Método para a avaliação do ganho empregado pelo piloto em ensaios de PIO

André Luis Celere

Teseapresentada à Esola deEngenharia de

São Carlos da Universidade de São Paulo

para a obtenção dotítulo deDoutor em

En-genharia Meânia

Área deConentração: Dinâmia de

Máqui-nas eSistemas

ORIENTADOR:Prof. TitularPaulo Sérgio Varoto

Paraminha grandeinentivadora, queridamãe, Neuza.

Semsuainiiativa eu nãoteriaterminativa...

Ao meupai, Samuel, quehá tempossefoi, mashá tempospermanee.

Édifíilexpressarempalavras minhagratidão. Muitosontribuiramparaqueeste

trabalhofosserealizado.

Aomeuorientador,Prof. PauloSérgioVaroto,quemeonduziupor esteomplexo

proesso deaprendizageme resimento;

Ao Prof. Carlos Dias Maiel, que propsumadireção de suessona fase de maior

desânimo;

AoamigoRobertoBeker,gerentedaEngenhariadeEnsaiosemVodaEMBRAER,

queinentivoue ontribuiuommeu resimento;

ÀEMBRAER, quepossibilitouestaustosapesquisa.

Atodos osquenão estão diretamentemenionados, mas queestão aqui dentrodo

Resumo

Abstrat

1 Introdução 19

1.1 Objetivoe Motivação . . . 19

1.2 Justiativae Relevânia . . . 20

1.3 Contribuiçõesda Tese . . . 21

1.4 Histórioe Avançosda Pesquisano Setor . . . 21

2 Requisitos de Aeronavegabilidade 31 3 Ensaios em Vo - Prátia Atual e Coloação da Tese 37 3.1 HistóriodosEnsaios . . . 37

3.2 DesriçãodasManobras ea PrátiaAtual. . . 38

3.3 Método deValidação Proposto- Tese . . . 47

3.4 Ténia deManobras Sintétias . . . 48

3.4.1 Desriçãoe História . . . 48

3.4.2 Aparato Experimental. . . 49

3.4.3 DeniçãodasTarefas . . . 54

3.5 EsalaPIOR . . . 57

4 Modelagem Analítia 63 4.1 OModelode PilotoHumano . . . 63

4.1.1 ModeloCrossover . . . 65

4.2 Modeloda Planta . . . 73

4.2.1 Interlúdio . . . 73

4.2.2 ModeloLaterodireional . . . 73

4.2.3 Identiação deParâmetrosdaPlanta . . . 75

4.2.3.1 Desriçãodo Modelo . . . 75

4.2.3.2 Método de Identiação doModelo . . . 76

4.2.3.3 Identiaçãodo Modelo . . . 77

5 Simulações em Malha Fehada - Teoria 81 6 Comparação de Sinais Introduzindo o Coneito de Entropia Esta-tístia 87 6.1 Análisede Sinais . . . 88

6.2 Entropia Estatístia . . . 88

6.3 AlgoritmoUtilizadoparaCálulo daEntropia . . . 91

7 Resultados de Ensaios, Simulações e Análise 97 7.1 Ensaios . . . 97

7.1.1 ConduçãodoEnsaio . . . 99

7.1.2 ConguraçõesEnsaiadase ModelosAjustados . . . 101

7.2 Resultadosdo Cálulo deEntropia . . . 107

7.2.1 Formaçãodo Critério- AnáliseDireta . . . 108

7.2.2 Formaçãodo Critério- AnáliseEstatístia . . . 112

7.2.3 Avaliaçãodo Critério- Utilizandoa AnáliseEstatístia . . . 119

8 Conlusões e Reomendações para Pesquisas Futuras 127 8.1 Conlusões . . . 127

8.2 ReomendaçõesparaImplementação . . . 128

8.3 ReomendaçõesparaPesquisasFuturas . . . 129

Referênias 131

Apêndies

B Gráos dos Resultados 147

C Listagem de Programas 185

C.1 Cálulo daEntropia . . . 185

C.2 Sriptsde Entradade Dados . . . 193

D Flight Test Instrumentation List 199

E Modelo Laterodireional 203

ensaios de PIO. Tese (Doutorado),Esola de Engenhariade São Carlos,Universidade

deSão Paulo, SãoCarlos, 2008.

Um método para avaliação do uso de ganho adequado em ensaios de veriação

de PIO (Pilot Indued Osillations) é apresentado. As Tarefas de Manobra Sintétia

(Syntheti Traking Task) são utilizadas para a demonstração. A teoria é baseada

no oneito de entropia estatístia proveniente da teoria da informação e no modelo

estrutural do piloto humano. O método é apresentado para manobras exeutadas no

eixo lateral e oferee uma medidado ganhohumano utilizado durante a suaexeução

em malha-fehada. Para a modelagem da planta é utilizado modelo blak-box om

equaionamento de espaço de estadose identiação de parâmetros. Dados de ensaios

em vo provenientes de uma aeronave de transporte ertiada FAR-25 sãoutilizados

paramedira razãoentreo tempo gastopelopilotohumanoemumamalhafehada em

posiçãoversus o tempo emumamalha dederivada daposição(roll vs. roll rate). Esta

medidaéproposta omovalidadorada exeuçãoorretado ensaio.

Palavras-have: PIO. Pilot indued osillations. Osilações om piloto no loop.

Malha-fehada. Entropia estatístia. Ensaios em vo. Aeronáutia. Qualidades de

Esola deEngenharia deSão Carlos, Universidadede São Paulo, SãoCarlos, 2008.

Amethod isproposed to verifylosed-loopadequate ighttest piloting gain in PIO

airraftertiation. TheSyntheti TrakingTask PIOighttestisused. Thetheoryis

based on the entropy onept frominformationtheory and on the strutural pilot model

ofthehumanpilot. Themethodispresentedforsingleaxispilottrakingmaneuversand

oers a measure of the human pilot gain employed during its exeution. A blak-box,

state-spae, parameter-identied model is used for the plant. Flight test data from a

FAR-25 transportairraft isused toverifythe theory of howto determine ameasure of

theratiobetweentimespentbythehumanpilotin theerrorloopversusinthe errorrate

loop to ontrol the airraft. This measure isproposed as a test point validation method

for PIOight testing.

Keywords: PIO. Pilot indued osillations. Pilot in the loop osillations.

Closed-loop. Statitial entropy. Syntheti task. Flight test. Aeronautis. Atmospheri ight

Bu

(

t

)

Matriz da equaçãode espaçode estados

Cx

(

t

)

Matriz da equaçãode espaçode estados

Du

(

t

)

Matriz da equaçãode espaçode estados

D

α

(

P

z

k

Q

z

)

Entropia relativade Renyiom grau

α

D

3

21

Entropia de Renyi de ordem3, aluladaentreossinais 2e 1

D

3

31

Entropia de Renyi de ordem3, aluladaentreossinais 3e 1

D

(

P

z

k

Q

z

)

Entropia relativa,oudivergêniade Kullbak-Leibler

e

(

t

)

Ruído (sinal)

G

(

q

)

Matriz de resposta ao impulso(impulse response)

Hα

(

z

)

Entropia de Renyi

H

(

z

)

Entropia de Shannon

K

e

˙

Ganho da malhade derivada doerro domodelo deHess

K

c

Ganho da planta ontroladanomodelo de Crossover

Ke

Ganho da malhade erro domodelo deHess

K

p

Ganho do pilotonomodelo Crossover

lr

Razãode probabilidade(likelihood ratio)

N

z

Fatorde arga

Pz

,

Qz

Distribuiçõesde prob.

p

(

w

alto

|

x

)

Prob. deumponto deensaio pertenerà lassede altoganho, dado queo evento xoorreu

p

(

w

alto

)

Prob. deumponto deensaio tersido exeutadoom altoganho

p

(

w

baixo

|

x

)

Prob. deumponto deensaio pertenerà lassede baixo ganho, dado queo evento xoorreu

p

(

wbaixo

)

Prob. deumponto deensaio tersido exeutadoom baixo ganho

p

(

x

_|

w

alto

)

Prob. deumevento x,dado queo mesmo perteneà lassede altoganho

p

(

x

_|

w

baixo

)

Prob. deumevento x,dado queo mesmo perteneà lassede baixoganho

s Variávelde Laplae

u

(

t

)

Sinal deentradaem umsistema

v

(

t

)

Ruído(sinal)

w

alto

Classe deseparação dedados (altoganho)

w

baixo

Classe deseparação dedados (baixoganho)

Y

de

Dinâmiadodisplaynomodelo de Hess

Ypn

Forma emmalha aberta dadinâmia neuromusular

Y

c

DinâmiadaPlanta

Yf

Washoutdo sist. neuromusular, devidoà ligaçãoalfa-gama

dosmúsulose tendõesda mão

Ym

Umarepresentaçãointerna dosist. deontrolemanualutilizado pelopiloto

Y

p

Funçãode TransferêniaAproximadado Piloto

Y

p

l

Lógia pulsativa dosistema nervosoentral

Y

p

Y

c

Forma Combinada

y

(

t

)

Sinal desaída emumsistema

Z

Variávelrandmia

z

Evento

α

ordem daentropia de Renyi

β

Ângulode derrapagem

δ

comando

Movimento doineptor

∆

D Diferençaentre entropias

γ

Ângulode planeio

µ

Média

ω

c

Freqüênia de rossoverdo sistema(modelorossover)

