Pushbutton
ATC Air Traffic Control
CRM Corporate Resource Management
DCDU Datalink Control and Display Unit
DU Display Unit
ECAM Electronic Centralized Aircraft Monitoring ELAC Elevator Aileron Computer
ETOPS Extended Twin Operations
EWD Engine Warning Display
FAC Flight Augmentation Computer
FMGS Flight Management and Guidance System
HUD Head-Up Display
IR Inertial Reference
MMO Maximum Operational Mach Number
ND Navigation Display
P/B Pushbutton
PF Pilot Flying
PFD Primary Flight Display
PM Pilot Monitoring
PNF Pilot Not-Flying
SD System Display
TAWS Terrain Awareness and Warning System TCAS Traffic Alert and Collision Avoidance System TOGA Takeoff - Go Around Power - Maximum Power VLS Lowest Selectable Speed
VMO Maximum Operational Speed
SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO... 11 1.1 PROBLEMA DE PESQUISA ... 14 1.2 OBJETIVOS ... 14 1.2.1 Geral ... 14 1.2.2 Específicos ... 14 1.3 JUSTIFICATIVA ... 14 1.4 METODOLOGIA ... 16
1.4.1 Natureza e Tipo de Pesquisa ... 16
1.4.2 Materiais e Métodos ... 16
1.4.3 Procedimentos de Coleta de Dados ... 16
1.4.4 Procedimentos de Análise dos Dados ... 16
1.5 ORGANIZAÇÃO DO TRABALHO ... 16
2 FILOSOFIA AIRBUS APLICADA AO MODELO A320 ... 18
2.1 CONCEITUANDO FILOSOFIA ... 18
2.2 CARACTERÍSTICAS PRINCIPAIS DA FILOSOFIA AIRBUS ... 18
2.3 DISPOSIÇÃO DOS PAINÉIS. ... 19
2.3.1 Painel Superior ... 20
2.3.2 Painel do Piloto Automático ... 20
2.3.3 Painel de Instrumentos Principal ... 21
2.3.4 Console Central ... 22
2.4 SISTEMA DE ALERTAS ... 23
3 CONCEITOS E CORES ... 25
3.1 CONCEITO DARK COCKPIT (LIGHTS OUT PHYLOSOPHY) ... 25
3.2 ESQUEMA DE CORES ... 26
3.2.1 Mostradores ... 26
3.2.2 Pushbuttons ou pushbutton switches ... 26
3.3 CONCEITO 'NEED TO SEE' ... 26
3.4 CONCEITO LESS PAPER COCKPIT ... 27
3.6 CONCEITO FLY-BY-WIRE ... 29
3.6.1 Proteção dos Controles de Voo ... 30
3.6.2 Uso de Sidesticks como Controles de Voo ... 30
3.6.3 Leis de Controle de Voo ... 31
3.7 ECAM - ELECTRONIC CENTRALIZED AIRCRAFT MONITORING ... 37
3.7.1 Princípio de Utilização do ECAM ... 39
4 FATORES HUMANOS E O AUTOMATISMO ... 42
REFERÊNCIAS ... 49
GLOSSÁRIO ... 55
DIREITOS AUTORAIS - LEI Nº 9.610, DE 19 DE FEVEREIRO DE 1998. DISPOSIÇÕES PRELIMINARES ... 57
1 INTRODUÇÃO
Desde que o anseio da humanidade em alçar voo como o dos pássaros foi oficialmente transformado em realidade por Alberto Santos Dumont em 23 de outubro de 1906, um amplo e rápido crescimento da indústria aeronáutica mundial se fez presente principalmente após o final da segunda grande guerra.
Aeronaves ora utilizadas apenas para disseminar a destruição em ambiente bélico, foram aperfeiçoadas com o avanço da tecnologia e passaram a ser empregadas em larga escala no transporte de cargas e correios.
Anos mais tarde, principalmente após o desenvolvimento de motores aeronáuticos mais confiáveis e modernos, a utilização de aeronaves para o transporte de passageiros se estabilizou como um dos grandes marcos da humanidade em eficiência e produtividade, alavancando o desenvolvimento e crescimento de regiões distantes de grandes centros e aproximando pessoas dada a rapidez no deslocamento proporcionada.
Todavia, embora o segmento aeronáutico tenha sido sempre provido do que há de mais moderno em tecnologia durante a sua trajetória, a harmonia entre homem e máquina se destacou como peça-chave entre o sucesso e o insucesso das operações. (DEKKER; HOLLNAGEL, 1999).
A cada acontecimento trágico relacionado à aviação, investigações cada vez mais detalhadas apontavam um envolvimento maior de fatores humanos como contribuintes ou mesmo determinantes para o ocorrido. Questões de tecnologia de cockpits relacionadas a falhas de projeto, indisciplina de voo advinda da falta de procedimentos publicados ou à falta de adesão a estes, foram apenas alguns dos exemplos apontados por especialistas em segurança operacional como absolutamente relevantes em acidentes aéreos. (ROSAERONAVIGATSII, 1994)
Viveu-se um período de incerteza com a segurança em voos comerciais e, preocupados com essa demanda, em uma reunião em julho de 1967, ministros da França, Alemanha e Grã-Bretanha concordaram, “com o propósito de fortalecer a cooperação Europeia no campo da tecnologia aeronáutica e desse modo promover o progresso econômico e tecnológico na Europa, tomar medidas apropriadas para o desenvolvimento conjunto e produção de um 'airbus'. (AIRBUS, 2018)
Surgia então a Airbus Industrie, um consórcio europeu, tendo à frente dos projetos o engenheiro Roger Béteille (França, 1921), reconhecido como um dos "pais" da Airbus, que
desde o início insistiu que um alto nível de tecnologia deveria ser incorporado aos projetos da fabricante, elevando os níveis de segurança e abrindo vantagem sobre as aeronaves concorrentes. Partiu dele também a decisão de que o inglês deveria ser o idioma de trabalho e que as medições não deveriam ser métricas porque a maioria das companhias aéreas já possuía aeronaves construídas nos EUA, reduzindo a possibilidade de erros dos pilotos.
Béteille passou algum tempo ouvindo companhias aéreas como a Air France e a Lufthansa, além de visitar companhias aéreas americanas como a United, a TWA e a American. "Eu queria tentar entender o que os clientes realmente queriam", dizia ele, lançando as bases para grande parte do futuro sucesso da Airbus, onde a cultura de ouvir os clientes se tornou endêmica. (AIRBUS, 2018)
Já no seu primeiro projeto, o A300, a Airbus estabeleceu inovação ao meio aeronáutico recebendo certificação neste modelo como o primeiro widebody bimotor do mundo, que fez uso de compósitos em estruturas secundárias diminuindo o peso do projeto, assegurando sua eficiência. Foi com ele também que a fabricante implantou um dos mais arrojados conceitos de operação de aeronaves para a época: o Forward-Facing Crew Cockpit. A operação da aeronave passava a ser realizada por uma tripulação de apenas dois pilotos, não necessitando mais da presença de um engenheiro de voo na cabine, reduzindo drasticamente os custos operacionais. Anos mais tarde, uma nova versão deste modelo tornou-se a primeira aeronave do mundo compatível com ETOPS. (AIRBUS, 2018)
Em 1978, após o grande sucesso de vendas do primeiro modelo, a Airbus lança no mercado mais um protótipo repleto de novidades. O uso de compósitos antes utilizados somente em estruturas secundárias, agora estava sendo empregado também em superfícies aerodinâmicas, spoilers, freios aerodinâmicos e leme direcional. Batizado de A310, esta aeronave representou um grande passo da engenharia da época, aplicando novos conceitos de aerodinâmica com o uso de winglets que reduziram consideravelmente o arrasto induzido, aperfeiçoando o consumo de combustível. Nela também passou a ser utilizado pela primeira vez o conceito de Glass Cockpit em aeronaves comerciais, revolucionando o mercado. (AIRBUS, 2018)
Seguindo adiante com sua metodologia e aproveitando o rápido avanço de sistemas informatizados em evolução no mercado, Béteille comandou o desenvolvimento de sistemas mais modernos de controle de voo, os quais substituiriam os antigos manches, cabos e roldanas por um sofisticado sistema eletrônico de voo, denominado Fly-by-Wire.
