UNIVERSIDADE DO SUL DE SANTA CATARINA MARCELO JOSÉ FRANCISCO
O USO DE ÓCULOS DE VISÃO NOTURNA (OVN) NA AVIAÇÃO
CIVIL
Palhoça 2017
MARCELO JOSÉ FRANCISCO
O USO DE ÓCULOS DE VISÃO NOTURNA (OVN) NA AVIAÇÃO
CIVIL
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. Orlando Flávio Silva, Esp.
Palhoça 2017
MARCELO JOSÉ FRANCISCO
O USO DE ÓCULOS DE VISÃO NOTURNA (OVN) NA AVIAÇÃO
CIVIL
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, 24 de novembro de 2017.
___________________________________________ Orientador: Prof. Orlando Flávio Silva, Esp.
___________________________________________ Prof. Marcos Fernando Severo de Oliveira, Esp.
RESUMO
Esta pesquisa teve como objetivo compreender a teoria de funcionamento, as limitações operacionais e as legislações referentes à utilização dos óculos de visão noturna (OVN) na aviação civil utilizando a pesquisa exploratória com procedimento de pesquisa bibliográfico e documental, através da consulta de livros e documentos nacionais e internacionais restringindo-se ao campo qualitativo. O estudo verificou que o uso dos OVN pode aumentar a segurança do voo nas operações noturnas de aeronaves civis, apesar de suas limitações de uso. Os operadores que desejam fazer uso desta tecnologia devem estar cientes de que é necessário o preparo da tripulação, bem como a adaptação da aeronave para uma iluminação compatível com os OVN. Países da União Europeia, EUA, Austrália e Reino Unido já utilizam os OVN na aviação civil e possuem normas especificas para o seu uso. O Brasil ainda não possui regulamentação para o uso desta tecnologia, apesar de ter iniciado esforços no sentido de elaborar normas sobre o assunto no âmbito da Agência Nacional de Aviação Civil (ANAC), demonstrado por uma Audiência Pública realizada no ano de 2015. Concluiu-se que o uso dos OVN pela aviação civil pode ser benéfico, desde que sejam conhecidas suas limitações, as tripulações tenham o treinamento adequado e haja um processo de habilitação adequado para o uso deste sistema de visão noturno normatizado pelo Estado.
ABSTRACT
This research aimed to understand the theory of operation, limitations and legislation regarding the use of Night Vision Goggles (NVG) in civil aviation using an exploratory research with bibliographic and documentary procedure through the consultation of national and international books and documents restricted to the qualitative field method. The study points out that the use of NVGs might increase flight safety in night operations despite their limitations. Operators who intend to use of this technology should be aware of the need for crew training as well as the aircraft's adaptation to NVG compatible lighting. Countries in the European Union, USA, Australia and the United Kingdom already use NVGs in civil aviation and also have presented specific standards for their use. Brazil still has no regulation of the use of this technology, although it has begun efforts to elaborate norms on the subject within the scope of the Agência Nacional de Aviação Civil (ANAC) demonstrated by a Public Hearing held in the year 2015. One of the conclusions pointed out that the use of NVGs by civil aviation might be beneficial as long as its limitations are known, crews are properly trained, and there is a appropriate qualification process for the use of this state-regulated night vision system.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 – Óculos de Visão Noturna AN/PVS-5 Gen II ... 15
Figura 2 - Panoramic Night-Vision Goggles (PNVG) ... 15
Figura 3 - Amplificação de elétrons em um microcanal ... 16
Figura 4 - Tubo intensificador de imagem NVIS e sistema óptico. ... 17
Figura 5 - ANVIS permitindo visão "look-around" ... 18
Figura 6 - NVG modelo F4949 ... 21
LISTA DE SIGLAS
AGC Circuito de controle de ganho automático ANAC Agência Nacional de Aviação Civil
ANVIS Aviator Night Vision System (Sistema de imagem de visão noturna para aviadores)
ATZ Zona de Tráfego de Aeródromo
CASA Australian Civil Aviation Safety Authority CIV Caderneta Individual de Voo
CMI Instrução de Gerenciamento de Conformidade COMAER Comando da Aeronáutica
CRM Gerenciamento de Recursos de Tripulação CTR Zona de Controle
EASA European Aviation Safety Agency EMS Serviço Médico de Emergência FAA Federal Aviation Administration FOV Campo de visão
IMC Condições Meteorológicas de Voo por Instrumentos
JAA Joint Aviation Authorities (Autoridades Conjuntas de Aviação) MCP Placa de Microcanais
NV&EOL U.S Army Night Vision and Electro-Optics Laboratory NVG Night Vision Goggles (Óculos de Visão Noturna)
NVG HUD Night Vision Goggles (Óculos de Visão Noturna) com Head-Up Display NVIS Night Vision System (Sistema de imagem de visão noturna)
OACI Organização da Aviação Civil Internacional OVN Óculos de Visão Noturna
PNVG Panoramic Night Vision Goggles (Óculos de Visão Noturna Panorâmica) RBAC Regulamento Brasileiro da Aviação Civil
RTCA Radio Technical Commission for Aeronautics SISCEAB Sistema de Controle do Espaço Aéreo Brasileiro TMA Área de Controle Terminal
USAF Força Aérea norte-americana VFR Regras de Voo Visual
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO... 9
2 O USO DOS ÓCULOS DE VISÃO NOTURNA NA AVIAÇÃO ... 14
2.1 HISTÓRICO DA UTILIZAÇÃO DOS ÓCULOS DE VISÃO NOTURNA (OVN) NA AVIAÇÃO ... 14
2.2 PRINCÍPIOS DE FUNCIONAMENTO DOS ÓCULOS DE VISÃO NOTURNA ... 16
2.3 SISTEMA DE IMAGEM DE VISÃO NOTURNA (NVIS) ... 17
2.4 COMPATIBILIZAÇÃO DE ILUMINAÇÃO DE COCKPIT ... 18
2.5 INTEGRAÇÃO DOS ÓCULOS DE VISÃO NOTURNA À AERONAVE ... 19
2.6 O USO DOS ÓCULOS DE VISÃO NOTURNA ... 21
2.7 EFEITOS DO AMBIENTE ... 22
2.7.1 Luz... 22
2.7.2 Fontes de Luz Natural ... 23
2.7.3 Fontes de Luz Artificial ... 23
2.7.4 Clima ... 24
2.7.5 Terreno ... 24
2.7.6 Fios ... 24
2.7.7 Velocidade Solo (GS) ... 25
2.7.8 Alcance Efetivo de Óculos de Visão Noturna... 25
2.8 FATORES HUMANOS ... 25
2.8.1 Complacência e Excesso de Confiança ... 25
2.8.2 Gerenciamento de Recursos de Tripulação ... 26
2.8.3 Experiência ... 26
2.8.4 Fadiga ... 26
2.9 LIMITAÇÕES DOS ÓCULOS DE VISÃO NOTURNA ... 27
2.9.1 Campo de Visão ... 27
2.9.2 Visão Monocromática ... 28
2.9.3 Adaptação ao Escuro ... 28
2.9.4 Pós-Imagem ... 28
2.9.5 Defeitos de Imagem ... 29
2.10 TREINAMENTO PARA UTILIZAÇÃO DOS OVN NA AVIAÇÃO ... 29
2.11 ÓCULOS DE VISÃO NOTURNA NA AVIAÇÃO CIVIL ... 30
2.12 LEGISLAÇÕES BRASILEIRAS SOBRE O USO DO OVN ... 31
2.12.1Âmbito do Governo Federal Brasileiro ... 31
2.12.2Âmbito da ANAC ... 32
2.12.3Âmbito do COMAER ... 33
2.13 LEGISLAÇÃO INTERNACIONAL ... 33
2.13.1Organização da Aviação Civil Internacional (OACI) ... 33
2.13.2Estados Unidos da América ... 34
2.13.4 Austrália ... 35 2.14 COMPARATIVO DOS REQUISITOS MÍNIMOS NORMATIVOS PARA
OPERAÇÃO DE OVN EM PAÍSES ESTRANGEIROS ... 36
3 APRESENTAÇÃO E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS ERRO! INDICADOR NÃO DEFINIDO.
4 CONSIDERAÇÕES FINAIS ... 43 REFERÊNCIAS ... 455
1 INTRODUÇÃO
Um piloto conduzindo uma aeronave sob regras de voo visual (VFR), durante o período diurno, utiliza sua visão e os aviônicos da aeronave para ampliar sua consciência situacional ao observar o relevo e o espaço aéreo ao seu redor (SPITZER, 2001). Por outro lado, o voo no período noturno tem sido um desafio para os aeronautas, uma vez que o olho humano fisiologicamente não é adaptado para esse período do dia.