ω

freqüênia

φ

Atitude derolamento

σ

Desvio padrão

τe

Atraso total dosistemapiloto+planta

θ

dot

Razãode arfagem

A-PC Airplane-pilot oupling

AG Alto Ganho

AOA Ângulo deataque

BG Baixo Ganho

CATII Aproximação por instrumentosommínimosde 100 pés

CDF Funçãodistribuição umulativa(umulative distribution funtion)

fd Computational uid dynamis

D1e D2 Conguraçõesdedeolagem da aeronave ensaiada

FAA Federal aviation administration

FBW Fly-by-wire

FTI Instrumentaçãode ensaios(ight test instrumentation)

IRU Inertial referene unit

LCD Liquid rystaldisplay

LH Lado esquerdo

LVDT Linear variable dierential transformer

MLW Pesomáximode pouso(maximum landing weight)

N1_AC Rotação dorotor primário(fan) deumturboreator

P1 eP2 Conguraçõesdepousoda aeronave ensaiada

PC ProbabilidadeCondiional

PCM Pulse oded modulation

pdf Funçãodensidade deprobabilidade

PFD Primary fntion display

PIO Pilot-indued osillations

PSD Densidade espetral

PSS Rotina deidentiaçãodo Matlab

QDV Qualidade de vo

R.V. Variávelrandmia (random variable)

RH Lado direito

Sinal2 Atitude simulada namalha de erro

Sinal3 Atitude simulada namalha de derivadado erro

Introdução

Aertiaçãode uma aeronave de transporteivil moderna é umaatividade

om-plexa e extensa, requerendo omprovações de requisitos que abrangem desde itens

es-truturais até estudos de onabilidade de sistemas e as onseqüênias de suas falhas.

Neste universo há vários requisitosque têm sua demonstraçãode maneira

determinís-tia,porém hátambém aqueles queexigem umaavaliaçãosubjetiva, espeialmenteda

tripulação deensaio.

Nas últimas duas déadas, há, ada vez mais, eletrnia embarada nas

aerona-ves, visando desde a automação de tarefas a serem exeutadas pela tripulação até a

obtenção de estabilidade artiialparaproblemas aerodinâmiosde resolução ustosa.

Étendênianosprojetos modernosa utilizaçãodeomputadoresparaauxiliaro piloto

na ondução da aeronave, atuando não raramente em malha-fehada, diretamente no

sistemade ontrolede vo.

A veriação da qualidade de vo dessas aeronaves modernas exige maior foo

em fenmenosde aoplamento entre a pilotagem humana, seus sistemas sensoriais e a

aeronave. Esse é oobjetode estudo proposto.

1.1 Objetivo e Motivação

Oobjetivo é apresentarummétodo paravalidar aexeuçãode pontos deensaios

ertiações junto à EMBRAER omo engenheiro de ensaios em vo, espeialmente

omo espeialista(foal point)da áreade ensaiosemqualidadesde vo.

Aexeuçãodetaisensaiosébaseadaemumahipótesefundamentaldequeopiloto

exeutará a tarefa om o mais alto ganho possível, mimetizando uma ondição real

de PIO. A experiênia nas ertiações mostrou que essa hipótese fundamental não é

umprida sempree está sujeita ao próprioelemento subjetivo inerenteao ser humano,

omo suavariação dehumor,ansaço físioemental,dentreoutros fatores.

Ointeresseeavontadedeminimizarainuêniadesseselementossubjetivossobre

osresultadosde ensaio sãoosgrandes motivadores destatese.

1.2 Justiativa e Relevânia

Váriosmétodosforamriadospelaindústriaaolongodosanosparatestaras

quali-dadesdevodasaeronaves,porémopesodejulgaromoeldabalançaseosresultados

estão aeitáveis paratoda a gamade pilotos existentesna operação daaeronave ainda

está só om a tripulação de ensaios. É uma responsabilidade grande e um exeríio

difíil abstrair-se antes, durante e após a realização de um ensaio para, mentalmente,

avaliarseosresultadosobtidosseriamaeitáveisparaaquelesqueutilizarãoaaeronave

na prátia. Uma opção seriaexeutar avaliações múltiplas, om tripulações de ensaio

diversas, obrindo uma diversidade melhor das variações humanas, porém o usto e o

prazo tornam-se proibitivos rapidamente. Justamente por ser esta uma tarefa difíil,

não é raraa neessidadederepetiçãode ensaiosparase "tererteza"doresultado.

Esta é a justiativa para a busa de um método que auxilie a tripulação na

tomadadedeisões,minimizandoaspetossubjetivosetornandoosensaiosmaisrápidos

e eientes.

Tal métodonão teria relevânia se aaviação ivil não estivesse em frano

Apartirdosresultadosapresentados,pode-seonluirqueométodopropostopara

veriarensaiosdePIO,realizadosomganhoinadequado,utilizandoaténiadetarefa

sintétiaéválido. Ométodopoderáreduzirotempodeensaiosearepetiçãodepontos,

gerandoganhosparaaindústria,alémde introduzironeitos daTeoria daInformação

noambientede ertiaçãodeaeronaves.

Há, no entanto, uma neessidade de apliar o método em vários outros enários

(outras aeronaves, tripulações, ongurações, et), para que as onlusões estatístias

tenham maioronabilidade.

1.4 Histório e Avanços da Pesquisa no Setor

Aseguir, umbreve históriodosprimórdiosda aviação ea onstruçãogradual dos

ritériosde aeronavegabilidade.

Aaviaçãoiviliniiou-seom SantosDumont eseuhistóriovoaoredor datorre

Eiel, demonstrando,pela primeiravez,queerapossívelontrolarveíulosaéreos. Em

seguida, já levava passageiros e, pouos anos após, distribuía plantas de seu modelo

Demoiselleparadivulgaraaviaçãoepermitirqueosinteressadostivessemaessoaessa

tenologia,de maneirairrestrita.

Pouos anos depois, a soiedade ivil já ontava om serviços de orreio aéreo e

transporte de passageiros, e, onseqüentemente, aidentes aeronáutios eram notíia

nosjornais.

Muitas eram as falhas iniiais: meteorologia, falhas estruturais, falhas humanas,

falhas de motor (sistemas), e, om o aumento do número de vos e da exposição à

essesrisos,houveumapressãodaopiniãopúbliaparaquefossemdenidos requisitos

mínimosdeaeronavegabilidade. Umdosprimeirosrequisitosdeterminadospelogoverno

ameriano regulava a operação e listava itensdo tipo (UNITED STATESARMY AIR

CORPS,1920):

Nooriginal emInglês:

◦

Never leave the ground with the motor leaking;

E atradução emPortuguês:

◦

Não vávoar namáquina anão serque voê esteja onvenido deque elavoará;

◦

Não saia dohão omo motorvazando;

Éimportanteressaltarque,historiamente,osEstadosUnidossempreestiveramna

vanguarda da utilização do meio aeronáutio e, onseqüentemente, na sua

regulamen-tação. Foino ano de 1926queo primeiro requisitooialfoi publiadosobo título de

AirCommere At-(FEDERALAVIATIONADMINISTRATION,2007a). Nelehavia

asprimeirasexigêniassobreasegurançadasaeronaves,jáomvistas naresente

uti-lizaçãoomerial. Com aresenteutilizaçãodomeioaéreoparaasdiversastransações

omeriais (aí inluído o transporte de passageiros), o governo ameriano publiou o

primeiroonjunto de requisitosparagarantira aeronavegabilidade: oCAR-04 de1936

(BUREAU OF AIR COMMERCE, 1936). Em1938, foi publiadoo Civil Aeronautis

At,riandoagêniaseórgãosreguladoresommaisforçaeresponsabilidade,eemitindo

o primeiroonjunto de requisitos

Já no período pós-segunda grande guerra, houve a emissão dos primeiros ódigos

nos EstadosUnidos: CAR-3 e CAR-4, ontendo osrequisitosmínimos de

aeronavega-bilidade paraa omerialização de aeronaves ivis (CIVIL AERONAUTICS BOARD,

1949), sendoofoo prinipalgarantironabilidadeàestrutura. Nadéadade50,om

aaprovaçãonoongressoamerianodoFederal AviationAt de1958,osrequisitos

evo-luíram paraumonjuntomaismaduro eompleto,omplementados omaexperiênia

dosváriosanosde operaçãodeaeronaveseomaonseqüenteexposiçãoàsintempéries

diárias (FEDERAL AVIATION ADMINISTRATION,1965). As prinipaisdisiplinas

abordadas são:

◦

Desempenho - determinaçãode mínimos aeitáveis, jáom alguns asos de falha

previstos,omo falhade motor.

◦

Qualidadesde Vo(ouQDV)- determinaçãodosmínimosde estabilidadee

on-trole.

◦

Há, desde então, uma onstante orrida entre o avanço tenológio inorporado

pelos fabriantes e a rapidezda omunidade (por meio das autoridades ertiadoras)

ematualizarosrequisitos. Assim,aertiaçãoivildeaeronavesfoisempreonduzida

omfooprinipalnas4áreasdesritasaima,apresentandoertoatrasoprinipalmente

emrelaçãoàsnovastenologiasempregadasnasaeronavesmodernas.

Nas últimas déadas, o projeto aeronáutio mundial passou por grandes avanços.

Estruturas,propulsão, aerodinâmia e onforto sãoapenas algumasdasáreas que

evo-luíramsigniativamente,masnenhumaseomparaaoavançodaeletrniaembarada.

Umaaeronavemodernapossuihojeinontáveis miroproessadoresa bordo:

omputa-dores de vo, disjuntores virtuais, ontroles de ar-ondiionado, atuadores inteligentes

hegando atéa afeteirasmiroproessadas. Esse fáil aesso à eletrnia possibilitou

uma enorme evolução no automatismo dos sistemas embarados, bem omo a

imple-mentação de omandos de vo eletriamente omandados - FBW, ou (Fly-by-Wire).