Esse sistema chegou a ser utilizado em comando de superfícies secundárias de voo nas aeronaves A310, mas foi em 1987 que ela se consolidou como uma das maiores mudanças na filosofia operacional em aeronaves comerciais de todo o mundo.
Fruto dos anseios da comunidade aeronáutica mundial que reivindicava junto à indústria uma aeronave de operação mais flexível devido à grave crise do petróleo ocorrida em meados das décadas de 1970 e 1980, a Airbus lançou em fevereiro de 1987 o A320, uma aeronave de corredor único, de 170 lugares, que trazia embarcado tudo o que havia de mais moderno na tecnologia da aviação presente. (AIRBUS, 2018)
Além do emprego de plástico reforçado com fibra de carbono e demais materiais compósitos para compor superfícies primárias de voo e outras estruturas, esta aeronave era provida de diversas filosofias operacionais diferenciadas, conseguidas através do emprego do conceito Fly-by-Wire, que possibilitaram além da simplificação da sua operação, elevar os níveis de segurança operacional instituindo envelopes de voo, protegendo a aeronave contra erros humanos e/ou operação indevida.
Esse conceito, que será estudado adiante neste trabalho, além das características já mencionadas, permitiu também atribuir outros diferenciais ao equipamento, como por exemplo, a commonality. Essa importante característica atribuídas em todas as aeronaves subsequentes do fabricante, tornou-se o principal foco dos operadores de aeronaves Airbus pelo mundo, segundo o próprio fabricante, uma vez que pelo fato dos comandos de voo serem efetuados através de sidesticks e processados por computadores antes de serem enviados eletronicamente para os atuadores das superfícies de comando, não importa o tamanho e peso da aeronave; o esforço físico e precisão dos movimentos efetuados pelos pilotos serão sempre os mesmos, reduzindo consideravelmente o tempo e consequentemente os custos com treinamento de pilotos em transição entre equipamentos. (AIRBUS, 2018)
Similaridade, proteções de voo, sólidas filosofias operacionais aliadas a grandes mudanças tecnológicas e desenvolvimento, fizeram do A320 um enorme sucesso de vendas, ditando regras para os demais projetos do fabricante e para os concorrentes, que hoje em dia utilizam grande parte dos conceitos operacionais em seus produtos.
Segundo Forescast International (2018), site especializado em demandas comerciais, a Airbus hoje é líder mundial em vendas de aeronaves comerciais, tendo recebido milhares de pedidos em todo o mundo.
No decorrer deste trabalho, alguns de seus conceitos e filosofias serão explicados e analisados, tendo como base a aeronave A320.
1.1 PROBLEMA DE PESQUISA
Como a tecnologia baseada na Filosofia Airbus e aplicada ao modelo A320, contribui para a garantia da Segurança Operacional na aviação comercial?
1.2 OBJETIVOS
1.2.1 Geral
Compreender como a tecnologia baseada na Filosofia Airbus e aplicada ao modelo A320 contribui para a garantia da Segurança Operacional na aviação comercial.
1.2.2 Específicos
Apresentar a Filosofia Airbus aplicada aos modelos A320.
Identificar a relação entre a Filosofia Airbus e a Tecnologia existente nas aeronaves A320.
Analisar a contribuição das tecnologias existentes nas aeronaves A320 para a garantia da Segurança Operacional.
1.3 JUSTIFICATIVA
Com o crescimento das operações aéreas no transporte de passageiros pelo mundo, fez-se presente a preocupação cada vez maior com a segurança nesse segmento. Diversos acidentes aéreos ocorreram nos primórdios da aviação e muitas vidas foram ceifadas por motivos banais. Uma simples ação, um simples som ou um simples crosscheck poderia ter evitado tragédias devastadoras. (CAAC, 1995)
O ser humano tem por característica natural o esquecimento. Em seus estudos, Izquierdo (2002; 2004) revela:
...a memória humana (biológica), caracterizada como complexa, na sua estrutura e no seu funcionamento, precisa esquecer para não se sobrecarregar. Nesse caso, o esquecimento não é considerado um lapso ou um problema, mas um processo natural e necessário para o funcionamento da memória. (VANDERLEI et al, ?).
Aprendemos coisas de maneiras diferentes, agimos de formas diferentes em determinadas situações e priorizamos involuntariamente determinadas ações em detrimento de outras em situações de risco. (JANIRO, 2016)
Com base em estudos como nos mais comumente encontrados em investigações de acidentes aéreos que comprovam as afirmações acima e com o advento do uso da informatização da tecnologia, fabricantes de aeronaves puderam fazer uso maciço de recursos que sobrepujassem a atuação humana e mitigassem o erro.
A Airbus surge exatamente com este propósito: elevar os níveis de segurança através do emprego de tecnologia e padronização na operação, auxiliando as tripulações técnicas no cumprimento de requisitos operacionais, alertando os pilotos de possíveis erros, e em último caso, assumindo o controle em determinadas situações para evitar estresse indevido à estrutura da aeronave e posterior dano. (AIRBUS, 2018).
No decorrer desse trabalho acadêmico, será apresentado ao leitor um breve histórico do surgimento da fabricante e também da sua filosofia de operação, onde apenas as características inovadoras e pioneiras serão aprofundadas e explicadas.
A ideia de trabalhar nesse projeto surgiu do próprio interesse do autor, baseada na sua experiência como aviador, entusiasta e estudioso de aviação e não tem o intuito de enaltecer determinada marca ou denegrir qualquer outra que seja. A proposta é valorizar quem investe em desenvolvimento, estudo, pesquisa e tem iniciativa para mudar doutrinas e paradigmas como fez esse fabricante desde o início, transformando práticas ora consolidadas, porém ineficientes em muitos aspectos, em uma mentalidade muito mais próxima da necessidade atual, e que está sendo seguida por muitas outras áreas de atuação.
O propósito dessa pesquisa é apresentar de maneira simples as características ora mencionadas e se destina não somente a um público específico, mas a entusiastas, simpatizantes e profissionais da aviação que por ventura tenham interesse em abrir seus horizontes em um mundo de inovação.
1.4 METODOLOGIA
1.4.1 Natureza e Tipo de Pesquisa
A natureza da presente pesquisa caracteriza-se como de abordagem qualitativa. Os resultados são de cunho subjetivo. A profundidade é categorizada como descritiva, e as características de aspectos do tema foram descritas, analisadas e concluídas.