A informação visual é significativamente degradada durante as operações noturnas. A acuidade visual1, a capacidade de estimar a profundidade e a capacidade de identificar objetos são bastante diminuídas. Além disso, a visão em cores e a visão periférica também são degradadas ou inexistentes. Os obstáculos naturais e artificiais deixam de ser observados com nitidez, ocasionando uma elevação do risco de colisão em baixas alturas (AUSTRALIAN GOVERNMENT, 2005).
Para um piloto com visão normal, em condições de pouca luz, o processo de degradação pode ser caracterizado por:
a) queda na acuidade visual;
b) redução da capacidade de distinguir detalhes;
c) degradação ou perda completa da capacidade de distinguir as cores; d) redução na definição da imagem.
e) ponto cego. A parte central da retina não é sensível à luz de baixa intensidade. Essa degradação da informação visual leva a uma diminuição da capacidade de um piloto de reconhecer objetos e estimar a distância e a profundidade. Isso pode resultar em ilusões visuais e possivelmente em desorientação espacial2. Além disso, o risco de entrada
inadvertida em IMC é aumentado, pois o piloto é menos capaz de ver as condições climáticas à frente (AUSTRALIAN GOVERNMENT, 2005).
1 Geralmente, refere-se acuidade visual como a função (visual) que exprime a capacidade discriminativa de
formas; ou como o método com que se mede o reconhecimento da separação angular entre dois pontos no espaço [isto é, distância entre eles, (...)]; ou da resolução (visual) de suas respectivas imagens sobre a retina [...] (BICAS, 2002).
2A desorientação espacial ocorre quando um indivíduo não consegue detectar corretamente a posição, o
movimento ou a atitude da aeronave ou de si mesmo (ATSB, 2003). É mais provável que ocorra em baixa visibilidade, onde os sentidos de um piloto às vezes entraram em conflito com o que se vê nos instrumentos de voo (UNITED STATES OF AMERICA, 1983).
Com o intuito de elevar a segurança operacional dos voos visuais noturnos, nas últimas décadas, buscou-se meios tecnológicos que mitigassem os riscos relacionados a estas operações. Desta forma, os Óculos de Visão Noturna (OVN), ou Night Vision Goggles (NVG) em inglês, começaram a ser utilizados para esse fim.
Os OVN são equipamentos intensificadores de imagem que amplificam a iluminação, seja ela visível ou infravermelha, num ambiente noturno em um fator de até 104 (SPITZER, 2001).
Desde a década de 1970, Sistemas de Imagem de Visão Noturna (NVIS), como os OVN, forneceram às forças armadas alguma capacidade limitada de se ver à noite e, portanto, melhorar as condições de operações (UNITED STATES OF AMERICA, 2016).
Rodrigues (2015, p. 52) afirma que:
É fato que a utilização adequada dos óculos de visão noturna aumenta a segurança e a capacidade das operações noturnas; contribui significativamente para a melhoria das operações aéreas noturnas que estão em execução e ampliam os limites operacionais, a mobilidade e a efetividade das missões ao proporcionar que se enxergue o ambiente do voo durante a mais completa escuridão.
O emprego correto do OVN aumenta o alerta situacional, que é a capacidade de percepção dos riscos potenciais do ambiente. Tal fator contribui para o aumento da segurança de voo e redução dos acidentes entre os operadores noturnos, contudo é preciso destacar os riscos operacionais do OVN.
Na maioria das condições, os óculos de visão noturna proporcionam aos pilotos um aumento significativo da qualidade visual em comparação com a visão noturna sem auxílios. Eles permitem que o piloto veja o horizonte, objetos, terreno e o clima com mais facilidade. Além disso, eles ajudam o piloto a manter a orientação espacial, para evitar perigos, como a entrada inadvertida nas Condições Meteorológicas do Voo por Instrumento (IMC), e para navegar visualmente (AUSTRALIAN GOVERNMENT, 2005).
Ainda que este equipamento possa aumentar a segurança da realização de um voo visual no período noturno, é importante conhecer os princípios de funcionamento e as limitações de uso para que não ocorra problemas ou riscos inesperados.
Algumas limitações de utilização dos OVN são: imagem monocromática, campo de visão limitado e menor acuidade visual. Além disso, a qualidade da imagem OVN é variável e depende do ambiente operacional. Por exemplo, a qualidade da imagem pode variar de acordo com a quantidade de iluminação celestial, a intensidade da luz direta, as condições climáticas e velocidade da aeronave (AUSTRALIAN GOVERNMENT, 2005).
Inicialmente as operações com este tipo de equipamento restringiram-se ao campo militar. Com o decorrer dos anos, os operadores de aeronaves civis demonstraram o interesse
em utilizar esta nova tecnologia. Como exemplo de utilização no âmbito civil pode-se citar os serviços de combate a incêndio e os voos de serviços médicos de emergência (SPITZER, 2001).
Apesar de ser possível encontrar vários modelos de equipamentos de visão noturna disponíveis no mercado comum, para a finalidade aeronáutica, a quantidade de equipamentos é restrita, pois é necessário a certificação do equipamento e aeronave e o treinamento e habilitação da tripulação.
Para usar os OVN de forma segura, é necessário um sistema de imagem de visão noturna (NVIS) de quais os OVN são apenas uma parte. Este é um sistema abrangente, que inclui adaptação da iluminação do cockpit da aeronave de forma a não degradar a imagem do OVN, pode incluir também iluminação externa adicional, outros componentes e equipamentos necessários da aeronave, treinamento inicial e recorrente da tripulação, procedimentos operacionais e requisitos de aeronavegabilidade. Qualquer operador que considere o uso de um NVIS também precisa considerar os recursos necessários para suportar todos esses elementos. Atualmente, o NVIS está sendo aprovado para ser utilizado por pilotos civis de helicópteros em algumas partes do mundo (AUSTRALIAN GOVERNMENT, 2005).
No Brasil, as normas que regem a utilização dos Óculos de Visão Noturna (OVN) na aviação ainda são escassas, principalmente no âmbito civil, apesar da tentativa de inserir esse assunto em legislação da ANAC através de Audiência Pública nº 14 de 2015 (BRASIL, 2015).
Assim sendo, este trabalho procura apresentar uma coletânea de informações acerca dos parâmetros a serem observados na utilização dos OVN na aviação civil e da normatização existente para o seu uso.
O presente trabalho justifica-se pela necessidade de ampliar o conhecimento de recursos tecnológicos disponíveis para o aumento da segurança operacional para voos noturnos de baixa altitude, neste caso os óculos de visão noturna, bem como, a permissividade de sua utilização no âmbito a que se dispõe.
Para conduzir e delimitar este estudo será necessário responder a seguinte questão: como funciona, quais as limitações e quais são as normas que regem o uso dos óculos de visão noturna para a aviação civil?
Delimitado o objetivo geral desse trabalho, é necessário, portanto, compreender a teoria de funcionamento, as limitações operacionais e as legislações referentes à utilização dos óculos de visão noturna (OVN) na aviação civil.
Como objetivos específicos serão descritos o histórico, a teoria de funcionamento, vantagens e desvantagens, a legislação nacionais e internacionais e os casos ou possibilidades de uso dos OVN na aviação civil.
Sabendo-se que os militares utilizam tecnologias que permitem a ampliação da capacidade de melhor a visão noturna, neste caso os Óculos de Visão Noturna, é possível questionar a possibilidade da utilização desta tecnologia também no âmbito civil. Para isso o usuário ou operador de aeronave que pretenda utilizar essa tecnologia necessita ter o conhecimento dos princípios de funcionamento, as limitações, os requisitos de certificação e as legislações que regem o uso destes equipamentos. Desta forma, a presente pesquisa buscou reunir os conhecimentos técnicos necessários para auxiliar usuários e operadores na tomada de decisão sobre a possibilidade de aquisição de um sistema de visão de noturna para aviação civil. Para isso foram verificados estudos sobre esta tecnologia, bem como, as legislações vigentes no Brasil, no âmbito da FAA nos Estados Unidos da América, da Organização de Aviação Civil Internacional (OACI) e de países que já fazem o uso desta tecnologia.
No presente estudo foi utilizada a pesquisa exploratória, que buscou maior familiaridade com o assunto analisado.
Segundo Gil (2008, p. 27):
Pesquisas exploratórias são desenvolvidas com o objetivo de proporcionar visão geral, de tipo aproximativo, acerca de determinado fato. [...] constituem a primeira etapa de uma investigação mais ampla. [...] O produto final deste processo passa a ser um problema mais esclarecido, passível de investigação mediante procedimentos mais sistematizados.