Asleis de ontroleiniiaram uma evolução já na déada de 60 om a introdução pela

BoeingdaleiC*(TOBIE;ELLIOT;MALCOLM,1966;FIELD,1993),ehojeestão

im-plementadas em vários modelos de suesso omerial, omo o Airbus A320e o Boeing

777 (FIELD,1995).

Um outro aspeto relevante para projetos modernos é uma série de fatores (ou

requisitos)de projetoque preisam ser levados emonsideração, além dos mínimosde

aeronavegabilidadeestabeleidos pelas autoridades ertiadoras:

◦

onfortointerno;

◦

limitaçõesonstrutivas;

◦

requisitosextrasde qualidadesde vo;

◦

tempo disponívelparaprojeto(timetomarket);

◦

limitanteseonmios;

◦

eoutros.

essa grande gama de requisitos induz a uma espiral de projeto omplexa, om vários

ilos, e que neessita engenharia simultânea para não exeder o tempo para entrada

no merado(time-to-market). Os grandes ilos seiniiam om o anteprojeto, onde o

formatoexternobásio(aerodinâmia)eaonguraçãosãodeterminados,ouongelados

na terminologia da área. Emseguida, prossegue-se om os ensaios emtúnel de vento,

neessários para veriarse asprojeçõesmatemátias(omputational uid dynamis

-fd) de estabilidade e desempenho estão orretas. Em paralelo, avançam estruturas e

sistemas.

Ao términodos ensaiosem túnel,o projeto daslinhasde sistemajá está

razoavel-menteongeladoe,então, prossegue-separaosilosdossistemasemsi. Osomandos

de vo estão aqui inluídos, dando iníio a uma série de estudosem que osrequisitos

dedesempenho,estabilidadeeontroledeverãoseratendidospeloprojeto. Nesteponto

há umamudançano paradigmaoriginal paraos omandosde vo: onde antesas

limi-taçõesonstrutivas do sistemaformavam a barreira para o projeto aerodinâmio e de

omandos, hoje ontroles em malha fehada onseguem eliminá-las, provendo

estabili-dade aparenteaopiloto,mesmoquesemestabilidadeinerente. Essaevoluçãoveioriar

umalaunaentreomodusoperandiprojetadoeaquelerealmenteutilizado,poisos

mé-todostradiionais de análisede qualidadesde vonão levam emonsideraçãoamalha

fehada pilotoaeronave,quetem sidoalvode váriosestudosdasúltimas4déadas.

ParaprojetosFBW,oresultadodesteiloéadeniçãodaestratégiadosomandos

de vo,queé aespinha dorsaldo ontroledaaeronave.

Nota-se que o aumento da perepção da importânia de qualidade, da adeia de

valor e o barateamento dos equipamentos geraram forte onorrênia entre os

prove-dores de serviços aéreos (linhas, harter, arga). Esse é mais um motivo pelo qual os

fabriantes tentam implementar rapidamente os avanços tenológios disponíveis em

suasaeronaves. Emespeial,adisponibilidadeadavezmaiordepoderomputaional

barato tem provoadomudanças de paradigma na onstrução aeronáutia, avançando

por áreasnão obertas pelos requisitosde aeronavegabilidade.

Esta análise rápida tenta entender omo a ertiação ivil de aeronaves tem se

ajustado (ou não) à tenologia de omandos de vo FBW, espeialmente no toante

Naépoa,osproblemasassoiadosaessamudançadeparadigmaemergiramdemaneira

ontundenteom eventos de PIO, e o volume de estudos iniiadosainda nadéada de

60 em aeronaves om omandos hidráulios (T-38A, X-15) (MCRUER, 1995) foram

fortementeinrementados. Mas torna-seneessário denirPIOom maispreisão. Há

inúmeras referênias que denem esse fenmeno, porém, dentre as pesquisadas, uma

dasmelhores deniçõesé:

PIOsãoosilaçõessustentadasounão-ontroláveisresultantesdeumaação

diretadopilotoparaontrolaraaeronave (DEPARTMENTOFDEFENSE

INTERFACESTANDARD, 1990).

Há deniçõesmaisreentes (MITCHELL;KLYDE, 2008), porém são, emgeral,

varia-çõessobrea idéia entraljá apresentadaanteriormente.

Outrofator importanteparaaoorrênia dofenmeno PIOé apresençada tríade

piloto-veíulo-gatilho observada em várias referênias. Um PIO somente irá oorrer

emumsistema operando emmalha fehada (pilot+veíulo)e quando houverumfator

surpresa que desenadeie (gatilho) um modo de pilotagem agressivo (alto ganho). O

termo gatilho também é referido na literatura omo abismo (li) ou fator surpresa

startle fator) (CALSPAN,1998; KLYDE; MITCHELL, 2005).

Vários estudos foram realizados para identiar as ausas e denir ritérios para

projeto,demaneiraatentargarantirumainibiçãodofenmeno(ANANTHKRISHNAN;

SHAH; UNNIKRISHNAN, 2004; COOPER; HARPER, 1969; MCRUER;KRENDEL,

1974;MCRUER;MYERS,1988). Oumedetaisestudosestánasdeniçõesderitérios

de projeto, omo a próprianorma MIL1797Ae os ritériosde Phase Delay Bandwidth

(HOH; MITCHELL; HODGKINSON, 1982), Gibson (GIBSON, 1999), Neil-Smith

(NEAL; ROGERS, 1970), Smith-Geddes (SMITH, 1993), dentre outros. Como o foo

eram osaças de últimageração (de adaépoa), todo o esforço foionentrado neste

tipo de aeronave, omsuas peuliaridades de operação. Uma ótimaanálise dosprós e

ontrasde adaritériofoiapresentadapor (GAUTREY, 1998).

OsdadosdosmaisvariadosexperimentosrealizadospelaNASAsãotodos

lar (CHIGNELL;HANCOCK, 1986;DEY, 1972; HESS,2003; KELLY; KLAPP,1986;

JEX; ALLEN; MAGDALENO,1972; REPA; ALBERS; POTVIN,1972).

Transportandoessehistóriodosestudosvoltadosàáreamilitarparaaaviaçãoivil,

veria-sequenãoforamrealizadasmaispesquisasparadeterminarritériosdeprojeto

que pudessem guiar o projeto de novas aeronaves, permitindoum mínimo de robustez

a essefenmeno. Aleituraompleta dosrequisitosdeaeronavegabilidaderevelaafalta

deumtratamentoespeíorelaionadoaPIOFederalAviationRegulations-FARpart

25 (FEDERAL AVIATION ADMINISTRATION,1965). Porém,há evidênias de que

essa tenologia apliada a aeronaves de transporte ivis não está imune aos mesmos

problemas enfrentadospelosaças. Um exemplopode ser veriadonaaeronave C-17,

que, apesardesermilitar, ébastanteanálogaàsaeronavesdetransporteivil(oC-17 é

umaaeronavedetransportedeargasetropas)(WELTZ;SHWEYK;MURRAY,2007).

Outro exemplo é oesforço dispendidopeloDepartamento de Transporte(DoT)

ameri-ano, promovendo estudos quanto às qualidade de vos de aeronavesom estabilidade

relaxada (HOH;MITCHELL, 1982;MCRUER;MYERS,1982).

Resumidamente, pode-sedizer queavariabilidade dofatorhumanoéde talmonta

queinviabilizaumritériodeprojetoapazdedelararumaaeronavelivredePIO(PIO

Free). No máximo, pode-se delarar que a aeronave não é susetível a PIO (non PIO

prone). Exemplosdeaeronavesivis quepreseniaram algumtipode PIOsãooMD-11

(NATIONALTRANSPORTATION SAFETYBOARD,1993), A320; 321,Boeing 767;

777 e Dassault Falon 900, entre outros (FIELD, 1995; MCRUER, 1995). A maneira

de minimizar a probabilidade de oorrênia de PIOs em aeronaves ivis é apliar, em

seusprojetos,ritériosdesenvolvidosparaaeronavesmilitares,mesmoomasdistorções

provenientes deempregos tãodiferentes.

Novamente, itando o histório, as aeronaves ivis modernas e providasdesse tipo

de tenologia tiveram suas bases de ertiação normais aresentadas de ondições

espeiais, ou Issue Papers omo esses doumentos são refereniados pelo FAA - F

ede-ral Aviation Administration (DEPARTMENT OF TRANSPORTATION, 2007a). São

doumentos que oloam requisitos de aeronavegabilidade adiionaisao projeto sendo

ertiado, devidoa alguma araterístia inovadora - novel feature - e que, no

enten-dimento da autoridade ertiadora, não está ontemplada nosrequisitos omuns. As

sus-AEROESPACIAL,2002). Porémnão háonsensosobreo método parasedelararque

umprojeto novo tem aeronavegabilidadesuienteparaapresentaruma probabilidade

extremamenteremotadeenontrareventos dePIOao longoda suavida útil.