1.4.2 Materiais e Métodos
Os materiais utilizados na descrição de características da filosofia e da aeronave foram obtidos de fontes oficiais da fabricante Airbus através de seus manuais encontrados na internet. Dados sobre fatos históricos relevantes à pesquisa também foram obtidos nos sítios oficiais dos órgãos mencionados e estão referenciados no final do trabalho.
1.4.3 Procedimentos de Coleta de Dados
Este trabalho, em relação aos procedimentos de coleta de dados, trata-se de uma pesquisa bibliográfica e documental. Os dados foram obtidos na internet através de sites especializados.
1.4.4 Procedimentos de Análise dos Dados
Os dados foram selecionados, obtidos, comparados, interpretados e expostos baseados nas conclusões do autor embasados na leitura de artigos, matérias de revistas especializadas, manuais, estudos e de conclusões técnicas apresentadas em diversos relatórios finais de acidentes confeccionados por profissionais do mais alto grau de especialização.
1.5 ORGANIZAÇÃO DO TRABALHO
O presente trabalho acadêmico está apresentado em forma de capítulos. No primeiro capítulo tem-se a introdução, onde estão referenciados alguns fatos relevantes da história do tema proposto. Logo em seguida está apresentado o problema da pesquisa, os
objetivos geral e específicos, a justificativa e a metodologia empregada na execução deste trabalho.
No segundo capítulo tem-se o desenvolvimento com o devido referencial teórico, onde temas relevantes à pesquisa são abordados, aprofundados e explicados. No final deste capítulo são abordados também assuntos relacionados ao comportamento humano frente a novas tecnologias e é feita breve referência a três acidentes aéreos ocorridos onde este tema se fez presente.
No final do trabalho encontram-se as considerações finais do autor sobre o apresentado, assim como as referências bibliográficas e o glossário dos termos técnicos utilizados.
2 FILOSOFIA AIRBUS APLICADA AO MODELO A320
2.1 CONCEITUANDO FILOSOFIA
Segundo muitos autores, como Medeiros (2011), Filosofia é uma palavra de origem grega, cujo significado literal é amor à sabedoria. A filosofia estuda problemas essenciais da humanidade, em busca de uma compreensão da realidade e de como o homem se relaciona com o mundo.
Entretanto, existem outros significados da palavra filosofia bem mais práticos, e um deles é o que resume o seu emprego neste trabalho.
Segundo Dicio (2009-2018), filosofia pode ser definida como a reunião dos estudos sobre determinado ramo do conhecimento, subordinados aos princípios que os definem.
Desta forma, entendemos e utilizaremos o termo Filosofia Operacional como o conjunto de práticas e conceitos adotados pela fabricante, para executar funções ou delimitar regras no uso de seus produtos e equipamentos visando única e exclusivamente a eficiência nas operações.
2.2 CARACTERÍSTICAS PRINCIPAIS DA FILOSOFIA AIRBUS
O cockpit da Airbus foi construído para atender às necessidades operacionais da tripulação de voo em todo o ambiente operacional da aeronave, garantindo o máximo de similaridade dentro da família Fly-By-Wire. (AIRBUS, FCTM, 2005).
Segundo a fabricante, o design do cockpit foi projetado de acordo com 10 requisitos principais:
A tripulação de voo é, em última instância, responsável pela operação segura da aeronave;
Se necessário, a tripulação de voo pode exercer a sua autoridade plena, realizando ações intuitivas, com o objetivo de eliminar os riscos de sobrecarga ou overcontrol;
Permite adequação para uma ampla gama de níveis de habilidade de piloto e experiência adquirida em aeronaves anteriores;
Garante a segurança, o conforto dos passageiros e a eficiência, nessa ordem de prioridade;
Simplifica as tarefas da tripulação de voo, melhorando a consciência situacional do estado da aeronave;
A automação é considerada como um recurso adicional disponível para a tripulação de voo, que pode decidir quando delegar e que nível de assistência é necessário de acordo com a situação;
O design das Interfaces Homem-Máquina leva em conta as características do sistema, juntamente com os pontos fortes e/ou deficiências da tripulação de voo; Importantes considerações sobre fatores humanos foram aplicados no projeto do
sistema, a fim de gerenciar os possíveis erros da tripulação de voo;
O design geral do cockpit contribui para facilitar e melhorar a comunicação da tripulação de voo (por exemplo, divisão de tarefas e trabalho em equipe);
A utilização de novas tecnologias e a implementação de novas funcionalidades são impostas por:
- benefícios significativos de segurança; - vantagens operacionais óbvias, e
- uma resposta clara às necessidades da tripulação de voo. (AIRBUS, FCTM, 2005).
A seguir, serão apresentados os diferenciais dessa filosofia. Cabe ressaltar que os tópicos descritos adiante, são parte de tecnologia inovadora e pioneira da fabricante. Posteriores empregos dessas tecnologias por outros fabricantes não fazem parte do foco desse trabalho.
2.3 DISPOSIÇÃO DOS PAINÉIS.
No painel de instrumentos das aeronaves Airbus são disponibilizadas todas as informações necessárias para o monitoramento do voo e dos sistemas. A finalidade do layout do Foward Facing Cockpit é levar em consideração os requisitos operacionais para um cockpit de dois pilotos.
Este layout permitiu ao fabricante reduzir significativamente a carga de trabalho da tripulação de voo, otimizando o compartilhamento de tarefas e minimizando o tempo de ações executadas com "head down".
A localização dos principais controles leva em consideração a importância relativa de cada sistema, frequência de operação e utilização pelos pilotos e a facilidade com que os comandos podem ser alcançados. Além disso, os controles possuem formatos diferentes entre si para evitar confusão na operação. Alguns controles também são duplicados, visando o conforto e facilidade no manuseio pelo tripulante. (AIRBUS, FCTM, 2005)
2.3.1 Painel Superior
Os painéis de controle do sistema de cada motor são organizados verticalmente, a fim de permitir a realização de procedimentos Normais / Não-normais de forma direta e intuitiva. Além disso, esse arranjo visa minimizar os erros da tripulação de voo.
Figura 1: Airbus A320 Overhead Panel
Fonte: Flicker (MEDAU, J. C, 2010)
Essa organização de forma vertical também facilita a realização dos flows de inspeção interna do cockpit. (AIRBUS, FCTM, 2005).
2.3.2 Painel do Piloto Automático
O glareshield comporta todos os comandos do sistema de piloto automático da aeronave (AFS - Auto Pilot System) de forma clara e precisa.
Figura 2: Airbus A320 Glareshield Panel
Fonte: Flickr (It's Rik, 2013)
Ele foi projetado para que os controles dos comandos possam ser realizados com "head up" e com fácil acesso para ambos os pilotos. (AIRBUS, FCTM, 2005).
2.3.3 Painel de Instrumentos Principal
Com a filosofia de Forward Facing Cockpit, todos os displays foram trazidos para a frente dos pilotos, excluindo-se o painel lateral onde operava o engenheiro de voo. Com isso, todas as informações necessárias para voar, navegar, comunicar e monitorar os sistemas da aeronave são exibidas nesses seis displays.
Figura3: Airbus A320 Main Panel
Fonte: Flickr (Monteiro, M.?)
Os DU's estão dispostos no painel principal para visão completa e sem obstrução para ambos os pilotos. (AIRBUS, FCTM, 2005).