O procedimento de pesquisa utilizado foi predominantemente bibliográfico e documental, através da consulta de livros e documentos nacionais e internacionais.
A pesquisa documental trilha os mesmos caminhos da pesquisa bibliográfica, não sendo fácil por vezes distingui-las. A pesquisa bibliográfica utiliza fontes constituídas por material já elaborado, constituído basicamente por livros e artigos científicos localizados em bibliotecas. A pesquisa documental recorre a fontes mais diversificadas e dispersas, sem tratamento analítico, tais como: tabelas estatísticas, jornais, revistas, relatórios, documentos oficiais, cartas, filmes, fotografias, pinturas, tapeçarias, relatórios de empresas, vídeos de programas de televisão, etc. (FONSECA, 2002, p. 32 apud GERHARDT; SILVEIRA, 2009, p. 37).
Foram analisados os seguintes tipos de materiais:
Bibliográficos: livros, monografias e manuais que apresentam uma abordagem
sobre a utilização dos óculos de visão noturna para a aviação, incluindo aspectos como: medicina aeroespacial, referente à fisiologia do voo noturno, e o histórico da utilização do OVN na aviação.
Documentais: legislações e normas que regem a utilização e certificação do OVN
na aviação civil no Brasil, normas ou estudos da FAA e da ICAO relativas ao assunto.
Quanto a natureza, esta pesquisa restringiu-se ao campo qualitativo.
“A pesquisa qualitativa não se preocupa com representatividade numérica, mas, sim, com o aprofundamento da compreensão de um grupo social, de uma organização, etc”. (GOLDENBERG, 1997, p. 34 apud GERHARDT; SILVEIRA, 2009, p. 31).
O resultado deste trabalho foi organizado na seguinte estrutura:
O capítulo 1 apresenta a introdução ao assunto incluindo o problema da pesquisa, os objetivos, a justificativa e a metodologia utilizada.
O capítulo 2 nos traz a abordagem sobre o referencial teórico do uso dos óculos de visão noturna apresentando um breve histórico de sua utilização na aviação, os princípios de funcionamento, o conceito de NVIS, a integração deste sistema à aeronave, os efeitos do ambiente e os fatores humanos relacionados ao seu uso, limitações, parâmetros de treinamento, aspectos da utilização desta tecnologia na aviação civil, conteúdo normativo presente no âmbito nacional e internacional, e um comparativo dos requisitos mínimos normativos para operação de OVN em países estrangeiros.
O capítulo 3 apresenta a discussão do conteúdo apresentado no referencial teórico no capítulo anterior seguido pela conclusão da análise realizada.
O capítulo 4 encerra os estudos com algumas considerações finais sobre o estudo realizado.
2 O USO DOS ÓCULOS DE VISÃO NOTURNA NA AVIAÇÃO
2.1 HISTÓRICO DA UTILIZAÇÃO DOS ÓCULOS DE VISÃO NOTURNA (OVN) NA AVIAÇÃO
Durante a década de 1950, houve muitas pesquisas e descobertas relacionadas aos equipamentos intensificadores de imagem noturna. Os objetivos abrangiam o campo militar, a astronomia e o pesquisas científicas. O exército norte-americano realizou experimentos com equipamentos binoculares conversores de infravermelho, porém os resultados foram insatisfatórios para o uso na aviação (SPITZER, 2001).
No início da década de 1960 surgiram os equipamentos de visão noturna de primeira geração, porém o tamanho destes dispositivos ainda era grande para serem utilizados em capacetes de aviadores. Já no final desta década, o U.S. Army Night Vision and Electro-Optics Laboratory (NV&EOL) desenvolveu os OVN de segunda geração para serem utilizados pelas tropas terrestres e alguns destes equipamentos foram testados por aviadores em operações noturnas (SPITZER, 2001).
Em 1973, o exército norte americano adotou o AN/PVS-5 Gen II (Figura 1) como uma solução provisória de OVN para aviadores. As principais limitações deste modelo eram o baixo desempenho, peso elevado, obstrução visual da face e incompatibilidade com a iluminação do cockpit. Em 1976, o NV&EOL iniciou o desenvolvimento do Sistema de Imagem de Visão Noturna para Aviadores (ANVIS) utilizando a terceira geração de intensificadores de imagem buscando o alto desempenho, peso reduzido, aumento da confiabilidade e melhor manutenção (SPITZER, 2001).
A operação com o ANVIS não teria sido viável ou segura se a iluminação do cockpit tivesse permanecido com a tradicional iluminação incandescente de luz vermelha ou branca. Em 1981, o exército dos EUA lançou uma Norma de Design Aeronáutico, ADS-23, para estabelecer requisitos para o desenvolvimento da iluminação do cockpit compatível com ANVIS. Em 1988, o NVIS foi definido como um termo geral (substituindo o termo ANVIS) e expandiu os requisitos de iluminação para abranger vários tipos de NVIS (SPITZER, 2001).
Em 1989 foi convocada uma audiência no Congresso norte americano para discutir o uso controverso do AN/PVS-5, após uma série de acidentes noturnos que envolveram os OVN, com o objetivo de avaliar a segurança e a adequação destes equipamentos em helicópteros militares. Nesta audiência o ANVIS foi considerado necessário (SPITZER, 2001).
Figura 1 – Óculos de Visão Noturna AN/PVS-5 Gen II
Fonte: Global Security (2017).
Na década de 1990, os OVN foram integrados ao sistema Head-Up Display (HUD) e resultou em um novo tipo de display conhecido como NVG HUD. A iluminação de cockpit compatível com OVN foi incorporada em aeronaves de asa fixa de alta velocidade (SPITZER, 2001).
Em um esforço para fornecer um campo de visão maior do que os 40° dos OVN, a Força Aérea norte-americana (USAF) desenvolveu uma Óculos de Visão Noturna Panorâmica ( Figura 2) para fornecer cerca de 100° de campo de visão (SPITZER, 2001).
Vários operadores de helicópteros civis manifestaram interesse em utilizar os OVN. As pesquisas sobre o uso dos OVN na aviação civil analisam as aplicações, a segurança e os critérios de certificação destes equipamentos (SPITZER, 2001).
Figura 2 - Panoramic Night-Vision Goggles (PNVG)
2.2 PRINCÍPIOS DE FUNCIONAMENTO DOS ÓCULOS DE VISÃO NOTURNA
Segundo Rodrigues (2015, p.26), óculos de visão noturna são equipamentos intensificadores da luz ambiente residual que proporcionam condições para que o operador possa ver mesmo em ambientes desprovidos de luz.
Um intensificador de imagem é um dispositivo eletrônico que amplifica a energia da luz. Os fótons entram no dispositivo pelas lentes objetivas e são focados em um detector de fotocátodo que é sensível à radiação visível e infravermelha. Devido ao efeito fotoelétrico, os fótons que atingem o foto-cátodo emitem uma corrente de elétrons (SPITZER, 2001).
Os elétrons emitidos se dispersam em direções aleatórias, por isso, uma infinidade de tubos paralelos (canais) é necessária para separar e direcionar a corrente de elétrons para garantir que a imagem final tenha boa resolução. Cada amplificador de canal é microscópico - cerca de 15 µm de diâmetro. Um milhão de microcanais são agrupados em uma disposição em forma de placa. Esta placa é chamada de placa de microcanais (MCP). A espessura do MCP, que é o comprimento dos canais, é de cerca de 6,35 mm. Cada canal é um amplificador elétrico. Um potencial de polarização de cerca de 1000 V é estabelecido ao longo do tubo, e cada elétron produzido pelo efeito fotoelétrico é acelerado através do tubo em direção ao ânodo (SPITZER, 2001).
Quando um elétron atinge outros elétrons, eles são liberados e continuam atingindo outros elétrons em um efeito em cascata. O resultado dessa multiplicação de elétrons é uma grande amplificação do sinal (Figura 3). O fluxo amplificado de elétrons finalmente atinge uma tela fluorescente de fósforo que, por sua vez, emite uma grande quantidade de fótons criando uma imagem (SPITZER, 2001).
Figura 3 - Amplificação de elétrons em um microcanal
O resultado é um OVN que contém uma MCP dentro de uma caixa óptica. A caixa contém lentes objetivas e oculares apropriadas para a utilização dos OVN (Figura 4). As telas podem ser de fósforo P20 ou P25. A amplificação da luz pode ser de 2000 vezes ou mais e, para evitar danos ao fósforo, um circuito de controle de ganho automático (AGC) limita o ganho em condições de excesso de luz ambiental (SPITZER, 2001).