Aprátiaatualparaseveriaroatendimentoaosrequisitosdeaeronavegabilidade

deaeronavesdetransportepúbliodesritosnanormadeertiação(FEDERAL

AVI-ATIONADMINISTRATION,1965)éaadoçãodoguiadeensaiospubliadopelas

pró-priasautoridadesreguladorasAC-25-7A(FEDERALAVIATIONADMINISTRATION,

1999). No entanto, onforme explanado aima, este onjunto requisito+guia é muito

bomquandosetratadasquatroáreasbásias(desempenho,qualidadedevo,sistemas

eestruturas). Uma análisemaisdetalhadadeles, espeialmentedo 25.143(a)e (b),

de-monstraumestadoinipientenotoanteaoforneimentodeumguiaeaznaondução

deensaiosomoobjetivodedemonstrarumprimentodeumrequisitoquetambémnão

éespeíoenemobjetivosobreoproblemadaexistêniadePIOs. Aarmativaaseguir

é um exemplo: "There are no ertiation tests or objetive measures to speially

assess the airplane's suseptibility to pilot overontrol or out-of-phase indued pith

osillations[...℄", ou emportuguês"Nãoháensaios de ertiaçãooumedidas

objeti-vasparaavaliarespeiamentea suseptibilidadede umaaeronave asobreontroleou

osilaçõesfora-de-fase induzidas emarfagem[...℄"(NATIONALTRANSPORTATION

SAFETYBOARD,1993).

Dessa maneira, torna-se impresindível a realização de ensaios em vo,

prinipal-mentepelafaltadeummodelosuientementeompletoparaapturarasaraterístias

humanas nas várias fases de vo e, assim, onseguir demonstrar a aeronavegabilidade

apenas por análise (CALSPAN, 1998; MCRUER, 1995). Além do mais, há um forte

elemento subjetivonessa avaliação, quelevaasautoridadesertiadorasa terema

ne-essidadedepartiiparem darealizaçãodosensaiosenãoaeitaremsubstaniaçõesque

utilizem modelagem matemátia. No máximo, esse tipo de modelagem e apliação de

ritérioslevaapenasaumareduçãodamatrizdepontosdeensaiosemvo(EMPRESA

BRASILEIRADE AERONÁUTICA, 2005).

As reomendações modernas sobre as ténias de ensaio para uma ampanha de

veriaçãoquantoàsuseptibilidadeaPIOestabeleemmanobrasdinâmiasomo

ADMINISTRATION, 1999). Foiobservado na literatura umforte direionamento das

pesquisasparaa áreamilitar.

Éimportanteressaltarqueasaeronavesivistêmumautilizaçãofundamentalmente

diferente daquela das aeronaves de ombate (em espeial as aeronaves de transporte

FAR 25), porém os eventos de PIO relatados e, prinipalmente o piloto humano, são

análogos. Desta forma, introduzindo-se modiações nas manobras propostas para os

ensaios quetentam evideniara predisposiçãode umaaeronave a PIO,pode-se hegar

aumonjuntoque, aomesmotempo,proporioneasexitações(gatilhos)etambémse

assemelhemaisaoempregoivil. Essasmodiaçõesinluemadequaçãodoonteúdode

freqüênia,dasamplitudesedastarefasexitadoras,ontandoomníveisadequadosdas

fases deaquisição(grossaquisition) eontroleno(ne traking). Dentreasmanobras

propostas, as que melhor demonstraram potenial resultado para a ertiação ivil

são opousode preisão eas tarefassintétias (MITCHELL;KLYDE, 2004;SHAFER;

STEINMETZ, 2001).

Por outrolado, amodelagemdopiloto exeutandoumatarefa éobjeto deestudos

há pelo menos 50 anos, porém, devido ao alto potenial do ser humano de se adaptar

e utilizar informações periférias, omo o sistema vestibular, visão periféria, sistema

olfativo, tato, et paramodiar a estratégiade ontrole, ummodelo únio ainda não

foiformulado. Váriosmodelosespeíosestão disponíveis,destaando-seospropostos

por (MCRUER;JEX, 1967; MCRUER;KRENDEL, 1974; MCRUER;MYERS, 1988)

e por (HESS, 1981;HESS; STOUT,1997).

Umdosprinipaisé(MCRUER;GRAHAM,1964),que iniiaaspubliaçõessobre

modelos matemátiosdo omportamento humano emontrole manual. Na mesma

dé-adainiiam-seosestudossobremodelosnão-lineares,interferênias,inuêniasde

múl-tiploseixoseariaçãodooneitoderemnant 1

(MCRUER;JEX,1967;SWALLWOOD,

1967; WIERWILLE; CAGN; KNIGHT, 1967; TODOSIEV, 1967). Vale ressaltar que

esses estudos foram movidos pela orrida espaial russo-ameriana da déada de 60.

Já na déada de 70, os estudos de inuênia de mostradores/telas (displays) são

ini-1

remnant é o oneito riado nadéada de 60. Enquanto pesquisando modelos matemátios do

piloto humano,MRuer identiouque o pilotohumanomudava deestratégia onforme adinâmia

da planta (veja detalhes noapítulo 4.1.1) paraformar, junto oma planta, um modeloinvariante.

(MCRUER; KRENDEL, 1974) sobre o omportamento de sistemas operados por

hu-manos. Esta publiação é onsiderada uma das melhores sobre modelos matemátios

depilotos humanos.

A déada de 80 já traz estudosmais apliados a asos prátios, omo os asos do

nibus espaial (POWERS, 1984; SMITH, 1981). Foi também publiadoestudo sobre

uso de manobras disretas (HEFFLEY, 1982), marando uma quebra om os estudos

atéentãovigentes,queusavammanobrasontínuas;Hessintroduzomodeloestrutural

om duas malhas (HESS, 1978, 1980, 1981) e abre espaço para estudos dos aspetos

siológios do ontrole (JOHNSTON; MCRUER, 1986). Um dos primeiros estudos

brasileirossobreoassuntodemodelagemdepilotossurgetambém(PEDREIRO,1989).

E por último, a déada de 90 e 2000 tem algumas publiações que fazem apanhados

geraissobre as teorias sobre PIO(MCRUER,1995; MCRUER;MYERS, 1988)e uma

exelenteoletânea do estadoda arte publiadapela NASA(SHAFER;STEINMETZ,

2001).

Dosmodelospesquisados,oesolhidoparaserutilizadonestateseéoúltimoitado:

o modelo estrutural de Hess, que apresenta duas variáveis prinipais nas malhas de

ontrole.

Essemodelofoiextensamenteestudadoe demonstrouque háumaalteração na

es-tratégiadeontrolequandooorreatransiçãodeumasituaçãoonfortáveldepilotagem

paraoutra onde há onsiderávelatraso de fase entre a variávelque está sendo

ontro-ladaeosetpointdoontrolador,queno asoé opiloto. Iniialmente,apenasoeixo de

ontrolelateral seráestudado e,portanto, essasvariáveisreferem-se aoângulo de

rola-mento da aeronave e ao ângulo de rolamento que o piloto deseja manter (ou ir para).

Ateoriapreoniza queaestratégia deontrolemigrade umontroleangular(posição,

ouroll) paraveloidade angular (veloidade,ou roll rate) (JAGACINSKI; HAH,1988;

ROBBINS, 1999).

É baseando-se nesta teoria que será proposta uma tese para determinar em qual

mododeontroleopilotoestáoperandoduranteaexeuçãodeensaiosemvoutilizando

aténiade manobra sintétia.

para validar o método proposto. Iniialmente será feita a identiação de parâmetros

da aeronave (planta) em ada ondição de vo ensaiada. Os dados da exeução de

tarefassintétias realizadasemrolamentoserão utilizadosomoentradaemsimulações

emmalhafehadaomomodeloestruturalparaopilotohumanopropostoporHess. Os

resultadosdassimulaçõesserãoomparadosomosdadosdeensaioutilizandoentropia

Requisit os de Aeronavegabilidade

Conformeoloadono apítulo 1.4, osrequisitos de aeronavegabilidade para

aero-navesivissão bastantegenérios e nãotratam espeiamentedo assuntoPIO.

Orequisito doFAR25 (FEDERALAVIATIONADMINISTRATION, 1965),e seu

equivalenteeuropeu CS25 (EUROPEAN AVIATION SAFETY AGENCY, 2003), que

abrange questões de ontrole é o Ÿ25.143, porém sem menção espeía a PIO's. É

feita, a seguir, umaleitura rítia dosrequisitose seus doumentos anexos, sendoque

o anexo A ontém uma transrição dos trehos importantes para referênia rápida do

leitor. É inevitável traçar uma omparação om os requisitos militares, que sempre

deram atenção aos fenmenos relaionados à qualidades de vo, também porque as

pesquisas nessa área sempre foram enabeçadas por órgãos governamentais busando

soluionardiuldades relaionadas à linha de frente do desenvolvimento aeronáutio.

Houve uma evolução da ompreensãoe onseqüentemente dos requisitos de qualidade

de vo(MITCHELL et al.,2004), e autilização de análises om sistemas equivalentes

foitambémtestadapelaindústriamilitar(HODGKINSON,2005),análiseestapresente

hátemposemprojetosmilitaresporémpououtilizada atéhojeem projetos ivis.

O foo do Ÿ25.143 é uma denição dos mínimos exigidos para a ontrolabilidade

e a manobrabilidade que a aeronave deve exibir em adafase de vo, denida de

ma-neira genéria para abranger justamente qualquer aeronave de transporte omerial,

de qualquer tamanho e onguração. E, por ser tãoabrangente, o requisito delega a

avaliaçãoàtripulaçãodeensaio. Essadelegaçãotornaaavaliaçãosubjetivapara

força exessiva ou alerta exessivo do piloto e sem exederos limites de arga-

exep-tional pilotingskill, alertness,or strength,and withoutdangerof exeeding theairplane

limit-loadfator

Não há qualquer menção espeía à problemátia do ontroleem malha fehada,

sendo que há sugestão explíita de alguns autores, omo por exemplo (FIELD, 1995;

GAUTREY, 1998), para uma revisão dos requisitos de maneira a inorporar aspetos

modernos de ontrole. Via de regra, os organismos ertiadores se atêm ao fato de

o requisito delarar omomandatório que a aeronave seja ontrolávele manobrável de

maneira segura (safely ontrollable and maneuverable) e, desta forma, interpretam o

requisito omo abrangente o suiente para demandar ensaios que omprovem que o

tiponãoé suseptívelaPIO(non-PIO prone) (tipo - outypeemInglês -refere-se à

aeronave sendoertiada).