2.3.4 Console Central
O pedestal das aeronaves Airbus, que é como é chamado o console central, reúne importantes controles da aeronave, que podem ser operados por ambos os pilotos com total facilidade.
Nele, são encontrados os controles de acionamento dos motores e manetes de potência, alavancas de flaps, spoilers,compensadores de leme direcional e estabilizador horizontal.
Figura4: Airbus A320 Central Pedestal
Fonte: (Seitenanfang, 2009)
Além disso, os controles dos computadores de voo (FMS's), rádio para navegação e comunicação, radar meteorológico, TCAS, impressora e freio de estacionamento também estão concentrados e dispostos neste console. (AIRBUS, FCTM, 2005).
2.4 SISTEMA DE ALERTAS
Dentro da filosofia Quiet and Dark Cockpit, os sistemas da aeronave somente gerarão um alerta quando ocorre uma falha, quando a aeronave viola o envelope de voo, quando um evento inesperado relacionado à segurança ocorre, como por exemplo, TCAS, TAWS, quando uma mensagem é recebida (cabine ou ATC), ou quando o sistema altera automaticamente seu modo de operação (por exemplo, desconexão do piloto automático ou reversão de modos).
Os alertas possuem indicações visuais e/ou sonoras, e são classificados por gravidade e prioridade. Além disso, alguns alertas são inibidos quando não são relevantes em algumas fases específicas do voo (Takeoff Inhibited).
Figura 5: Airbus A320 Master Warning e Master Caution Pushbutton
Fonte: (Airbus System Description, 1997)
As indicações de alertas são apresentadas à tripulação de voo basicamente em forma de MASTER CAUTION (âmbar, single chime) para inconsistências do sistema, ou em MASTER WARNING (vermelho, continuous repetitive chime) para falhas graves.
Figura 6: Airbus A320 Overhead Panel Fault Indication
Fonte: (PolDragonet, ?)
Ocorrida a falha, o display de aviso do motor (EWD) exibe o título do alerta relacionado à falha e o visor do sistema (SD) exibe automaticamente o sistema afetado. No Overhead Panel, a luz do pushbutton de alerta ou pushbutton do sistema afetado acende em âmbar ou vermelho, dependendo da gravidade. (AIRBUS, FCTM, 2005).
3 CONCEITOS E CORES
Apresentam-se nos itens que se seguem alguns conceitos operacionais da fabricante e também o esquema de cores utilizadas em todas as indicações dos painéis.
3.1 CONCEITO DARK COCKPIT (Lights out Phylosophy)
Segundo a fabricante, a maioria dos sistemas é controlada a partir do painel superior via pushbuttons, pushbutton switchs, interruptores ou botões/botões seletores. Cada pushbutton ou botão possui uma ou duas luzes, dependendo do tipo, onde a luz superior é dedicada ao estado de alerta do sistema (por exemplo, FAULT light, OPEN light), e a luz inferior corresponde, no pushbutton switch, para a seleção de controle do sistema (por exemplo, ON, OFF, OVRD), ou no pushbutton, para o status do sistema (por exemplo, ENG ANTI ICE). Se nenhum alerta ou status do sistema for necessário, dois pontos cinza substituem a luz.
Figura 7: Overhead Panel Quiet and Dark - Ready to Go
Fonte: (Cleynen, O. 2013)
A regra geral de operação é de que se as luzes estiverem apagadas, os sistemas estão íntegros e prontos para voar. (AIRBUS, FCTM, 2005).
3.2 ESQUEMA DE CORES
A Airbus adotou a utilização de cinco cores diferentes para informar à tripulação o status de determinado sistema.
3.2.1 Mostradores
As informações fornecidas nas DU's são codificadas por cores para indicar: - o status do sistema (ECAM ou FMA);
- o status do modo de navegação (FMA);
- a natureza da informação (por exemplo, título de um alerta, ação a ser executada, informações).
3.2.2 Pushbuttons ou pushbutton switches
As informações fornecidas nos pushbuttons ou botões também são codificadas por cores para indicar o status do sistema:
a) ambar: indica que um sistema está apresentando falha;
b) vermelho: indica uma falha que pode exigir uma ação corretiva imediata; c) verde: indica que um sistema opera normalmente;
d) azul: indica a operação normal de um sistema selecionado temporariamente; e) branco: indica a posição incorreta de um botão ou que alguma ação de
manutenção é necessária;
f) apagado: o sistema está apto para voar. (AIRBUS, FCTM, 2005).
3.3 CONCEITO 'NEED TO SEE'
Dependendo da situação, as DU's podem exibir informações que poderiam vir a sobrecarregar a tripulação de voo. Para evitar esta situação, alguns princípios foram estabelecidos para fornecer à tripulação as informações certas, no momento certo. Para tanto, o sistema está configurado para exibir a informação pertinente para cada fase de voo, incluindo situações normais e não-normais de operação. Somente dados importantes são mostrados e dados não relevantes são ocultados em fases críticas como decolagem e pouso, tornando a visualização dos painéis mais simples e objetiva. (AIRBUS, FCTM, 2005).
Comparação entre as informações exibidas no PFD do A320 e do principal concorrente:
Figura 8: Boeing 737's PFD Figura 9: Airbus A320's PFD
Fonte: (PMFlight, 2013) Fonte: (Wilco, 2014)
Na ilustração acima, embora em fases diferentes de voo, é possível perceber que informações mais importantes são deixadas em evidência no PFD da Airbus, como LOC, Glide Slope, frequência do localizador e QNH. Demais informações são suprimidas para evitar poluição visual no mostrador. (AIRBUS, FCTM, 2005).
3.4 CONCEITO LESS PAPER COCKPIT
Segundo estudos da empresa americana de Telecomunicações ViaSat (2016), cada aeronave pode transportar até 20kgs a menos de peso com o uso de tecnologias alternativas relacionadas à documentação de voo.
A Airbus iniciou esse conceito com a utilização do sistema ECAM (será estudado mais adiante) nas suas aeronaves. Ele substitui os checklists convencionais por checklists eletrônicos, que além de melhorarem a performance dos pilotos na correção de anormalidades, ainda reduz os gastos com substituição de materiais.
Com o aperfeiçoamento da tecnologia da informação e desenvolvimento de dispositivos portáteis de alta capacidade, já é possível nos dias de hoje, reunir todos os manuais e demais documentos em um único dispositivo digital.
Figura 10: FlySmart Performance Software developed by Airbus.
Fonte: (Airbus S.A.S, 2012)
Na figura acima é exibido o software de cálculo de performance para decolagem e pouso. Antigamente utilizava-se para esse mesmo cálculo, o DIM (Dispatch Manual) que pesava cerca de quatro vezes mais que o dispositivo eletrônico em exibição. (AIRBUS, 2018).
3.5 CONCEITO DE MANETES DE POTÊNCIA ESTÁTICAS
A Airbus utiliza o conceito de NON BACK-DRIVEN THRUST LEVERS, que significa que a tripulação de voo pode facilmente e intuitivamente monitorar a energia da aeronave através de sinais básicos exibidos nos displays (velocidade, speed trend, HUD delimitadores, parâmetros do motor), e não através de movimentos ambíguos de alavancas depotência.