Apesar de intensificarem a luz residual do ambiente, os OVN não ampliam a imagem, ou seja, a imagem será vista em tamanho natural (RODRIGUES, 2015, p. 26).
Figura 4 - Tubo intensificador de imagem NVIS e sistema óptico.
Fonte: Adaptado de SPITZER (2001).
Os intensificadores de imagem de terceira geração utilizam fotocátodos de arseneto de gálio (GaAs), que são mais sensíveis do que os de segunda geração, e podem ser utilizados em condições de luz estelar ou de céu encoberto (SPITZER, 2001).
2.3 SISTEMA DE IMAGEM DE VISÃO NOTURNA (NVIS)
Um NVIS consiste em todos os elementos necessários para operar com êxito e com segurança uma aeronave ao usar OVN. Isso inclui o OVN, iluminação de cockpit compatível com NVIS, iluminação externa compatível, outros componentes e equipamentos de aeronave necessários, requisitos de treinamento, procedimentos operacionais e
procedimentos para manter a aeronavegabilidade do sistema. Todos esses elementos são críticos para a operação segura do NVIS (AUSTRALIAN GOVERNMENT, 2005, p. 14).
2.4 COMPATIBILIZAÇÃO DE ILUMINAÇÃO DE COCKPIT
Para o uso efetivo dos OVN é necessária a compatibilidade de iluminação do cockpit, pois se esta não for compatível a iluminação será amplificada pelos OVN e poderá ser maior do que a amplificação da baixa iluminação do ambiente externo (SPITZER, 2001).
A iluminação de cockpit convencional emite uma quantidade significativa de luz dentro da mesma faixa de comprimento de onda a que os OVN são sensíveis. Isso pode causar uma redução no contraste, brilho e acuidade visual da imagem OVN (AUSTRALIAN GOVERNMENT, 2005, p. 14).
O NVIS Gen III é insensível à luz azul-verde, de modo que a iluminação do cockpit pode ser modificada com filtragem de corte para a cor azul para reduzir a energia emitida nas regiões vermelhas e próximas do infravermelho. Os revestimentos “menos-azul” complementares na lente da objetiva do NVIS fornecem um filtro de corte mais acurado para o bloqueio de qualquer luz vermelha ou próxima do infravermelho. A iluminação azul-verde permite a visualização externa através do ANVIS e visualização interna dos instrumentos, usando a técnica "look-around" (Figura 5) (SPITZER, 2001).
Figura 5 - ANVIS permitindo visão "look-around"
Fonte: SPITZER (2001).
Os principais requisitos de design para a iluminação de cabine compatível com NVIS incluem:
a) a iluminação não deve diminuir a qualidade da imagem NVG;
b) a iluminação precisa permanecer suficientemente iluminada dentro do alcance da luz visível para permitir que um piloto veja claramente os instrumentos do helicóptero ao olhar para eles sem ajuda nos OVN; e
c) a iluminação do instrumento deve ser adequada para uso diurno (AUSTRALIAN GOVERNMENT, 2005, p. 14).
Para satisfazer esses requisitos, a quantidade de luz emitida pela iluminação do cockpit dentro da mesma faixa de comprimento de onda para a qual os OVN são sensíveis deve ser minimizada. Há várias opções comerciais disponíveis para modificar a iluminação do cockpit. Eles incluem filtros que podem ser colocados sobre fontes de luz de cockpit existentes, lâmpadas modificadas e iluminação de cockpit compatível com OVN (AUSTRALIAN GOVERNMENT, 2005, p. 14).
Os OVN podem ser sensíveis a uma série de diferentes intervalos de comprimento de onda, dependendo dos filtros de luz instalados na lente objetiva. A faixa de comprimento de onda mais adequada para um determinado helicóptero depende do tipo de instrumentos instalados e do tipo de operações previstas (AUSTRALIAN GOVERNMENT, 2005, p. 14).
Os intervalos de comprimento de onda mais comuns são chamados Classe A e Classe B. Os OVN de Classe A são sensíveis a comprimentos de onda de luz de cerca de 625 a 900 nm, limitando a faixa de luz disponível para a iluminação do cockpit para cores azuis e verdes. Os OVN de Classe B são sensíveis à luz dentro das gamas de comprimento de onda de 665 a 900 nm, permitindo cores adicionais de iluminação, como laranja e amarelo. Os NVG de Classe B podem ser modificados ainda mais com um entalhe no espectro verde para permitir que os usuários vejam Head-up Displays (HUDs) através dos OVN (AUSTRALIAN GOVERNMENT, 2005, p. 14).
É importante notar que modificar a iluminação do cockpit é um componente de custo significativo de um NVIS devido ao uso de materiais especializados e ao trabalho significativo envolvido na conversão e teste de um cockpit de helicóptero (AUSTRALIAN GOVERNMENT, 2005. p. 14).
2.5 INTEGRAÇÃO DOS ÓCULOS DE VISÃO NOTURNA À AERONAVE
A integração do NVIS em uma aeronave geralmente requer modificações muito pequenas em relação ao espaço do cockpit (volume). Os requisitos primários da aeronave são:
a) capacete adequado e envelope de movimento NVIS;
b) campos de visão aceitáveis e transparência do para-brisa na gama do NVIS; c) iluminação e displays de cabine compatíveis;
d) interior compatível (cabine) e iluminação exterior.
A qualidade da codificação de cores dos alertas warning, caution, advisory pode ser diminuída com o NVIS. As mensagens de aviso de áudio ou voz (callout) devem ser consideradas para ampliar as características dos alertas.
O NVIS é normalmente um sensor autônomo que é alimentado por pequenas baterias. O custo de uma unidade NVIS típica de 10 a 20 vezes menor do que o custo de um sistema de sensor de infravermelho na aeronave. A integração de um NVG HUD exige mais modificações para a aeronave do que o NVIS (SPITZER, 2001).
A iluminação externa pode causar uma redução na qualidade da imagem NVG. Por exemplo, a iluminação estroboscópica pode fazer com que os OVN modifiquem rapidamente o ganho de luz causando mudanças rápidas na imagem, o que pode ser irritante e desorientador para o piloto. Embora seja impraticável modificar toda a iluminação externa, pode ser benéfico modificar os tipos de iluminação normalmente encontrados pelos pilotos que utilizam os OVN. Isso pode incluir iluminação em áreas de pouso, iluminação de outros helicópteros ou de veículos terrestres dos serviços de emergência apoiados (AUSTRALIAN GOVERNMENT, 2005, p. 15).
Um radioaltímetro pode auxiliar na mitigação de problemas de percepção de profundidade com os OVN em momentos críticos, como as decolagens e pousos, fornecendo, adicionalmente, informações de altura. A Autoridade de Segurança da Aviação Civil australiana (CASA), as Autoridades Conjuntas de Aviação (JAA) e a Administração Federal de Aviação (FAA) exigem que um radioaltímetro deve ser instalado em qualquer helicóptero que execute operações assistidas pelo NVIS (AUSTRALIAN GOVERNMENT, 2005, p. 15).
Embora os OVN mais recentes, como o modelo F4949 (Figura 6), tenham sido considerados confiáveis, a intensificação da imagem dos tubos e componentes da iluminação compatível com os ONV tem tempo de vida limitados.
Os procedimentos de aeronavegabilidade devem ser considerados para garantir que:
a) os OVN estão em bom estado de funcionamento e são configurados de forma otimizada para o usuário;
b) as partes transparentes das aeronaves, como o para-brisas, estão em condições adequadas (os para-brisas sujos podem causar reflexos que interferem com a imagem OVN);
c) iluminação externa e interna estão em funcionamento e compatível com o NVIS, quando necessário;
d) as modificações subsequentes da aeronave são compatíveis com o NVIS; e e) as iluminações externa e interna permanecem compatíveis com NVIS.
Pode haver riscos associados à aeronavegabilidade permanente das frotas de helicópteros que possuem aeronaves NVIS compatíveis e não compatíveis. Como tal, os engenheiros precisam garantir que as peças compatíveis com NVIS corretas sejam usadas na aeronave correta. (AUSTRALIAN GOVERNMENT, 2005, p. 16)
Figura 6 - NVG modelo F4949
Fonte: ASU INC (2017).
2.6 O USO DOS ÓCULOS DE VISÃO NOTURNA
Uma vez que os OVN são montados no capacete do piloto, o dispositivo é ajustado para o foco e o alinhamento corretos. Após a configuração inicial, o piloto não precisa fazer mais ajustes durante o voo. O piloto pode olhar diretamente para os OVN para ver o ambiente fora do cockpit. O piloto verá uma imagem circular do terreno em tons de verde (Figura 7). O piloto pode olhar para os controles de voo ou para os instrumentos olhando sob os óculos, com a técnica look-around. Para olhar para fora sem o auxílio dos óculos, o piloto pode olhar sob os óculos ou virar os óculos usando o mecanismo giratório na interface de montagem dos OVN (AUSTRALIAN GOVERNMENT, 2005, p. 5).