Comoqualquernorma,oFAR-25éabrangente,seuonteúdoépassívelde

interpre-tação e, portanto, os resultados de suas demonstrações são interpretados de maneiras

diferentes por pessoasdiferentes. Faz parte danaturezahumana. Porém, viade regra,

interpretaçõesmaisrígidas provoam efeitoseonmiosbastantepronuniadosnos

fa-briantes. Espeialmentena fasedeertiaçãodeumaaeronave,queé aúltimaetapa

antesdoiníiodasentregasparaoslientes. Éo pontona linhadotempoondea soma

do investimento parao desenvolvimento ompleto é maior, portanto dias de atraso no

iníio dasentregasaarretamperdasnaneiras onsideráveis.

Visando equalizar os ustos de ertiação entre fabriantes e harmonizar as

in-terpretações dos requisitos, é publiado um guia ontendo meios para demonstrar os

requisitos(oshamadosmeansof omplianeou MOC)pré-aeitos,expliaçõesde

on-diçõesmais rítias e,em alguns asos, a motivaçãodo requisito. Normalmente, esses

guias sãoutilizados pelos fabriantes para poupar tempo e eliminar um pouo o fator

interpretativodafasedeertiação. Porém,paraertiaçõesFAR 25,aparte

espeí-a de PIOnão eraontemplada,em seurespetivoguia de ensaiosatésuapenúltima

edição,omquaisquerinterpretaçõesoumeiospré-aeitosdedemonstraçãodorequisito

atéa última revisão.

Visandoeslareerumpouoaomunidadeetambémtentarpadronizarosensaios,

fabriante liberdade para apresentar novas idéias e métodos para demonstrar o

um-primento om os requisitos. Nessa revisão, foi inluído o Ÿ20. GENERAL - 25.143

setion d, que trata espeiamente de ensaios de PIO (ouA-PC Airplane-Pilot

Cou-plingnanomenlaturautilizada naépoa). Antesdeemitir essarevisão,foipromovido

umdebateomaomunidadeparatentaraglutinarsobummesmodoumentoasvárias

linhasde pesquisaesuasdiferentesvisõessobreoassunto. Partiiparamdasdisussões

representantes da indústria,dosorganismos ertiadores e de algumasinstituiçõesde

pesquisa, sendoaprinipal pergunta no debate:

Comotestarumanova aeronavequanto àsuseptibilidade aPIO?

Otextoresultantereonhee que asaeronavesmodernas podem ser suseptíveis a

PIO- Ÿ1 (a)(i) - Ahistória de eventosem serviçoindia queaeronavesde transporte

modernas podem ser suseptíveis a aoplamento aeronavepiloto (A-PC ou PIO) sob

ertasondiçõesoperaionaise não atenderiamàs intenções dorequisito. - e denea

sua oorrênia lássia omo sendo uma resposta defasada de 180 graus em relação

ao omando do piloto. Reonhee, também, que os requisitosnão ontemplam nem a

deniçãoenemaneessidadeexplíitadedemonstraçãodeaeronavegabilidadeom

re-laçãoaesteaspeto;queatéentãoestavamsendofeitosquaseexlusivamenteatravésde

ensaiosemmalha aberta -Ÿ1 (a)(iv)oumprimento somenteomosrequisitos

quan-titativos,emmalha aberta(pilotoforadoloop)não garantequeosníveis dequalidade

devo sejamatingidos.

Antes de desrever os ensaios sugeridos para a demonstração de

aeronavegabili-dade, o doumento faz algumas onsiderações espeiais, dentre as quais destaa-se:

ada programa de ensaio deverá ser desenhado espeiamente para o Tipo que está

sendo ertiado. E sugestões para programas espeíos de ensaio visando veriar

a suseptibilidade a PIO são tema de publiações reentes, omo (GAUTREY, 1997;

MITCHELL; KLYDE, 2005), onde é proposto que sejafeita uma quebra de losoa,

inluindo ensaios espeíos paraavaliaçãode PIO em programas de desenvolvimento

futuro e denindo novosritérios paraos aspetos de qualidadesde vo de aeronaves

lidade é a exeução de tarefas em malha fehada. Essa é a prinipal ontribuição do

doumento,poisreonhee sero modo depilotagem emqueo fenmeno oorre.

Reo-menda,demaneirageral,queaexeuçãodastarefasnãosejaatreladaaumamedidade

desempenho(porexemplo: porentagemdeaertodatarefa);queoprogramadeensaios

sejaprojetadoespeiamenteparaadaaeronave;e queastarefassejambaseadasem

situações operaionais, manobras de ensaios, ou diuldades em serviços que tenham

produzido eventos de PIO. Reomenda-se também que tenham araterístias em

o-mumomesseseventosesirvamparaevideniaraspetosdiferentesde quaisqueráreas

problemátiasdePIOquepossamexistir. Enm,éumatarefaperfeitaparaevideniar

PIO's. Porémnãoé forneidaafórmulaparasuariação,apenasseusrequisitos. Essas

exigênias ontribuíram para uma diminuição da redibilidade do guia na indústria,

gerando a neessidade de riação, por parte de ada fabriante, de novos meios para

demonstraros requisitos. Ouseja, a eáiado guianão atingiuníveis adequados, e o

problema dainterpretaçãovoltou.

Odoumentoainda faz sugestõesespeíassobre ouso detarefassintétias,

on-siderando que as seqüênias devam ter os omandos de rolamento e arfagem omo

ombinaçõesdedegrauserampas,eseremlongaseomplexasosuienteparaopiloto

nãoaprendereanteiparosomandos(aprendizado). Ofatoraprendizadojáhaviasido

identiado omo importante desde a déada de 60 (PREYSS; MEIRY, 1967), sendo

o objetivo de eliminar essa familiaridade manter o ganho do piloto de ensaios alto e

afastar o risode ompensação inadvertentedurantea exeuçãoda tarefa.

O esvaziamento na utilização direta do guia pela indústria nas demonstrações

FAR25 Ÿ25.143 ontinuou ausando debate, e a própria autoridade ertiadora (no

aso, oFAAameriano)não éelna apliaçãodospreeitosdoguiadeensaioseaeita

(até fomenta) disussões a respeito de alternativas para demonstração de tendênias

a PIO. As primeiras disussões oorreram em 1996 no workshop "Calspan PIO Fly

Shop", de que partiiparam representantes de vários esritórios do FAA nos Estados

Unidos (osesritóriossãoregionais). Oworkshopreomendouaospilotos ertiadores

do FAA treinamento om uma parte prátia na aeronave de estabilidade variável da

CALSPAN. As primeiras sessões oorreram em 1998, de onde são itados exertos da

publiação brieng paper 1

:

serdesenvolvidopeloFAA.A suseptibilidadeaPIOsomentepodeser

ava-liadapor pilotosde ensaioemalto ganho,i.e., voandotarefasdemandantes

degrandeonentraçãoe ontrolepreiso operaromaltoganhoemum

ambienteontroladoexigeprátia deensaios (CALSPAN,1999).

Foi publiado um livro (NATIONAL RESEARCH COUNCIL, 1997) ontendo os

oneitos disutidos neste workshop, que é bastante ilustrativo sobre o assunto PIO.

Foram realizadas novas disussões aera do tema, ulminando om outro workshop

promovido pela empresa ameriana CALSPAN, entre 15 e 19 de novembro de 1999

(CALSPAN, 1999). Vários oneitos foram revisitados, e uma revisão da proposta

apresentadaporMelRogers(doumento FWP599-3)omorevisão daAC25-7A,seção

3, parágrafo 20 (d) foi onsensada. Porém, o proesso não evoluiu, provavelmente

de-vidoàbaixa demandadaindústria,quepassavaporumperíodoemquenovosprojetos

omtenologia FBWestavam apenas emestudo preliminar. Dessamaneira, o guiade

ensaios já publiadoprevaleeu omo únio doumento oiala orientar a ertiação

ivilno toanteaPIO. Como passardosanos,a adaprojetode tiponovo,osdebates

aera desse tema revelam que o assunto realmente não ou adequadamente

delimi-tado no guia de ensaios e que há uma neessidade de omplementação, efetuada por

meio deregrasespeiais(speialonditions). Inlusive omsugestõesde ensaios

(MIT-CHELL;KLYDE,2005),ereforço nasugestãodetreinamento dospilotosertiadores

(A'HARRAH, 2001). Infelizmente, essas regras espeiais são restritas para ada tipo

(paraadaprojetonovo) enão sãopubliadasintegralmente. Somenteasformasnais

sãopúblias, por exemplo,(DEPARTMENTOFTRANSPORTATION,2007a,2007b).

Torna-se, portanto, onheimento e diferenial de merado, para ada fabriante de

aeronaves,envolver-seemdebatesomautoridadesertiadorassobreessetemae

pro-por ensaiosqueontemplem defatoumaveriaçãosobreasuseptibilidade aPIOdo

tipo. OestadoatualdoavançodosregulamentosnessaáreaéumprojetodoFAA

ame-riano intitulado Software Digital Systems Safety Projet, que reonhee a diuldade

deavaliarasuseptibilidade a PIOeestuda meiosparaavaliaressasaraterístias:

AhistóriadeprojetosFBW,ertiaçãoeoperaçãoemserviçomostraomo

enve-podem ser enontrados (FIELD, 1995). O resultado tem sido (FEDERAL

AVIATIONADMINISTRATION, 2007B):

1. SuseptibilidadeaPIO,partiularmenteduranteosprimeirosanosdos

programas FBW;

2. Interaçãoadversa entre tarefas normais de ontrolee funções de

pro-teção deenvelope.