Quando o autothrust é acionado, a posição da manete de potência determina a potência máxima autorizada que pode ser comandada pelo seu gerenciador automático. Quando a tripulação de voo desacopla o autothrust, a posição da manete de potência determina o empuxo atual (como em qualquer aeronave não equipada com autothrust).
Figura 11: Airbus A320 Thrust Levers
Fonte: (Raboin, D.?)
Outra característica importante e diferente dos demais fabricantes, é que no modelo de manetes de potência da Airbus não existe botão GA (Go Around - Arremetida). Basta levar uma ou ambas as manetes todas à frente (posição TOGA - Takeoff/Go Around) que o sistema já identifica a intenção de arremetida e configura o sistema de navegação com os requisitos necessários. (AIRBUS, FCTM, 2005).
3.6 CONCEITO FLY-BY-WIRE
Definitivamente, um dos mais importantes avanços tecnológicos da indústria aeronáutica mundial onde a Airbus foi pioneira no seu emprego em aeronaves comerciais, é o sistema Fly-by-Wire.
O sistema tem como principal característica a utilização de sinais eletrônicos gerados por computador e conduzidos através de fios para os atuadores das superfícies de controle de voo, onde os comandos executados pelos pilotos nos sidesticks são interpretados digitalmente e enviados de forma precisa ao voo sem o uso de cabos e roldanas como da forma convencional.
Este sistema engloba inúmeras vantagens em relação às tecnologias anteriores e permite a utilização de diversos recursos, que serão apresentados a seguir.
3.6.1 Proteção dos Controles de Voo
O propósito das proteções de controle de voo é dar total autoridade à tripulação de voo, de modo a permitir-lhes obter o melhor desempenho da aeronave, com uma ação instintiva e imediata no controle relacionado, minimizando a possibilidade de controlar excessivamente, sobrecarregar ou danificar a aeronave.
Uma das principais tarefas do PF é manter a aeronave dentro dos limites do envelope de voo normal. No entanto, algumas circunstâncias, devido a situações extremas ou manuseio incorreto dos controles de voo, podem provocar a violação desses limites.
As proteções não foram projetadas para serem proteções de limite estruturais (por exemplo, elas não impediriam o piloto de executar comando de pedal de leme na direção contrária à ideal; porém, o sistema o alertaria desse fato). Em vez disso, elas são projetadas para auxiliar o PF em situações de emergência e estressantes, protegendo a aeronave contra eventuais descuidos da tripulação. (AIRBUS, FCTM, 2005).
3.6.2 Uso de Sidesticks como Controles de Voo
O sistema Fly-by-Wire, por utilizar inputs eletrônicos, permite o uso de Sidesticks em vez de manches como controles primários de voo. Estes dispositivos, montados lateralmente ao assento dos pilotos, apresentam muitos benefícios, permitindo uma visão sem obstruções do painel de instrumentos principal. Além disso, eles são adaptados para situações de emergência (por exemplo, incapacitação, travamento do dispositivo, falhas de controle) e possuem ajuste de braço para perfeito encaixe na mão durante operação.
Outra grande característica, é que sua localização lateral possibilita a instalação de uma mesa deslizante (sliding table) em frente aos pilotos que pode ser utilizada para diversas atividades (como suporte para cartas de rota, manuais, documentos e/ou refeições).
Quando o piloto automático está ativado, os sidesticks são travados na posição neutra (retorno imediato). Não há possibilidade de input simultâneo da tripulação de voo e do piloto automático. O piloto automático pode ser desconectado instintivamente, a qualquer momento, através de uma firme pressão no sidestick, pelo AP DISC P/B localizado no próprio sidestick ou pelo AP P/B localizado no Glareshield. (AIRBUS, FCTM, 2005).
Figura 12: Airbus A320 Pilot's Seats, Sidesticks and F/O's Sliding Table Extended
Fonte: (Lufthansa Magazine, 2012).
O uso dos sidesticks apresenta algumas peculiaridades, pois apenas um piloto voa de cada vez. Se o PM quiser atuar no sidestick, ele / ela deve anunciar claramente "I Have Control", pressionar e manter pressionado o botão lateral, para obter controle total do sistema Fly-By-Wire e operar normalmente. Entretanto, a tripulação de voo deve ter em mente que os inputs de sidestick são algebricamente somados. Portanto, entradas duplas devem ser evitadas, pois dispararão alertas sonoros e visuais (DUAL INPUT ALERT).
Em caso de Pilot Incapacitation e/ou em casos de operação deliberadamente insegura, qualquer um dos pilotos pode desativar o sidestick do outro piloto pressionando o seu sidestick P/B. (AIRBUS, FCTM, 2005).
3.6.3 Leis de Controle de Voo
A Airbus adotou o sistema de Leis de Controle de Voo em suas aeronaves (tecnicamente conhecido como Flight Control Laws).
Estas leis englobam diversas características e apresentam à tripulação técnica quais proteções estão ativas no momento, protegendo ou não a aeronave em seu envelope de voo.
A seguir, será apresentado em que situações elas são ativadas e quais proteções estarão à disposição da tripulação em cada fase.
1) Normal Law
Configuração operacional normal do sistema. A falha de um único computador não afeta a Normal Law.
Cobre o controle dos três eixos direcionais, protegendo o envelope de voo dentro dos limites de velocidade e força G. Tem três modos de acordo com a fase do voo:
a) Ground mode:
ativo quando a aeronave está no solo;
relação proporcional direta entre a deflexão do sidestick e a deflexão das superfícies de comando;
está ativo até imediatamente após o liftoff;
após o toque, o Ground Mode é reativado e redefine o ajuste do leme direcional para zero.
b) Flight mode:
torna-se ativo logo após a decolagem e permanece ativo até pouco antes do pouso;
a deflexão do sidestick e o fator de carga impostos à aeronave são diretamente proporcionais, independentemente da velocidade no ar; com o sidestick em neutro e as asas niveladas, o sistema mantém a
carga de 1G no pitch;
não há necessidade de alterar o pitch para mudanças velocidade, configuração ou inclinação das asas até 33 graus;
deflexão total do sidestick em ambos sentidos longitudinais, mantém o fator de carga máximo para a posição do flape;
o raio de curva é relativo à deflexão do sidestick; o rate of turn é independente da velocidade no ar;
uma determinada deflexão no sidestick sempre resulta na mesma resposta de rate of turn;
A coordenação de curva e o yaw dumping são calculados pelos ELAC's e transmitidos aos FAC's.
pedais do leme direcional permanecem estáticos em curvas ou guinadas.
c) Flare mode:
a transição para o modo FLARE ocorre a 50' RA durante o pouso; o sistema memoriza a atitude à 50' e começa a reduzir
progressivamente o pitch, forçando o piloto a cabrar a aeronave; no caso de arremetida, a transição para o FLIGHT MODE ocorre
novamente a 50' RA.