Figura 7 - Imagens dos Óculos de Visão Noturna
Fonte: AUSTRALIAN GOVERNMENT (2005).
Devem ser considerados procedimentos operacionais adequados para todos os aspectos que podem ser afetados pelo uso de OVN. Isso inclui procedimentos para:
a) planejamento do pré-voo: Isso inclui uma avaliação da iluminação celestial, iluminação artificial e o terreno provável que será encontrado além das considerações usuais, como o clima;
b) decolagem, rota e desembarque, incluindo identificação de perigo;
c) situações de emergência, como entrada inadvertida em IMC e falha dos OVN; e
d) transição entre a visão com auxílio dos OVN e visão sem ajuda. (AUSTRALIAN GOVERNMENT, 2005, p. 16).
2.7 EFEITOS DO AMBIENTE
2.7.1 Luz
Os OVN requerem alguma luz para operar e não oferecem nenhum benefício em condições de luz ambiente extremamente baixas. Esta situação pode ocorrer em uma noite nublada onde há pouca ou nenhuma luz artificial no solo ou nas IMC. Em geral, quanto maior o nível de luz, melhor a qualidade da imagem dos OVN.
Por outro lado, a luz direta diminuirá a qualidade da imagem, forçando o circuito de controle de ganho automático (AGC) a diminui-la. Este controle protege os óculos contra danos e também mantém os níveis de luz da imagem constantes. Ao reduzir a qualidade da
imagem em áreas mais escuras, efetivamente aumenta o nível de luz necessário para que os OVN produzam uma imagem ideal. A luz direta também pode resultar em efeitos de halo em torno da fonte de luz (AUSTRALIAN GOVERNMENT, 2005, p. 10).
2.7.2 Fontes de Luz Natural
A qualidade da imagem dos OVN aumenta com a quantidade de luz ambiente das estrelas que é refletida a partir do terreno.
A lua pode ser uma vantagem ou desvantagem para o uso do NVIS, dependendo da sua localização em relação ao usuário. Se a lua estiver atrás da trajetória de voo do helicóptero, ele pode aumentar a quantidade de luz refletida no terreno na direção do helicóptero e melhorar a qualidade da imagem OVN. No entanto, quando a lua está no mesmo azimute que a trajetória de voo e pode ser vista através do campo de visão dos OVN, a intensidade do luar fará com que o controle de ganho automático reduza o ganho de luz da imagem e, portanto, reduza a definição da imagem. Os efeitos de halo também podem ocorrer. Em essência, quanto maior a área da lua dentro do campo de visão, mais problemática se torna.
As sombras lançadas pelo luar podem fazer com que os detalhes dos objetos e do terreno sejam significativamente degradados da vista para o usuário OVN. Por outro lado, as sombras podem melhorar o contraste em áreas sem características planas (AUSTRALIAN GOVERNMENT, 2005, p. 10).
2.7.3 Fontes de Luz Artificial
A luz artificial de cidades, veículos e chamas geralmente ajudará o reconhecimento do terreno através dos OVN. No entanto, a luz muito intensa fará com que os OVN reduzam o ganho de luz e possivelmente resultem em efeitos de halo. Por sua vez, isso pode levar a uma redução na qualidade da imagem. A iluminação do instrumento do cockpit e a iluminação do solo podem causar efeitos semelhantes e podem ser mais problemáticas devido à proximidade da fonte de luz para os OVN (AUSTRALIAN GOVERNMENT, 2005, p. 10).
2.7.4 Clima
Nuvem, névoa e chuvas fortes podem ser percebidas usando OVN. Os OVN podem ajudar os pilotos a evitar IMC, melhorando sua capacidade de identificar áreas de clima intenso. Os pilotos que usam OVN podem ver através de algumas áreas de partículas de baixa densidade, como neblina leve, chuva leve, fumaça de baixa densidade, poeira e poluição. Voar nessas condições pode reduzir a energia utilizável disponível para o OVN e diminuir a qualidade da imagem. Essas condições afetarão o contraste da imagem. O risco de que as partículas de baixa densidade representem uma operação pode ser reduzido ao treinar pilotos para reconhecer mudanças na imagem do OVN, assegurando briefings meteorológicos completos antes do voo com ênfase nos efeitos do OVN, garantindo que os pilotos estejam conscientes dos padrões climáticos na área de voo e assegurando que os pilotos ocasionalmente façam uma varredura do ambiente externo sem ajuda dos OVN (AUSTRALIAN GOVERNMENT, 2005, p. 11).
2.7.5 Terreno
As qualidades reflexivas do terreno podem afetar a qualidade percebida da imagem OVN. O solo do deserto e a água refletem bem a luz, criando características distintas, como objetos artificiais, fáceis de discernir através dos OVN. No entanto, esses ambientes oferecem pouco contraste; consequentemente, a percepção de profundidade é limitada.
O terreno ondulado com vegetação forte apresenta um maior contraste, mas ainda pode ser difícil de interpretar devido à falta de características reconhecíveis. No entanto, rios, estradas e estruturas podem facilitar a interpretação. O uso do terreno é mais efetivo em áreas montanhosas, onde a elevação em rápida mudança oferece oportunidades de alto contraste e pistas visuais (por exemplo, silhuetas e sombras) (AUSTRALIAN GOVERNMENT, 2005, p. 11).
2.7.6 Fios
É difícil ver fios usando OVN. No entanto, também é muito difícil ver fios durante a noite e durante o dia com visão sem auxílios. Os OVN devem ajudar os pilotos a
perceber visualmente postes e torres que suspendem os fios acima do solo (AUSTRALIAN GOVERNMENT, 2005, p. 11).
2.7.7 Velocidade Solo (GS)
Quanto menor a qualidade da imagem, mais tempo um piloto precisa para distinguir objetos e terreno. Em condições que resultam em menor qualidade de imagem do OVN, um piloto pode precisar voar a velocidades mais baixas do solo para permitir isso. Alternativamente, o risco pode ser atenuado ao voar em altitudes maiores (AUSTRALIAN GOVERNMENT, 2005, p. 11).
2.7.8 Alcance Efetivo de Óculos de Visão Noturna
A alcance útil dos OVN é variável, dependendo da velocidade que a aeronave está viajando, a distância ou altura que a aeronave está acima de um objeto, a quantidade de iluminação ambiental e as condições climáticas. Operadores do exército dos EUA relataram que os OVN são um "auxiliar inestimável para a navegação, à percepção da situação e à prevenção de obstáculos" em alturas em rota de cerca de 1.500 pés acima do nível do solo e até mesmo como uma ferramenta útil até 8.000 pés. Em geral, quanto menor e mais lento o voo, melhor a imagem OVN (AUSTRALIAN GOVERNMENT, 2005, p. 12).
2.8 FATORES HUMANOS
2.8.1 Complacência e Excesso de Confiança
Um dos riscos associados aos OVN é a complacência dos pilotos e o excesso de confiança na tecnologia. Os OVN são razoavelmente simples de operar e parecem muito eficazes. No entanto, os OVN têm limitações. A segurança só pode ser mantida por treinamento inicial e contínuo adequado e um sólido planejamento de voo para que as operações permaneçam dentro das limitações operacionais dos OVN (AUSTRALIAN GOVERNMENT, 2005, p. 12).
2.8.2 Gerenciamento de Recursos de Tripulação
Um estudo do exército norte-americano descobriu que, antes de muitos incidentes de helicópteros com OVN, pelo menos um dos membros da tripulação posteriormente relatou ter ficado desconfortável com a situação, mas não comunicou isso aos outros membros da equipe. Essas quebras na comunicação podem ser atenuadas pelo bom Gerenciamento de Recursos de Tripulação (CRM). Em particular, os membros da tripulação precisam comunicar o que veem para garantir que todos eles percebam objetos e terrenos da mesma maneira. Um CRM efetivo pode ajudar a tripulação de voo a detectar quaisquer problemas de aeronavegabilidade dos OVN ou dificuldades de percepção dos membros da equipe. As práticas de CRM também podem ser aplicadas à tripulação terrestre que pode fornecer ao piloto informações adicionais sobre o terreno e os obstáculos (AUSTRALIAN GOVERNMENT, 2005, p. 12).
2.8.3 Experiência
Proficiência e experiência no uso de OVN é um componente importante na compensação de muitas das limitações visuais de OVN. Os pilotos devem estar atentos às limitações da imagem OVN e seu efeito na percepção deles (AUSTRALIAN GOVERNMENT, 2005, p. 12).