Esta tarefa busa, primeiro, doumentar as lições aprendidas durante

pro-gramasanterioresde FBWnessa áreae depois identiar:

◦

falhas nos requisitosde qualidades de vo para métodos de projeto e

avaliação que preisam ser veriados (e endereçados em programas

subseqüentes);

◦

guiasimportantesdeprojetopreliminareavaliaçõesquepossamajudar

diuldades de ertiação ustosas e demoradas, enontradas

tardia-mentenoprojetoouna entradaemserviços.

O futuro dos requisitos ertamente deverá lançar algum tipo de disussão a respeito

do tema, haja vista o onstanteaumento do grau de automação na abine dosaviões.

Os tiposmais reentes a reeberem ertiação e terem que demonstrarumprimento

om ondições espeiais foram o Dassault Falon 7X, que tem seu FBW derivado do

aça Rafale, o Airbus A380e o Gulfstream G650 (DEPARTMENTOF

TRANSPOR-TATION, 2007b, 2006). Projetos ainda não ertiados, omo o Boeing 787, também

inorporam tenologia FBWe estão sujeitos àsondiçõesespeiais - (DEPARTMENT

Ensai os em Vo - Prátia Atual e

Coloação da Tese

3.1 Histório dos Ensaios

Aevoluçãorápidadossistemasembarados,onformedesritonoapítulo1.4,

pro-piiou um vazio no atálogo oial (guia de ensaios) de manobras de ensaios em vo

para veriação da suseptibilidade a PIO. De erta maneira, veria-se uma

evolu-çãotambémlenta dasténias de ensaios, porém signiativamente maisrápida quea

evolução dosrequisitosdeaeronavegabilidade.

AspesquisasporsoluçõesquepudessemdesvendarpossíveisPIOsnafasede

desen-volvimento(tantoemritériosdeprojetoquantoemritériosprátios)avançaramquase

queexlusivamentepor fomento dasagêniasgovernamentais apesquisasmilitares.

Historiamente, essas pesquisas provenientes da área militar migraram mais

len-tamentepara a área ivil devido ao alto usto envolvido em validá-las para aeronaves

intrinseamentediferentes(umaçaversusumaaeronavedetransportedepassageiros)

e à lentidão da evolução dos requisitos de aeronavegabilidade, que seria, sem dúvida,

o prinipal motivador para o avanço das pesquisas na indústria. Dessa maneira, para

adainstante no tempo, há um atraso pratiamente onstanteentre o graudo avanço

Analisando o históriodos ensaiosem vo para permitir averiaçãoda

susepti-bilidade a PIO de aeronavesivis, veria-se este atraso, que pode ser visto na tabela

3.1, onde é apresentadaessaevoluçãodasténias de ensaio.

3.2 Desrição das Manobras e a Prátia Atual

A prátia atual de ensaios em vo para veriação de PIO em aeronaves ivis

está alada, onforme já exposto, na experiênia proveniente das pesquisas militares

que migraram para este setor e que foram adaptadas para se adequarem aos tipos de

aeronave que o merado ivil utiliza. Além disso, vários estudos já demonstraram a

neessidadede desenhar tarefas espeíaspara testarsistemas FBW- (FIELD, 1995;

GAUTREY, 1998). A seguir, as prinipais manobras utilizadas para ertiação de

aeronavesivisserãobrevementedesritasemordemresentedeaordoomograude

risoparaarealização. Ograuderisoéanalisadolevando-seemontaaprobabilidade

de umaidenteausadoduranteosensaios por três motivosprinipais:

1. Falha dealgum sistemada aeronavedurantea exeuçãodo ponto de ensaio;

2. Erro dopilotodevidoà diuldadeinerenteà exeuçãodamanobra;

3. Expansãoinadvertidado envelope devo.

Desses três motivos, osdois primeiros são os prinipais fatores; haja vista a premissa

que a realização de um ensaio para a veriação de PIO oorre após a abertura de

envelopeda aeronavea sertestada.

Asprinipaismanobras são:

◦

Simulação omPiloto- basexaou basemóvel

Osmaisvariadostiposdesimuladores(desdePCsatésimuladoresommovimento

ompleto da abine (full motion simulators) são utilizados para fazer avaliações

do sistema onjugadopiloto-aeronave durante o desenvolvimento de umprojeto.

Basiamente, são voadas missões, de maneira a permitir uma avaliação rápida,

barata esem riso. Geralmenteiniia-sea utilizaçãodesimuladores embasexa

Tabela3.1: EvoluçãodasTéniasde Ensaio paraVeriaçãode PIO

...Década »»

60 70 80 90 2000 Pesq.

Militar

Vôos a baixa altura

X

Tarefas de captura

X X X X X

Vôos em formatura

X X X X X

Pouso com desvio lat.*

X X X X

Simulação com piloto

X X X X

Simulação em vôo

X X X X

Tarefas sintéticas

X X X X

Ens. ivis

Vôos a baixa altura

X X

Tarefas de captura

X X X X

Vôos em formatura

X X

Pouso com desvio lat.

X X

Simulação com piloto

X X X X

Simulação em vôo

X X X

Tarefas sintéticas

X X

Req.

aeronavg.

Vôos a baixa altura

Tarefas de captura

X X

Vôos em formatura

Pouso com desvio lat.

Simulação com piloto

Simulação em vôo

Tarefas sintéticas

X

*pousoomdesvio lateral,ouOsetlanding

utilizados simuladores ada vez mais sostiados, hegando a um equipamento

om base móvel somente nas últimas etapas. Cada etapa tem seu valor no

de-senvolvimento paraeliminar erros de projetoe omo aumento de omplexidade

dossimuladores, busa-se melhorara preisão da modelagem, ulminando oma

integraçãoentreperepçõesvisuaisdiretas,visuaisperifériasesensoriais de

mo-vimento nossimuladores de base móvel. Estes possuem grande diferenial sobre

os simuladores de base xa, tanto onstrutivo e de engenharia omo de

resul-tados. Um dos problemas das simulações é que há, nas primeiras fases de um

projeto, umafaltade delidadeentreomodelo matemátioda aeronave (planta)

e a aeronave emsi, prinipalmente devidoà inorreção dos dadosaerodinâmios

disponíveis. Outro problema é a falta de aelerações no sistema sensorial do

pi-loto,provoandoreações(ontrole)duranteaexeuçãodasmanobrasquenãotêm

boa orrelação om a realidade. Prinipalmente em situaçõesextremas, quando

umPIOoorreria. Os simuladoressão ótimasferramentasparaveriargrandes

no simulador,não signiaque nãoapareerána aeronave. 1

◦

Tarefasde Captura

Sãoapturasdeproa,atitude-arfagem(

θ

)erolamento(

φ

),ângulodeplaneio(

γ

),

ângulodeataque(

α

)eapturasdefatordearga(

N

z

)omandadasabruptamente

apartirdeumaondição estabilizadaeompensada,omempregodealtoganho.

Podem ser exeutadas em simuladores durante os estágios iniiais de avaliação

de um projeto novo, mas é durante ensaios em vo que apresentam resultados

satisfatórios. Geralmenteexeutadasemaltitudesegura(longedohão)eporisso

sãodegrandeaeitaçãoentreasautoridadesertiadoras. Porémsãobempouo

eazes em desvendar tendênias a PIO, uma vez que sua exeução apresenta

resultados apenas para a fase de aptura de umatarefa em malha fehada e dá,

portanto, somente uma impressãogeral sobre asqualidades de vo da aeronave.

Umexemplo dosresultadosdessa manobra podeser vistona gura3.1.

-10

-5

0

5

49665

49670

49675

49680

49685

49690

49695

49700

49705

-10

-5

0

5

Atitude (deg) e Pos. Comando (deg)

Derivada da Atitude (deg/s)

tempo (s)

Captura de Arfagem

Atitude (

θ

)

Derivada da Atitude (

θ

_dot

)

Comando (

δ

_comando

)

Figura3.1: ManobradeCapturadeAtitudedeArfagem-Amanobraébastantesimples:

iniia-se om uma atitude estabilizada, em vo reto e nivelado, e busa-se estabilizar

em umanova atitudeomaisrapidamentepossível.

1

◦

Este ensaio requer uma aeronave hospedeira om araterístias aerodinâmias

muitobemonheidas. Alémdisso, eladeve seraltamentemodiada paratera

apaidadedeserviromohospedeiradeummodelomatemátio. Aidéiaéquese

possater essaaeronavehospedeira ontroladapor omputador,queexeutaduas

tarefas: paraadaentrada (input) feita pelo piloto, é alulada aresposta quea

aeronave hospedeira daria; então a essa resposta é somado um omando oposto,

de maneira a anulá-la. Em seguida, essa entrada do piloto é simulada através

de modelo matemátio do avião que se está querendo simular. Esse método foi

iniialmenteempregadopelaempresaamerianaCalspan(WEINGARTEN,2005).