2) Proteções
a) limitações de fator-carga:
impede que o piloto sobrecarregue a aeronave, mesmo se deflexões completas de sidestick forem aplicadas.
b) limitações de atitude:
pitch limitado a 30 graus acima, 15 graus abaixo e 67 graus de inclinação lateral;
esses limites são indicados por sinal de igualdade (=) verde no PFD; ângulos de inclinação acima de 33 graus, exigem comando constante
do sidestick. Se este for liberado, a inclinação retorna automaticamente para 33 graus.
c) proteções contra ângulo de ataque elevado (ALPHA):
Quando ALPHA excede ALPHA PROT, o controle do profundor muda para o modo de proteção alfa, no qual o ângulo de ataque é proporcional à deflexão do sidestick;
ALPHA MAX não será ultrapassado, mesmo que o piloto aplique a deflexão total no sidestick para trás.
impede o excesso de VMO ou MMO, introduzindo comando de subida na aeronave até que a velocidade retorne ao envelope;
o piloto é impedido de anular esse comando até que a velocidade seja restabelecida.
e) proteções contra baixa velocidade:
disponível em configuração de flapes 2,3 ou FULL entre 100' e 2.000' RA quando o TOGA não está ativo;
produz alerta sonoro de "SPEED, SPEED, SPEED" quando apenas a mudança de pitch é insuficiente para recuperar uma trajetória positiva de voo (aumento de potência é necessário).(FCOM, Flight Controls, p.01, 2012)
3) Alternate Law
Se ocorrerem várias falhas de sistemas redundantes, os controles de voo reverterão para a Alternate Law.
O ECAM exibe a mensagem: ALTN LAW: PROT LOST.
a) Ground mode:
o Ground Mode é idêntico à Normal Law;
b) Flight mode:
em Pitch Alternate Law, o Flight Mode demanda um fator de carga semelhante ao modo Normal Law, com proteções reduzidas;
Pitch Alternate Law degrada-se para Direct Law quando o trem de pouso é estendido para proporcionar sensação de flare na aterrissagem, já que não há Modo Flare quando o Pitch Normal Law é perdido;
o compensador automático do profundor e do leme direcional (com autoridade limitada) ficam disponíveis;
a curva coordenada não é mais realizada automaticamente;
quando o Pitch Law degrada da Normal Law, o ângulo de inclinação degrada para a Direct Law - a razão de inclinação depende da velocidade no ar.
4) Proteções
a) todas as proteções, exceto a proteção de fator carga, são perdidas; b) a limitação do fator carga é semelhante àquela da Normal Law;
c) dois âmbar XX's substituem os sinais verdes (=)de limite de atitude no PFD; d) uma função de estabilidade à baixa velocidade substitui a proteção normal
do ângulo de ataque;
e) o sistema introduz um comando progressivo do nariz para baixo que tenta evitar que a velocidade se decomponha ainda mais;
f) este comando pode ser anulado pelo piloto através do sidestick; g) o avião pode ser estolado na Alternate Law;
h) um aviso sonoro de estol que consiste em "crickets" e uma mensagem auditiva "STALL" é ativada;
i) a função Alpha Floor é desativada;
j) a escala de velocidade no PFD é modificada: VLS permanece exibido;
VALPHA PROT e VALPHA MAX são removidos;
eles são substituídos por uma faixa vermelha e preta, onde a parte superior indica a velocidade de aviso de estol - VSW;
k) um comando de nariz para cima é introduzido a qualquer momento em que o avião excede o VMO / MMO para evitar que a velocidade continue aumentando, o que pode ser anulado pelo piloto através do sidestick;
l) a proteção do ângulo de inclinação lateral é perdida;
m) certas falhas fazem com que o sistema reverta para a Alternate Law sem proteções de velocidade, e
n) o Yaw Dumper é perdido se a falha for causada por uma pane de tripla de ADR. (FCOM, Flight Controls, p.04, 2012).
5) Abnormal Alternate Law
A Abnormal Alternate Law é ativada se o avião entrar em uma atitude incomum, permitindo à tripulação a recuperação dessa atitude.
Características
a) o Pitch Law se torna Alternate (sem autotrim ou proteção diferente da proteção do fator carga);
b) Roll Law torna-se Direct Law e o controle de leme direcional torna-se mecânico;
c) após a recuperação da atitude incomum, as seguintes leis estão ativas para o restante do voo:
Pitch: Alternate Law sem proteções e com autotrim; Roll: Direct Law;
Yaw: Alternate Law;
d) não há reversão para a Direct Law quando o trem de pouso é estendido. (FCOM, Flight Controls, p.06, 2012).
6) Direct Law
A Direct Law é o nível mais baixo de controle de voo por computador e ocorre com certas falhas múltiplas.
Características
a) os comandos do piloto são transmitidas sem modificações para as superfícies de controle, fornecendo uma relação direta entre o sidestick e a superfície de comando;
b) a sensibilidade do controle depende da velocidade no ar e o autotrimming continua disponível;
c) uma mensagem âmbar USE MAN PITCH TRIM aparece no PFD;
d) se os controles de voo se degradarem para a Alternate Law, a Direct Law automaticamente se tornará ativa quando o trem de pouso for estendido e o
piloto automático estiver desacoplado. Se o piloto automático estiver ativado, o avião permanecerá em Alternate Law até que o piloto automático seja desconectado;
e) não há proteções previstas na Direct Law, no entanto, alertas de excesso de velocidade e de estol são fornecidos;
f) a escala de velocidade do PFD permanece a mesma da Alternate Law. (FCOM, Flight Controls, p.07, 2012).
7) Mechanical Backup
No caso de uma perda completa dos sinais elétricos de controle de voo, a aeronave pode ser temporariamente controlada pelo modo mecânico.
Características
a) o controle de inclinação longitudinal é obtido através do estabilizador horizontal usando a roda de compensação manual;
b) o controle lateral é realizado usando os pedais do leme; c) ambos os controles requerem força hidráulica;
d) um aviso em vermelho MAN PITCH TRIM ONLY aparece no PFD. (FCOM, Flight Controls, p. 09, 2012).
3.7 ECAM - ELECTRONIC CENTRALIZED AIRCRAFT MONITORING
O Sistema Eletrônico de Monitoramento Centralizado da Aeronave é mais um sistema inovador encontrado no A320 e posteriormente em outras aeronaves da fabricante, onde o monitoramento de todos os sistemas é feito por computadores embarcados e exibidos nas telas centrais do painel de instrumentos principal (por padrão, nas DU's centrais).
Figura 13: ECAM's System Architecture.
Fonte: (AviationKnowledge, 2016)
O ECAM é o principal componente do Forward-Facing Crew Cockpit Phylosophy, pois além de outras atividades atribuídas, também engloba as filosofias de "Dark and Paperless Cockpit".
O objetivo da ECAM é:
monitorar os sistemas de aeronaves;
exibir informações desses sistemas para a tripulação de voo;
indicar passo a passo as ações necessárias para a tripulação de voo na maioria das situações normais, anormais e de emergência através de checklist eletrônico.
Como o ECAM permanece disponível na maioria das situações de falha, ele se torna uma ferramenta indispensável no tocante à agilidade da tripulação no reconhecimento de falhas, velocidade de respostas a emergências e foi responsável por uma redução significativa nos Memory Itens da aeronave. (AVIATIONKNOWLEDGE, 2016)
A imagem a seguir mostra como as informações são exibidas para os pilotos no exemplo da ocorrência de fogo no motor:
Figura 14: Engine One Fire ECAM's Actions
Fonte: (AviationKnowledge, 2016)
3.7.1 Princípio de Utilização do ECAM
Quando o ECAM exibe um aviso ou uma alerta, a primeira prioridade é garantir que uma trajetória de voo segura seja mantida. O resultado bem-sucedido de qualquer procedimento de ECAM depende da leitura e aplicação corretas do procedimento, compartilhamento efetivo de tarefas e monitoramento consciente e cruzado.
a tarefa do PF é pilotar a aeronave, navegar e se comunicar; a tarefa do PNF é gerenciar a falha sob comando do PF.