2.8.4 Fadiga
O esforço adicional de visualização e interpretação da imagem OVN, os requisitos de varredura e o peso adicional do equipamento podem levar a um aumento da fadiga do piloto. A fadiga pode ser reduzida através de treinamento apropriado no ajuste correto dos OVN para atender às necessidades físicas e fisiológicas do usuário e do estabelecimento de carga horária limites (AUSTRALIAN GOVERNMENT, 2005, p. 12).
2.9 LIMITAÇÕES DOS ÓCULOS DE VISÃO NOTURNA
A incorporação do NVIS produz algumas vantagens e algumas desvantagens para as aeronaves e missões. As vantagens do NVIS geralmente superam as desvantagens de forma qualitativa. As vantagens são:
a) o NVIS permite operações VFR 24 horas;
b) maior consciência situacional (os pilotos podem ver o terreno); c) percepção de condições climáticas adversas de forma antecipada;
d) ampliação das possibilidades de pouso de emergência em locais desprovidos de iluminação, nos casos de problemas com a aeronave;
e) aumento da eficiência da navegação visual noturna, melhorando a identificação dos pontos de referências da rota.
As desvantagens são: a) campo de visão limitado;
b) esforço e fadiga do pescoço (devido ao aumento do peso do capacete e aumento do movimento da cabeça);
c) custo do equipamento (iluminação compatível com NVIS); d) treinamento piloto;
e) não é útil em condições de voo por instrumento (IMC);
f) diminuição da segurança, caso não haja treinamento adequado.
Existem limitações conhecidas do NVIS imposto pelo campo de visão limitado. Durante o treinamento é necessário enfatizar a necessidade da varredura com movimento da cabeça para compensar o campo de visão. A percepção de profundidade às vezes é relatada como uma grande deficiência (AUSTRALIAN GOVERNMENT, 2005).
2.9.1 Campo de Visão
Os OVN são limitados a um campo de visão3 (FOV) máximo de 40 graus horizontal e verticalmente. Esta é uma restrição significativa sobre a visão humana normal e sem auxílios. Os seres humanos têm um FOV de cerca de 200 graus horizontalmente e 120
3 O campo de visão (FOV) é a área máxima que pode ser vista sem qualquer movimento da cabeça ou dos
graus verticalmente, embora a acuidade visual sobre esse intervalo seja variável. Esta restrição da visão periférica significa que haverá uma redução nas pistas visuais disponíveis para o piloto manter a orientação espacial. Esta limitação pode ser minimizada usando movimentos de cabeça para examinar regularmente o ambiente externo (SPITZER, 2001).
2.9.2 Visão Monocromática
A imagem OVN é apresentada em tons de verde que podem degradar a capacidade de um piloto de reconhecer objetos e perceber a profundidade. Embora esta seja uma diminuição da capacidade visual, em comparação com a visão diurna, uma vez que os níveis de luz se reduzem para um nível aproximadamente equivalente ao produzido pela luz do luar, a visão humana sem ajuda se torna monocromática. Um problema adicional causado pela imagem monocromática OVN é que as informações codificadas por cores de fontes externas, como sinalização e iluminação, não serão as mesmas (AUSTRALIAN GOVERNMENT, 2005, p. 8).
2.9.3 Adaptação ao Escuro
Quando os OVN são removidos em uma configuração noturna de luz moderada, como uma área metropolitana, a visão se aproxima da ótima. Se os OVN forem removidos em uma configuração muito escura, os olhos podem levar algum tempo para se adaptar (AUSTRALIAN GOVERNMENT, 2005, p. 9).
2.9.4 Pós-Imagem
Uma visão alaranjada-marrom, pós-imagem, pode ocorrer após o uso de OVN por períodos prolongados. Este efeito é causado pela luz verde emitida pelos OVN que estimula apenas os receptores de luz verde no olho. Quando os OVN são removidos, os receptores de luz azul e vermelha tornam-se muito ativos, enquanto os receptores verdes tornam-se menos sensíveis. O efeito não causará qualquer alteração permanente na visão (AUSTRALIAN GOVERNMENT, 2005, p. 9).
2.9.5 Defeitos de Imagem
Alguns defeitos na imagem OVN ocorrem como parte do processo de fabricação de óculos. Os defeitos podem incluir pontos brilhantes, manchas pretas e outras distorções. Até certo ponto, esses defeitos podem ser tolerados. No entanto, pilotos e engenheiros precisam estar cientes deles e ser capazes de reconhecer quando esses defeitos estão acima dos níveis normais (AUSTRALIAN GOVERNMENT, 2005, p. 10).
2.10 TREINAMENTO PARA UTILIZAÇÃO DOS OVN NA AVIAÇÃO
Segundo Spitzer (2001), no âmbito militar, foram implementados programas de treinamento para explorar as capacidades do NVIS em vários tipos de missões e para melhorar a segurança e a consciência situacional da tripulação. Os programas de treinamento incluem aulas com auxílios visuais, laboratório e simulação com o objetivo de abordar:
a) a teoria de operação dos OVN; b) as limitações do campo de visão;
c) efeitos das condições ambientais na imagem OVN;
d) diferentes formas de varreduras visuais (movimento da cabeça).
Currículos de treinamento NVIS foram desenvolvidos por organizações civis e militares em todo o mundo. A RTCA4 desenvolveu diretrizes de treinamento de operadores civis para a utilização de equipamentos integrados do sistema de imagem de visão noturna. As diretrizes fornecem um currículo detalhado para o desenvolvimento de um programa de treinamento NVIS específico do operador, incluindo treinamento inicial e recorrente. Embora o treinamento em computadores e simuladores seja usado pelos militares, a implementação dessas instalações pode não apresentar uma boa relação custo-benefício no contexto da aviação civil (AUSTRALIAN GOVERNMENT, 2005, p. 15).
4 A RTCA é uma corporação sem fins lucrativos que desenvolve recomendações e padrões sobre questões de
2.11 ÓCULOS DE VISÃO NOTURNA NA AVIAÇÃO CIVIL
Os OVN estão sendo utilizados em uma variedade de situações civis que exigem maior capacidade de visualização noturna e condições de voo seguro. O NVIS é potencialmente benéfico para uma ampla gama de operações de helicópteros, incluindo serviços médicos de emergência (EMS), busca e resgate, combate a incêndios e segurança pública. O serviço florestal usa os OVN não só para aumentar a segurança nas operações noturnas de combate a incêndios, mas também para encontrar pontos quentes (focos de incêndio) que não são facilmente vistos a olho nu. Os helicópteros dos Serviços Médicos de Emergência utilizam os OVN para navegar em locais remotos de resgate. O uso civil e comercial da OVN em aeronaves, veículos terrestres e navios está crescendo (SPITZER, 2001).
As operações de helicópteros dos EMS muitas vezes exigem voar dia e noite em áreas remotas e de baixa população que têm pouca iluminação artificial. Os OVN podem ajudar os pilotos a identificar a área alvo fornecendo maiores detalhes do terreno e a capacidade de distinguir fontes de luz de baixo nível, como luzes de veículos distantes ou tochas de sinalização. Isso oferece vantagens significativas para as operações de busca e resgate dos EMS. Além disso, frequentemente estes tipos de operações envolvem voos não programados com pouco antecedência para locais de pouso com iluminação inapropriados (AUSTRALIAN GOVERNMENT, 2005, p. 18).
Conforme Australian Government (2005, p. 18), para esses tipos de operações aéreas no período noturno, os OVN podem ajudar o piloto a:
a) manter a orientação espacial, fornecendo melhores detalhes do horizonte e do terreno;
b) evitar obstáculos e terreno, oferecendo mais detalhes visuais; c) navegar visualmente de forma mais eficiente;
d) identificar locais de pouso adequados com mais facilidade;
e) monitorar continuamente os locais adequados para um eventual pouso de emergência durante a rota; e
f) identificar as IMC com mais facilidade.
Uma vez que o helicóptero provavelmente terá base em uma área metropolitana bem iluminada em um local de pouso melhorado, é pouco provável que o NVIS seja necessário nas fases iniciais de decolagem e desembarque final. No entanto, pode ser
preferível usar a visão auxiliada por OVN ao longo de toda a operação para a consistência dos procedimentos operacionais. Isso evitaria que o piloto tivesse que mudar da visão sem auxílios para a visão com OVN durante o voo (AUSTRALIAN GOVERNMENT, 2005, p. 18).