A meanizaçãose dá om umaaeronave de araterístiasaerodinâmias

onhe-idas (hospedeiro), sendo modiada para servir omo se fosse a nova aeronave

que se está querendo ensaiar (hóspede) (PARRAG, 2001). O método onsiste

emanularmatematiamenteasaraterístiasdaaeronavehospedeira,atravésde

ummodelomatemátio inverso,e produzirsaídas(outputs) queseassemelhem à

aeronave hóspede. O aparato exige ummodelo matemátio bastante preiso da

aeronave hospedeira e do modelo matemátio da aeronave hóspede, geralmente

provenientedeensaiosde túneldevento. Omodelodosistemadeontroleda

ae-ronavehóspede,inluindoaíaslatêniasdasinformações,étambémfundamental

pararesultadosaeitáveis. Umavez sintonizadosambosmodelos,sãoexeutadas

tarefasdepouso,deapturaemanobrassintétiasparaavaliarasrespostas.

Sem-preompossibilidadesdereversãoparaasaraterístiasda aeronave hospedeira

(reversãoparamanual),minimizandorisode aidentes.

A vantagem desse tipo de ensaio é a delidade em termos de aelerações e de

realimentaçãovisual(feedbak),semoatrasodossimuladoresemterra(CELERE;

FERNANDEZ;OLIVEIRA,2000). A desvantagemé o altousto.

Um exemplo de aeronave om apaidade para exeutar simulações em vo é o

Learjetda Calspan,empresaameriana espeializadaempesquisasde PIO.Uma

fotodessaaeronave podeser vistana gura3.2.

◦

Tarefas Sintétias

ro-Figura 3.2: gura ilustrativa extraída do atálogo da empresa ameriana Calspan. A

aeronave tem um sistema de estabilidade variável e é utilizada omo plataforma para

simulaçõesemvo- Learjet Calspan.

Fonte: (CALSPAN,2007)

CHELL;KLYDE,2001). Oobjetivodesse aparato éinduzirentradas (inputs)no

sistema aeronave-piloto. As tarefas (séries de omandos enviados a esse diretor

de vo equeopilotodeve seguiromo maisalto ganhopossível)sãoonstruídas

a partirdoonteúdode freqüêniadesejado etambémpor meiode um

balanea-mentoentreasetapasdeaquisição(netraking)emanutenção(grossaquisition)

de atitude.

Essemétodoébastanteseguro,hajavistaquesepoderegularastarefasdemaneira

anãoexederlimitesdaaeronave,bemomoexeutá-lasemaltitudesonfortáveis.

A prinipal vantagem é a segurança proporionada. A prinipal desvantagem é

quesósepodeexeutá-lasna própriaaeronavesendodesenvolvida, nãodeixando

margem para alterações grandes de projeto sem um alto usto elevado. Uma

desrição maisdetalhadadessa manobra seguena seção3.4.1 e será parte

funda-mentaldeste trabalho, umavez que estaé a prinipal manobra esolhida para a

realizaçãodosensaios dePIO.

iniia-se a uma altitude de aproximadamente 3 envergaduras, om o entro da

pista desloadoparaumdos lados. Já em voestabilizado e nivelado,a aptura

doentrodapistaéexeutadaomaltoganho(ominlinaçõesdeasaquehegam

a45graus). Aapturaéfeitaomoauxíliodeumamaranopára-brisa,quedeve

ser alinhada om a faixa entral. Uma vez apturado, o alinhamento é mantido

por 5 a 10 segundos. Outro tipo de aptura é o hamado de urva em S, ou

S-Turn, ondeaslateraisesquerda edireita dapista sãoalternadamenteapturadas

mantendo-se umaaltitude bastantepequena (50 pés) (LEE, 2001; PONCELET;

ALONSO,2001). Paraquehajaeáianestamanobra,é neessárioqueoganho

Figura 3.3: S-Turns

EsquemaparaexeuçãodamanobraS-Turn,ondeopilotoprouravoarsobreapista

emaltitudes adavez menores,indo deumlado paraoutro,apturando as laterais

noseuampovisual

empregado pelo piloto seja alto (omo em qualquer ensaio de PIO). Porém a

própriaondição de baixa altura geradesonforto e induzà utilização deganhos

menores. Outro aspetoprátioaseonsideraréoespaçolateral neessário. Não

podehaveronstruçõesaoredordapistaparanãoomprometerasegurança. Por

último,asohajaoorrêniadealgumevento,existepouamargemparamanobras

evasivas. Destamaneira, apesar de ser onsideradaeaz, essamanobra é pouo

utilizada naertiaçãoivil.

◦

Vo emFormatura

Consiste em se exeutar tarefas de preisão utilizando-se uma aeronave externa

janela do piloto) (LEE, 2001) e posterior manutenção de posição sob as várias

intempériesde vosem formatura. Há,também, aversão de simulação de

abas-teimento em vo ( ou probe-and-drogue maneuver), que é bastante eiente em

evideniar PIOs (KLYDE; MITCHELL; LATTIMER, 1999). A vantagem é ser

simplesdeexeutar. Asdesvantagenssãousto elevado erisode olisãoemvo.

Fotos deste tipo deensaio podemser vistas nasguras3.4, 3.5e 3.6.

Figura3.4: VoemFormatura01fotodo ensaiodesimulaçãodeabasteimentoem

voevoemformatura. A aeronaveàfrentereboaumamangueiraomumaesta na

ponta. A aeronave maisatrás tenta seposiionar paraenaixar a esta emuma haste

tíia desenhadano pára-brisa.

Figura 3.5: Vo em Formatura 02 foto de dentro da aeronave sendo ensaiada,

mostrandoaestasendopuxadapelaaeronavedafrenteeashastestíiasdesenhadas

nopára-brisa. Cadaposiçãorepresenta umahaste sendoensaiada.

fonte: arquivoEnsaioemVo-EMBRAER

Figura3.6: Vo emFormatura 03 detalhe dashastestíias desenhadasno

pára-brisa daaeronave sendoensaiada.

◦

PousoomDesvio Lateral, ouOset Landing

Consisteumexeutarumpousodepreisão,partindodeumasituaçãodesalinhada

om a pista (geralmente uma a duas envergaduras fora do eixo) e, geralmente,

mantendouma rampa de 3 graus paratoque na abeeira. A orreçãolateral se

Figura3.7: Esquemaparaexeuçãodamanobra depousoomdesviolateral,ouOset

Landing Notar que há duas áreas hahuradas denidas na gura. Uma maior, om

3000 pésde omprimento e 60pésde largura, que é azona onsiderada aeitávelpara

o pouso. Umasegunda,menor eontida dentroda maior,de 1000pésdeomprimento

e 20 pés de largura, dentro da qual um pouso é denido omo desejável. O piloto

deve esforçar-se para pousar na área menor, sendo que o alinhamento om a pista é

diultado pelo desviolateral.

dáentre200e100pésdealtura,eopousoneessariamentedeveserexeutadoem

espaçoonnado, tipiamenteumretânguloimagináriode 100por20metros,em

algumloalpróximoàabeeira. Avantageméserumatarefadealtíssimoganho

e, portanto, onsiderada uma das melhores manobras para evideniar PIOs. A

desvantagem é a justa margem para erros, devido à proximidade om o solo e,

Emtodososensaios desritosno itemanterior, há umahipótese muito forte

asso-iada: O piloto exeutará a tarefa om o mais alto ganhopossível, exitando

uma possível ondição real de PIO. Essa hipótese é fundamental para que,

en-quanto ontrola a aeronave, o piloto aja de maneira similar a uma situação onde há

umadefasagemsigniativa entreseus omandoseasrespostas daaeronave. Semuma

pilotagemdealtoganho,nãoépossívelidentiarumPIO.Porém,nenhumdosensaios

desritostem omoondição validadora a garantiade que o pilotoestá realmente

atu-andoomganhoalto. Inlusivehárelatosdequeosimplesonheimentodequesetrata

de umensaio,e não dasituação real,levao pilotoa modiar ogatilho domeanismo

deiníiodoPIO(CORD,2001). Ahipótese ésimplesmenteassumidaomoverdadeira,

e a únia providênia para se tentar garanti-la é um brieng 2

bem exeutado, uja

ondição de pilotar realmente om alto ganho é enfatizada para o piloto partiipante

do ensaio. A literatura admite que essa hipótese não é sempreverdadeira. Há relatos

dadiuldade depilotos de ensaiosmimetizarem umaoperação de linhaaérea ou uma

situaçãode PIO:

[...℄ também foi enontrado que era difíil um piloto de ensaios treinado

fehar a malha da mesma maneira que um piloto em serviço o faria. Foi

a experiênia de trabalhar om pilotos de ensaio que evideniou dúvidas

na abeça deste apresentador quanto a avaliações de qualidades de vo.

Este [pensamento℄ tem a raiz na variabilidade e subjetividade da visão de

adapilotoeainda épossívelobterumafaixa de omentáriosde umpiloto

individual(SMITH,1995).

Há tambémreomendaçõesparaque odesempenho do pilotoseja monitorado durante

osensaiosequeumavariabilidadeentrepilotosdeveseresperada(MITCHELL,2001).

Coloa-se,pois,atese destetrabalho: umensaiode PIOdeveriaservalidado

primaria-mentequantoaoganhodopiloto. Épropostoummétodoparaveriaraexeução

depontos deensaiopara veriação dePIOutilizando-se aténia detarefa

2

briengé o nome utilizado para a reuniãoque anteede uma missão ou um ensaio, onde todos

sintétia. UmasegundahipótesesobreensaiosdePIOéqueopilotoéapazdese

abs-trairdoensaioepereber,duranteaexeuçãodamanobra,sehádesontinuidadeentre

os omandospropostos pelo érebroe a resposta da aeronave,mimetizando a situação

em que umeventualPIO oorreria. A experiênia nosprogramas de ertiação FAR

25 dosmodelos EMB-135BJ, ERJ-170/175/190 e 195 demonstrou que essa hipótese é

bastanterazoávele,portanto,não será ofoo destetrabalho.