O PF geralmente continua sendo o PF para todo o voo, a menos que o comandante decida assumir o controle.
Quando o PF anuncia: "I have controls and communication", o PNF confirma: "You have controls and communication".
O PF controlará a trajetória de voo, a velocidade, a configuração e os sistemas da aeronave. O PF também irá gerir a navegação e comunicação, e solicitar que as ações do ECAM sejam executadas pelo PNF, verificando se estas estão sendo concluídas corretamente.
O PNF tem uma carga de trabalho considerável, gerenciando ações do ECAM e auxiliando o PF mediante solicitação. O PNF lê o ECAM e o checklist, executa as ações do ECAM sob o comando do PF, solicita a confirmação do PF para limpar as ações e executa as ações exigidas pelo PF. O PNF nunca tocará nas manetes de potência, mesmo se solicitado pelo ECAM.
Alguns seletores ou botões (incluindo o ENG MASTER switch, punho de fogo, IR, IDG e, em geral, todos os interruptores protegidos) devem ser completamente verificados pelo PF e PNF, antes de serem movidos ou selecionados, para evitar que a tripulação de voo inadvertidamente, realize ações irreversíveis.
Para evitar erros na identificação dos interruptores, o overhead da Airbus é projetado para ser intuitivo. Quando o ECAM requer ação nos botões ou interruptores do overhead, o painel do sistema correto pode ser identificado consultando o nome do sistema escrito na cor branca na lateral de cada painel. Antes de executar qualquer ação, o PNF deve manter essa sequência em mente: "sistema, depois procedimento / seletor, depois ação" (por exemplo, "air, crossbleed, close"). Desta forma, anunciando uma seleção pretendida antes da ação, o PNF permite que o PF mantenha-se ciente do progresso durante todo o procedimento.
É importante lembrar que, se um sistema falhar, a luz FAULT associada ao botão do sistema (localizado no overhead) será acesa em âmbar e permitirá a identificação correta.
Ao selecionar um interruptor ou botão do sistema, o PNF deve verificar o SD para checar se a ação selecionada ocorreu (por exemplo, fechar uma válvula crossbleed deve alterar as indicações que aparecem no SD).
Para garantir a total eficiência e segurança na utilização de todos os sistemas, a Airbus preconiza que todos os operadores de suas aeronaves no mundo todo, treinem seus pilotos e executem os procedimentos operacionais baseados nos documentos por ela definidos, isto é, os SOP's (Standard Operacional Procedures) devem obedecer a critérios
que garantam e padronizem a operação das aeronaves levando em consideração sempre a otimização dos recursos desenvolvidos em prol da segurança e eficiência, podendo entretanto, serem mais restritivos. Isto significa que, um piloto que voa Airbus em uma companhia americana, por exemplo, não terá dificuldades em voar o mesmo tipo de aeronave na Ásia ou em qualquer lugar do mundo, pois os procedimentos mais importantes serão totalmente iguais. O mesmo ocorre com a transição de equipamentos da mesma fabricante: um piloto de A320 levará muito menos tempo para se adaptar a um A330 do que outro proveniente de outra filosofia, devido ao conceito de similaridade. (AIRBUS, 2018)
Com isso, encerra-se essa seção do trabalho onde foi apresentado um breve histórico do surgimento dessa nova filosofia operacional, exibido fotografias de diversas peculiaridades de engenharia encontradas nas aeronaves Airbus, descrito diversos sistemas considerados diferenciais na operação e explicado conceitos e regras das filosofias operacionais do equipamento.
A seguir, será abordada uma breve consideração sobre fatores humanos e comportamentais acerca do emprego do automatismo na operação de equipamentos.
4 FATORES HUMANOS E O AUTOMATISMO
Todo acontecimento trágico envolvendo a aviação sempre atrai muitos olhares da população devido ao grande impacto gerado e à grande especulação da mídia a respeito.
Um acidente aéreo pode afetar de uma só vez a trajetória de vida de dezenas, ou até centenas de famílias. É uma área que é caracterizada pela baixa ou quase inexistente margem de erro, onde todos os processos e procedimentos devem ser executados com total consciência situacional, responsabilidade e profissionalismo. (AIRBUS, 2014).
Sempre que ocorre um acidente aéreo, muitos assuntos são discutidos e é muito comum que o automatismo venha à tona e seja o centro das atenções por algum período.
Pessoas questionam a eficiência de sistemas automatizados, esquecendo-se muitas vezes de que todo e qualquer sistema requer intervenção humana, seja na sua construção, programação ou monitoramento, e que o insucesso de determinada ação atribuída ao sistema pode, em muitas vezes, ter sua causa iniciada por negligência ou inobservância humana.
Mary Anne Greczyn, porta-voz da Airbus, foi certa vez indagada por um jornalista que quis saber se, em casos como o do acidente do voo AF447 da Air France que caiu no Oceano Atlântico em 2009 na rota RIO - PARIS, o piloto poderia desligar o sistema "Fly-by-Wire" da aeronave e com isso garantir uma melhor performance no tratamento da situação. Ela então respondeu: "É como se você desligasse o ABS do seu carro enquanto você está derrapando no gelo. Você poderia fazer isso, mas você não teria por quê." (MILLER, 2009. Tradução nossa).
A investigação do referido acidente executada pelos órgãos oficiais dos países envolvidos mostrou, através de dados e gráficos que, apesar da aeronave ter apresentado falha em alguns equipamentos devido à formação de gelo nos sensores de velocidade, e por esse motivo as proteções do envelope de voo ficaram indisponíveis, os comandos de voo e os demais sistemas da aeronave corresponderam fielmente aos inputs dos pilotos, que infelizmente os fizeram equivocadamente em virtude de falhas de treinamento e percepção. (BEA, 2012).
No gráfico a seguir é possível perceber que a aeronave correspondeu a todos os comandos efetuados pelo PF, no entanto, esses comandos estavam equivocados no que diz respeito à necessidade real do momento:
Gráfico 1: PF's Inputs and Aircraft Response
Fonte: (BEA, 2012)
Outro fator relevante apontado na investigação, revela que apesar da precisão dos equipamentos de informação meteorológica disponíveis a bordo da aeronave, a tripulação não se ateve ou não identificou corretamente as condições adversas que encontrariam à frente na trajetória do voo, permitindo que aeronave adentrasse em formações meteorológicas extremas, ocasionando as falhas mencionadas. (BEA, 2012).