Nos EUA, a FAA realizou vários estudos e solicitou recomendações para aplicação civil do OVN. A principal filosofia da FAA para a incorporação da OVN na aviação civil é que "OVN não habilita o voo". O uso do OVN não habilitará de nenhum modo o voo que não possa ser realizado visualmente no âmbito da autoridade reguladora existente. Como a aviação civil não tem o controle disciplinado de pilotos e aeronaves, como no caso militar, existe perigo para o público se os operadores não treinados adequadamente voarem em aeronaves mal equipadas, não regulamentadas e incompatíveis. Portanto, regulamentos e normas civis mínimas devem ser impostos. A integração do uso dos OVN na aviação civil dependerá das seguintes questões-chave (SPITZER, 2001):
a) limitar o dispositivo ao ANVIS Gen III; b) modificação da iluminação do cockpit; c) modificação da iluminação interior; d) modificação da iluminação exterior;
e) estabelecimento de programas de treinamento; f) atualização de normas e regulamentos.
2.12 LEGISLAÇÕES BRASILEIRAS SOBRE O USO DO OVN
2.12.1 Âmbito do Governo Federal Brasileiro
No Brasil, os sistemas de imagens de visão noturna de forma geral são classificados como produtos de uso restrito, sendo controlado pelo Exército Brasileiro, previsto pelo Decreto nº 3.665, de 20 de novembro de 2000, o qual prevê em seu artigo 16: “São de uso restrito: XVI – equipamentos para visão noturna, tais como óculos, periscópios, lunetas, etc.” (BRASIL, 2000 apud RODRIGUES, 2015, p. 41). A justificativa para a classificação de um produto como controlado desprende-se do artigo 8º deste mesmo decreto que define:
A classificação de um produto como controlado pelo Exército tem por premissa básica a existência de poder de destruição ou outra propriedade de risco que indique a necessidade de que o uso seja restrito a pessoas físicas e jurídicas legalmente
habilitadas, capacitadas técnica, moral e psicologicamente, de modo a garantir a segurança da sociedade e do país. (BRASIL, 2000)
O artigo 7º desse Decreto descreve os parâmetros para a emissão de autorização para o uso de produtos controlados:
As autorizações que permitem o trabalho com produtos controlados, ou o seu manuseio, por pessoas físicas ou jurídicas, deverão ser emitidas com orientação voltada à obtenção do aprimoramento da mobilização industrial, da qualidade da produção nacional e à manutenção da idoneidade dos detentores de registro, visando salvaguardar os interesses nacionais nas áreas econômicas, da defesa militar, da ordem interna e da segurança e tranquilidade públicas (BRASIL, 2000).
2.12.2 Âmbito da ANAC
Desde a promulgação da Lei Federal nº 11.182, de 27 de setembro de 2005, que cria a Agência Nacional de Aviação Civil (ANAC), todas as aeronaves civis brasileiras passaram a ser reguladas por esta agência (RODRIGUES, 2015, p. 40).
No ano de 2015, a ANAC realizou a Audiência Pública nº14/2015 com a proposta de edição de emenda ao RBAC nº 61, intitulado “Licenças, habilitações e certificados para pilotos”. Na Minuta (BRASIL, 2015a) resultada desta audiência foi proposta na seção 61.9 - Treinamentos adicionais requeridos, a seguinte redação:
(g) Treinamento adicional requerido para operar aeronaves utilizando óculos de visão noturna.
(1) para atuar como piloto em comando de aeronaves utilizando óculos de visão noturna, o piloto deve:
(i) ter recebido, de um piloto credenciado pelo fabricante ou fornecedor do equipamento, instrução de solo e de voo em aeronaves utilizando óculos de visão noturna; e
(ii) ter recebido, em sua CIV, um endosso assinado por um piloto credenciado pelo fabricante ou fornecedor do equipamento que certifique sua proficiência para atuar como piloto em comando de aeronaves utilizando óculos de visão noturna.
No quadro comparativo entre o RBAC nº 61 vigente naquele ano e a Minuta proposta é explanado que:
[...] optou-se por delegar a instrução a um piloto credenciado pelo fabricante ou fornecedor do equipamento em virtude da ainda baixa disponibilidade desse equipamento no país e, consequentemente, do pouco nível de conhecimento dessas operações. Por isso, nesse primeiro momento entende-se que os fornecedores e fabricantes dos equipamentos são as entidades com maior grau de confiabilidade no conhecimento a respeito de sua operação, e por isso os mais indicados para capacitar outros pilotos a realizar este tipo de atividade. (BRASIL, 2015b).
Após o encerramento da Audiência Pública foi apresentado o Relatório de Análise de Contribuição (BRASIL, 2015c, grifo nosso) no qual prevê na Contribuição nº 147 a sugestão de um colaborador da modificação da redação da alínea “g” para:
(g) Treinamento adicional requerido para operar aeronaves utilizando óculos de visão noturna.
(1) para atuar como piloto em comando de aeronaves utilizando óculos de visão noturna, o piloto deve:
(i) ter recebido, de um piloto credenciado pela ANAC em função de reconhecida
experiência, instrução de solo e de voo em aeronaves utilizando óculos de visão
noturna; e
(ii) ter recebido, em sua CIV, um endosso assinado pelo piloto que ministrou a
instrução certificando sua proficiência para atuar como piloto em comando de
aeronaves utilizando óculos de visão noturna.
O proponente apresentou a seguinte justificativa:
A dificuldade do voo com NVG independe do fabricante dos óculos. Assim, pilotos com experiência em voo com NVG podem tranquilamente transitar de um equipamento para outro sem o menor problema.
Além disso, não se pode estabelecer um requisito que dependa de terceiros para ser cumprido. Esse credenciamento de piloto pelo fabricante, se é que será feito, não terá qualquer controle pela ANAC.
O início das operações com NVG no Brasil, assim como ocorreu nos EUA e em tantos outros países, deverá ser feito com suporte de pilotos oriundos das Forças Armadas, que trarão sua experiência para o âmbito da aviação civil. Dessa forma, a ANAC terá o papel de analisar a experiência de cada candidato a instrutor de NVG e, com base nessa análise, emitir o credenciamento aos que atendam a requisitos claros e objetivos definidos em documentação específica. (BRASIL, 2015c).
Com isso a ANAC, não só deixou de aceitar a contribuição do proponente como retirou este item da proposta final, excluindo as previsões relativas a equipamentos de visão noturna, por entender que é necessário mais estudos e debates com os fabricantes e usuários sobre este tema. Não só a alínea “g”, mas todo o item 61.9 do RBAC nº 61 foi retirado e classificado como RESERVADO na promulgação da emenda nº 06 aprovada pela Resolução nº 378 de 18 de março de 2016 (BRASIL, 2015d).
2.12.3 Âmbito do COMAER
Até a presente data não há legislação específica sobre OVN destinados a usuários da aviação civil promulgado pelo COMAER.
2.13 LEGISLAÇÃO INTERNACIONAL
2.13.1 Organização da Aviação Civil Internacional (OACI)
Não há normas ou recomendações relativas ao uso de óculos de visão noturna para aeronaves civis promulgadas pela OACI até a presente data.
2.13.2 Estados Unidos da América
A FAA começou a aprovar o uso dos OVN, caso a caso, no final da década de 1990. Em fevereiro de 1999, a Rocky Mountain Helicopters realizou o primeiro voo civil assistido por OVN aprovado pela FAA. Desde então uma série de outros operadores receberam aprovação para operações semelhantes (AUSTRALIAN GOVERNMENT, 2005, p. 19).
Conforme Australian Government (2005, p. 19), um progresso considerável foi realizado nos EUA no desenvolvimento de padrões e a aprovação simplificada de operações e equipamentos auxiliados por OVN. A aprovação da FAA das operações assistidas por OVN nos EUA é guiada pelo conteúdo presente nos três documentos da RTCA:
a) Minimum Operational Performance Standards for Integrated Night Vision Imaging System Equipment (Padrões Mínimos de Desempenho Operacional para o Sistema Integrado de Sistema de Imagem de Visão Noturna);
b) Concept of Operations: Night Vision Imaging System for Civil Operators (Conceito de Operações: Sistema de Imagem de Visão Noturna para Operadores Civis); e
c) Civil Operators’ Training Guidelines for Integrated Night Vision Imaging System Equipment (Diretrizes de Treinamento de Operadores Civis para o Sistema Integrado de Sistema de Imagem de Visão Noturna).
Estes três documentos contêm informações consideráveis sobre um NVIS completo, incluindo as especificações técnicas do hardware, práticas recomendadas de treinamento e procedimentos operacionais. A FAA lançou uma Ordem Técnica Permanente (TSO) para OVN em 20 de setembro de 2004. O TSO permite que os fabricantes se inscrevam para a aprovação geral do seu produto OVN, em vez de o produto ter que passar por um longo processo de aprovação cada vez que ele é instalado em um novo helicóptero (AUSTRALIAN GOVERNMENT, 2005, p. 20).