3.4 Ténia de Manobras Sintétias

3.4.1 Desrição e História

Desdeoiníiodaspesquisasomontrolesmanuais,háumatentativadereproduzir

dentro do laboratório assituações veriadas no usoprátio, que seguematé a

atuali-dade (DUPPEN etal., 2007). Asprimeirasexperiêniasomomputadoresanalógios

mostrandopontose traçosparaumoperadorhumanoseguirnatela deumosilosópio

datamdadéadade50esofrerambastanteavançoduranteaorridaespaialdadéada

de60(BEKEY;ANGLE,1966;PREYSS;MEIRY,1967). Umamiríadedeexperiênias

foi produzida e om o aúmulo desse onheimento, aliado ao renamento da preisão

das medidas, hegando até a se onstruir uma simulação que utiliza uma maquete de

pista de pouso e âmera de televisão para realizar a lmagem e prover uma imagem

simuladaparao pilotoatravésdeumatelevisão (CHASE,1967), aprimeirametadeda

déada de70 mostrouque osexperimentos emlaboratóriotraziam sérias limitações:

1. Falta de feedbak da dinâmia da aeronave (aelerações), o que ausa omandos

exessivos. Essetipodedesviodasituaçãorealprovou-sebastanteimportantena

ompreensãodopadrãoognitivodopilotohumano,revelandoqueasinformações

adiionaisutilizadas noproessamento do ontrolesão bastanterelevantes;

2. Atraso nosistemavisual,entreo omandoe arespostado sistema,gerando falta

de delidade e atrapalhando a visão periféria, onseqüentemente inserindo um

fator de erro a mais no proessamento das informações feito pelo piloto (uma

ganhoadequadanopiloto. Aliteraturamostraqueháumatendêniaaseefetuar

umapilotagemqueéagressivaporém,omooambientedelaboratórioemsolonão

implia em riso de aidente e também não traz elementos omo barulho, visão

periféria, vibrações e aelerações presentes em uma aeronave real, a pilotagem

a agressiva emdemasia, sem queo piloto possa relaionaresses testes emsolo

oma experiênia emensaiosemvo.

Busando uma solução que suplantasse essas diuldades, foiinventadoo oneito de

tarefa sintétia pela empresa ameriana Calspan. A base para a idéia vemdas

mano-bras de reabasteimento em vo, que sãonotoriamenteexigentes do ponto de vista de

pilotagemejá desvendaramváriosPIOs emaeronavesmilitares.

3.4.2 Aparato Experimental

Com o lançamento do programa de desenvolvimento tenológio para projeto de

ontroles y-by-wire na EMBRAER em 1998, foi neessário desenvolver ferramentas

quedessemsuporteaosensaiosrequeridosparaposterior ertiação. Visando atender

osrequisitos para ensaiosde PIO, este autor liderou o desenvolvimento do sistema de

tarefas sintétias da EMBRAER, hamado Syntask, om o mesmo oneito daquele

apresentadopela Calspan, emque uma tarefa (ompensatory) é apresentadaao piloto

para que ele a siga om o mais alto ganho possível. Iniialmente foram pesquisadas

várias interfaes, aparato omputaional, interfae de entrada de dados e análises em

tempo real simpliadas. Após várias revisões do projeto, ontando om ensaios de

desenvolvimento,ongelou-seosistemaonformeaarquiteturamostrada nagura3.8.

Oseufunionamento oorreda seguinteforma:

◦

É denida uma tarefa em que as atitudes desejadas (target attitudes) para ada

instantedetempo sãolistadasemumarquivo;

◦

Estearquivoélido duranteoensaioe sinronizadoomossensoresdeatitudeda

aeronave,sendo, então,omputadaadiferençaentrea atitudeemqueaaeronave

estáe aatitudedesejada;

de vo;

◦

Asaçõesdo pilotoe asatitudesresultantessão gravadas nosistemade aquisição

de dados.

Figura 3.8: Arquitetura Sistema Syntask da EMBRAER a unidade inerial fornee

informaçõesdeatitude, quesãoreebidaspelaRMU.Osdadossãoenviadosao

ompu-tador prinipal por sinalPCM (pulse ode modulated). Este insere os dados da tarefa

sintétia no sinal e remete o onjunto ompleto para o omputador de imagem. As

imagenssãogeradasemostradasaopilotoviatelaLCD(liquid rystaldisplay)dolado

esquerdo (1P)na posiçãoprinipal PFD (primary funtiondisplay).

Asfunçõesdosomponenteslistadosnaquelagurasãodenidasnatabela3.2. Um

pontomuitoimportanteparaestetipodeensaioémanteromenoratrasopossível,haja

vista a sensibilidadedos resultadosom relaçãoa este parâmetro. Osistemautilizado

neste trabalho tem as araterístias de atraso máximo espeiado em 140ms, e os

Tabela 3.2: FunçãodosComponentes doSistema Syntask

Componente Função

IRU Sistemainerialpara mediratitudes

RMU Sistemadeaquisiçãodedados

Mainomputer Computador ondeégeradaa tarefasintétia(targetattitudes)

Syntaskomputer Computador ondeégeradaa imagemparao piloto

Figura3.9: Atrasosdo Sistema Syntask

adiional nessesexperimentoslevaa umamaiorsuseptibilidade a PIO. Deorrenteda

preoupaçãodenãointroduzirumnovofatornoexperimento,espeialmentenotoante

ao proessamento deinformaçõespelopiloto, foiutilizado oformato-padrão paravos

porinstrumentoomointerfaehomem-máquina,onheidoomodiretordevoV-Bar.

Trata-se de um pitóreo básio e padronizado na indústria aeronáutia, om que um

pilotohabilitado paraotiponeessariamenteestá familiarizado. Portanto,

onsiderou-sequeo tempode proessamento da informaçãopelopiloto éigual ao tempogasto no

Figura 3.10: Pitóreo Utilizado omo Interfae Homem-Máquina - Diretor de Vo no

padrão V-Bar

Fonte: ArquivoEnsaioemVo-EMBRAER

Umaoutrapreoupaçãoexistentenoprojetododispositivofoitentardaraopilotoa

melhorondiçãoparaquehouvessepreisãonapilotagem. Dessamaneira,foiesolhida

umatelagrandeparaafáilleituraeparaquearesolução,prinipalmenteemrolamento,

Figura3.11: Arranjo Físiodo DisplaynoCokpit

3.4.3 Denição das Tarefas

A denição das tarefas sintétias (a seqüênia de omandos no tempo que será

enviadaparaopilotoseguir)ébastantepolêmia(VANDENBERGetal.,2007). Deum

lado, éneessárioqueelas tenhamumonteúdoemfreqüêniasquesejarepresentativo

de PIOs. Por outro, não podem ser desonexas om o tipo de aeronave em questão,

ontendo manobrasquesejam agressivasemdemasia ouqueultrapassem oslimites do

envelopeoperaional.

Astarefasdesenvolvidasparaseremutilizadasnestetrabalhosãoresultadodevários

ensaiosemsimuladoreemvorealizadaspelaEMBRAER,eforamjulgadas

representa-tivasdeumaaproximaçãoCATIIporinstrumentosombastanteturbulênia,onforme

desrito em (CELERE, 2002). Em adição, o onteúdo em freqüênia foi ajustado de

maneira a ontemplar a faixa de interesse. Um exemplo de tarefa utilizada e de seu

onteúdoemfreqüênia podeservistonasguras3.12e3.13;asoutras tarefastêm

for-mas pareidas e serão apresentadas na seção de resultados. A quantidade e a duração

dospatamaresdeatitudeonstantetambémfoidimensionado. Oritérionesteasofoi

darondiçõesparao pilotoveriarasduasetapas de umatarefa:

◦

Aquisição(GrossAquisiton)

Figura3.12: Tarefa deRolamento

-109

-108

-107

-106

-105

-104

-103

-102

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

PSD (grau

2

/Hz)

freq (Hz)

Densidade Espectral (PSD)- Tarefa de Rolamento

Umoutroaspetoimportantenadeniçãodastarefaséaapaidadedeaprendizado

do ser humano. Por mais aleatória que pareça uma tarefa sintétia apresentada ao

pilotopelodiretordevo,foiveriadoqueháumaretençãoe,onseqüentemente,uma

mudançanomododeexeutaramanobra,passandoaserpré-ognitivaemodiandoos

resultados (MCRUER, 1995). Paratentar minimizar esse efeito, as tarefas envolvidas

nos ensaios desta tese foram multipliadas por meio de inversão e/ou espelhamento.

A ténia é simples e não altera o onteúdo em freqüênia. Na inversão, a tarefa é

apresentadadetrásparaafrentee,noespelhamento,aatitudeémultipliadapor(-1).

Os efeitospodemtambémser ombinados,eumexemplo podeservistona gura3.14.

Figura3.14: Inversão e Espelhamento dasTarefas

Por último, há de se onsiderar a saturação dos anais de arfagem e rolamento

quando se desenham as tarefas. Há uma tendênia natural de se priorizar o anal de

arfagem na pilotagem humana, em detrimento das orreções do anal de rolamento

(CLIFF, 1972). Esse argumento é utilizado em favor da separação dosanais, ao

efe-tuar tarefasque exitam apenas arfageme outras apenas para rolamento. As tarefas

om exitaçãoemambosanais sãoutilizadasapenasparaveriar aoplamento entre