Figura 15: Chart Overlaid With Infrarouge Image
Fonte: (BEA, 2012)
Por outro lado, em outro importante acontecimento ocorrido em 15 de janeiro de 2009, onde um Airbus A320 perdeu potência de ambos os motores após colidir com um bando de pássaros em Nova Iorque, nos EUA, e posteriormente realizou uma amerissagem nas águas do Rio Hudson, os sistemas redundantes e o envelope de voo da aeronave auxiliaram o comandante a efetuar uma das ocorrências mais bem sucedidas da história da aviação comercial. (NTSB, 2010)
De acordo com o NTSB, órgão responsável pela investigação do acidente:
[...] a velocidade nos últimos 150 pés na descida foi baixa o suficiente para ativar o modo de proteção ALPHA dos recursos de proteção de envelope Fly-by-Wire do avião. O comandante foi progressivamente puxando o sidestick para trás quando o avião desceu abaixo de 100 pés, mantendo-o nesta posição nos últimos 50 pés, indicando que ele estava tentando elevar o nariz do avião e suavizar o toque na água. O modo de proteção ALPHA do A320 incorpora recursos que atenuam os inputs no sidestick do piloto. Devido a estas características, o avião não ultrapassou o máximo de AOA permissível em Normal Law para a altitude, peso e configuração atuais; no entanto, o avião forneceu desempenho máximo para o peso e configuração naquele momento, contribuindo para o favorável desfecho da operação. (NTSB, p.97, 2010. Tradução nossa)
Outrossim, a falta de um sistema automático mais "proativo e inteligente" foi uma das causas de outro acidente ocorrido em San Francisco, EUA, em julho de 2013.
Um Boeing 777 operado pela Asiana Airlines prosseguiu para pouso na pista 28L daquele aeroporto em uma aproximação não estabilizada.
Depois de diversos erros operacionais da equipe técnica na manutenção de velocidade e rampa de aproximação, a cauda da aeronave colidiu violentamente contra o paredão que dividia a área aeroportuária com o mar. A aeronave ficou destruída e pessoas vieram a óbito.
No relatório final do acidente, o NTSB disse o seguinte:
O Conselho Nacional de Segurança nos Transportes determina que a causa provável acidente foi a má administração da tripulação de voo da descida do avião durante a aproximação visual, a desativação não intencional do controle automático de velocidade, o monitoramento inadequado da velocidade e a demora da equipe de voo em perceber que o avião estava abaixo das tolerâncias de variação de rampa e velocidade aceitáveis. Contribuíram para o acidente: (1) as complexidades dos sistemas de autothrottle e dos diretores de voo do piloto automático que foram inadequadamente descritos na documentação da Boeing e no treinamento de pilotos da Asiana, o que aumentou a probabilidade de erro; (2) comunicação e coordenação não padronizadas da tripulação de voo em relação ao uso dos sistemas de direção de voo do autothrottle e do piloto automático; (3) o treinamento inadequado do piloto em voo no planejamento e execução de aproximações visuais; (4) a supervisão inadequada do PF pelo Piloto Instrutor do Voo; e (5) fadiga da tripulação de voo, o que provavelmente degradou seu desempenho. (NTSB, 2014. p. 129. Tradução nossa.)
No mundo aeronáutico existe sempre uma grande polêmica quando o assunto se remete à automação dos processos e operações. Há quem diga que o automatismo é o único caminho para operações mais seguras, pois ele inibe as deficiências humanas. Por outro lado, há quem seja favorável a um nível de automatismo muito mais brando, onde a palavra final seja sempre do humano que está conduzindo a ação. (ROBERTSON, 2010)
Nos exemplos acima, vimos três situações semelhantes onde na primeira, mesmo com muitos recursos disponíveis, a tripulação de voo não foi capaz de perceber as condições inseguras e permitiu um desfecho trágico de um voo que tinha tudo para dar certo; no segundo, as mesmas tecnologias embarcadas aliadas à grande experiência dos pilotos foram determinantes para que um grande sucesso ocorresse; e, na terceira, a falta de experiência de uma tripulação aliada à complacente deficiência no monitoramento dos processos e a falta de
um sistema automático que sobrepujasse a atuação humana em prol da segurança, foram contribuintes para um trágico acidente.
Torben Rick (2011), importante administrador alemão, em suas pesquisas sobre o comportamento corporativo, afirma que existem muitas razões para que as pessoas expressem resistência a algo inovador. Segundo ele, é necessário que haja plena compreensão acerca da necessidade da mudança, principalmente para profissionais experientes e acostumados com uma maneira conservadora de trabalhar que funcionou durante grande parte de suas vidas. Para estes, uma mudança soa como desnecessária.
Na visão dele, pessoas mais conservadoras e já consolidadas em práticas profissionais, tendem a desqualificar algo inovador por entenderem que aquilo pode vir a ser uma ameaça às suas consolidadas posições no mercado, e quando são submetidas a novos desafios, tendem a priorizar a análise negativa da mudança na intenção de ocultar uma eventual baixa produtividade inicial.
Nenhum sistema foi projetado e desenvolvido para falhar. Falhas eventualmente ocorrem e são esperadas, portanto requerem velocidade de resposta e tratamento adequado a fim de dirimir quaisquer efeitos indesejados.
O estudo de Torben apresenta doze razões da resistência humana frente a inovações, e muitas delas são bastante visíveis na aviação.
Resistência pode ser um agravante no tocante à dificuldade na assimilação de processos e implementação de tecnologias em prol da modernização, no entanto não pode ser um entrave na busca constante do aprimoramento e da eficiência, principalmente no que diz respeito à segurança. (RICK, 2011).
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Neste trabalho acadêmico tivemos como objetivo geral, compreender como a tecnologia baseada na Filosofia Airbus e aplicada ao modelo A320 contribui para a garantia da Segurança Operacional na aviação comercial.
Em uma abordagem de natureza qualitativa, os dados de bibliografia aeronáutica foram obtidos em fontes oficiais de pesquisa. O site da fabricante Airbus forneceu grande parte do material apresentado acerca da história de pioneirismo tecnológico, ao passo que os dados técnicos estudados e descritos com a finalidade de esclarecer ao leitor as características operacionais do equipamento, foram obtidos em manuais oficiais de operação.
Em relatórios finais de importantes acontecimentos da aviação comercial envolvendo tragédias, como do voo AFL-593, que fazia a rota Moscow - Hong Kong e caiu no mar após o filho do comandante inadvertidamente desacoplar o piloto automático, foram obtidas as informações que auxiliaram a compreender a necessidade de mudança na filosofia operacional de equipamentos de transporte aéreo para um modelo muito mais conservativo e padronizado.
Da mesma forma, a análise de relatórios de acidentes aéreos envolvendo fatores de tecnologia e operação, foram estudados e comparados entre si no intuito de fortalecer a compreensão do leitor na relação dos fatores comportamentais envolvidos nas operações aéreas. Trabalhos de autores como Izquierdo, Robertson e Torben Rick também foram citados, conceituando as diferenças comportamentais dos indivíduos frente a mudanças.
A filosofia operacional utilizada pela Airbus foi então apresentada, cumprindo o primeiro objetivo específico.
A relação dessa filosofia com a tecnologia encontrada das aeronaves da fabricante, mais precisamente no modelo estudado, o A320, foi discutida através da descrição de suas características. Desde a visão estratégica da empresa em diminuir os custos operacionais da aeronave com a informatização de sistemas, até a preocupação com operações mais seguras que prevenissem os erros humanos através de envelopes de voo, foram abordadas e explicadas.
Por fim, cumprindo o terceiro objetivo específico, foram analisadas as consequências do emprego da tecnologia embarcada em três diferentes casos e cenários de acidentes aéreos. No primeiro deles, mesmo com toda a tecnologia disponível, não foi possível prevenir uma tragédia causada principalmente por falha operacional. No segundo caso, mesmo com perda total de tração, a aeronave com a mesma tecnologia embarcada do