Nos EUA, os operadores civis que desejarem operar suas aeronaves com os OVN devem atender os requisitos previstos na regulamentação de aviação civil (Code of Federal Regulations – CFR) partes 91 (Aviação Geral), 121 (transporte aéreo regular) e 135 (transporte não regular) da FAA. Esta aprovação é emitida através de Especificações de Operações (OpSpecs), Especificações de Gerenciamento (MSpecs), Especificações de Treinamento (TSpecs) ou Cartas de Autorização (LOA) (RODRIGUES, 2015, p. 44).
Os OVN devem ser vistos como auxílio ao voo visual, pois a norma não autoriza o voo em condição por instrumentos. A política americana de autorização do uso dos OVN para operadores civis é fundamentada apenas capacidade deste equipamento aumentar a segurança operacional nas operações aéreas noturnas, ou seja, não altera ou modifica as regras do tráfego aéreo já existentes. (RODRIGUES, 2015, p. 45).
[...] o uso civil dos OVN será aprovado apenas com o objetivo de aumentar a segurança operacional. (...) os OVN devem ser utilizados como um auxílio ao voo noturno em condições meteorológicas visuais (VMC) e os operadores não devem
utilizar o OVN durante condições meteorológicas de instrumentos (IMC). Isto
significa que os operadores devem cumprir os mínimos meteorológicos das regras de voo visual (VFR) durante o uso dos OVN (...) O uso de OVN não altera ou
modifica qualquer regulamentação existentes para os mínimos meteorológicos
(UNITED STATES OF AMERICA, 2016, tradução e destaque nosso).
2.13.3 União Europeia (UE)
A Agência Europeia para a Segurança da Aviação (EASA), reguladora da aviação civil na União Europeia, por meio de seu Regulamento 965/2012, a subparte “H” estabelece as condições e requisitos para as operações de helicóptero com sistema de imagens de visão noturna e reúne em uma só norma todos os requisitos de operação para missões com visão noturna assistida, incluindo a lista de equipamentos, mínimos operacionais, requisitos à tripulação e documentação necessária (RODRIGUES, 2015, p. 46).
2.13.4 Austrália
Em dezembro de 2004, a Autoridade Australiana de Segurança da Aviação Civil (CASA) introduziu procedimentos para que os Inspetores de Operações de Voo da CASA aprovassem algumas operações de helicópteros OVN. Para obter a aprovação da CASA, o operador deve demonstrar claramente a necessidade de operações de OVN e implementar um sistema abrangente de equipamentos, treinamento de tripulação e procedimentos de operação de OVN (AUSTRALIAN GOVERNMENT, 2005, p. 21).
A CASA apresentou procedimentos para os Inspetores de Operações de Voo (FOIs) da CASA para aprovar certos tipos de operações de helicóptero OVN em uma Instrução de Gerenciamento de Conformidade (CMI). Os quatro anexos ao CMI descrevem os procedimentos e requisitos para solicitar aprovação de operações de helicóptero OVN. Além disso, os anexos do CMI descrevem os requisitos de treinamento da tripulação e as restrições operacionais para o voo OVN aprovado (AUSTRALIAN GOVERNMENT, 2005, p. 21).
Para que a CASA considere um pedido, o operador deve demonstrar uma necessidade operacional claramente definida para as operações dos OVN. A CASA exige um pacote NVIS abrangente para ser implementado antes que as operações possam ocorrer. Este pacote deve incluir;
a) ANVIS 9: OVN número do modelo F4949;
b) helicóptero equipado com iluminação compatível com OVN que atende aos padrões estabelecidos nos Padrões Mínimos de Desempenho Operacional do Documento 275 Minimum Operational Performance Standards for Integrated Night Vision Imaging System Equipment or the US Military standard MIL-STD-3009 Lighting, Aircraft, Night Vision Imaging System Compatible.
c) tripulação de voo devidamente qualificada que passou por um curso de treinamento especificado dos OVN ou que de outra forma seja qualificado e experiente no uso de OVN;
d) requisitos para a experiência recente em curso; e e) procedimentos operacionais.
A CASA considera para aprovação as operações OVN que satisfaçam os requisitos que utilizam o Regulamento da Aviação Civil 174B 1988. Este regulamento permite que a CASA aprove as operações abaixo das altitudes mínimas de segurança à noite, e já foi utilizada pela CASA para aprovar outras operações relacionadas, como as que utilizam holofotes (AUSTRALIAN GOVERNMENT, 2005, p. 22).
2.14 COMPARATIVO DOS REQUISITOS MÍNIMOS NORMATIVOS PARA OPERAÇÃO DE OVN EM PAÍSES ESTRANGEIROS
Ao analisar comparativamente as normas internacionais reguladoras do uso dos OVN na aviação civil é notado algumas diferenças nos requisitos mínimos normatizados.
Com relação aos mínimos de experiência e treinamento, a norma americana exige treinamento de solo (ground school) com carga horária mínima de 05 (cinco) horas para o treinamento inicial e uma carga horária de 01 (uma) hora para atualizações e recheques (UNITED STATES OF AMERICA, 2014, p. 6, apud RODRIGUES, 2015, p. 48).
Em relação ao treinamento prático em voo, a legislação americana propõe uma tabela por tipo de operação (OVN IFR/VFR, OVN VFR, somente OVN), organizada pela categoria do treinando, o que possibilita conciliar o treinamento inicial de um piloto com o
treinamento OVN, tanto para a adaptação às normas do operador recém-habilitado, quanto para o cheque inicial e recheque de tipo (RODRIGUES, 2015, p. 48).
Como requisito para a manutenção da operacionalidade para o comando de aeronaves em voo OVN tripulado, o FAA exige, ainda, que nos 90 dias anteriores ao voo o piloto tenha realizado 03 (três) operações com OVN no período compreendido entre uma hora após o pôr-do-sol e uma hora antes do nascer-do-sol no mesmo tipo de aeronave (UNITED STATES OF AMERICA, 2014, p. 10 apud RODRIGUES, 2015, p. 48).
Considerando a grande carga de treinamento de pilotos das forças armadas e a experiência em voos reais com OVN, a norma americana propõe o uso de instrutores militares no treinamento para operadores utilizarem os OVN (RODRIGUES, 2015, p. 48).
Recomenda-se que operadores selecionem como instrutores de voo OVN os pilotos mais experientes, de preferência aqueles com experiência prévia como instrutores de voo e/ou como pilotos OVN. Pilotos com qualificações de OVN anteriores com outro operador certificado ou pilotos com formação militar habilitados em voo OVN seriam tipicamente bons candidatos para instrutores de voo (UNITED STATES OF AMERICA, p. 10, 2014 apud RODRIGUES, 2015, p. 48).
Com relação à experiência recente, a norma da agência europeia EASA tem conteúdo semelhante à norma americana, exigindo também 03 (três) operações OVN nos últimos 90 dias (UNION EUROPEA, 2012, p. 143 apud RODRIGUES, 2015, p. 49). A EASA exige adicionalmente uma experiência mínima, em voo VFR noturno, de 20 horas para o início do treinamento de OVN.
Quanto aos requisitos de carga horária para instrução teórica e prática, a norma europeia exige um total de 11 (onze) horas de treinamento de solo e 5 horas de treinamento de voo (RODRIGUES, 2015, p. 49).
Conforme apresentado por Rodrigues (2015, p. 49), o Regulamento 965/2012 da EASA traz também os requisitos mínimos do equipamento necessário para homologação de operação com OVN na Europa:
SPA. NVIS.110 - Requisitos de equipamento para operações NVIS:
a) Antes da realização de operações de OVN, cada helicóptero e todos os equipamentos associados devem ter a aprovação de aeronavegabilidade adequada.
b) Radioaltímetro: O helicóptero deverá estar equipado com um radioaltímetro capaz de, ao atingir uma altura predeterminada, selecionável pelo piloto, emitir avisos visual e sonoro claramente distinguível durante todas as fases do voo OVN. c) Iluminação compatível com o sistema de visão noturna. Para compensar a
redução das referências visuais periféricas e a necessidade de melhorar consciência situacional, se instalarão os seguintes equipamentos:
1) iluminação de painel compatível OVN para todos os instrumentos de essenciais ao voo;
2) luzes auxiliares compatibilizadas com OVN; 3) lanternas portáteis compatíveis com OVN,
4) uma chave para a desligar luzes internas não compatíveis com OVN. d) Equipamentos adicionais:
