4.4.7 Joseph Kovács: Um projetista e sua filosofia

Transcrição

1 4.4.7 Joseph Kovács: Um projetista e sua filosofia Kovács Jözsef Gábor, nascido em Mezötur, na Hungria em 19 de março de 1926, seu pai, um herói da I Guerra Mundial, não gostava de aviação e não incentivou os filhos neste sentido. Kovács foi sempre um apaixonado por aviões, desenvolveu em sua carreira de projetista, cerca de cinqüenta e seis (56) aviões e planadores, entre eles os treinadores Neiva Universal T-25 e o Embraer 312 / AT-27 Tucano, atuou também no desenvolvimento do Embraer cento e dez Bandeirantes. Desde criança, subia em um paiol para de lá ver os aviões de perto, mexia com aeromodelismo e aos 15 anos começou a voar planadores. Estes planadores eram lançados de uma colina em Budapeste, utilizando uma espécie de estilingue de borracha; entretanto, após a Segunda Guerra Mundial, o regime comunista proibiu qualquer tipo de voo na Hungria, no entanto, a sua paixão ia além das imposições do regime político e, por diversas vezes, ele e os companheiros iam às colinas nas noites não muito claras e voavam no breu, acendendo um isqueiro para sinalizar ao planador, após escutarem o zumbido próximo causado por suas asas. Foi, por isso, que resolveu com mais três colegas, deixarem seu país de origem, segundo ele: Era uma situação absurda e humilhante, parecia que estávamos fazendo algo clandestino. Figura 59 - Foto do autor com o Sr. Joseph Kovács, em 29 de maio de 2008, em São José dos Campos. Fonte: arquivo do autor 141

2 Saiu da Hungria em 1948, e ficou na Áustria por algum tempo. Ele e um dos amigos haviam pensado em ir para a Etiópia, antiga Abissínia, pois lá havia um húngaro que possuía uma escola de pilotagem, mas não havia condições de moradia e sustento, por isso tentou se alistar na Legião Estrangeira, porém não contente com as difíceis perspectivas legionárias, resolveu fazer corpo mole nos exames e ficou mesmo pela Áustria, até que surgiu uma oportunidade de trabalhar no Brasil, chegando por aqui em dezembro de Seus primeiros trabalhos com aviação foram no IPT - Instituto de Pesquisas Tecnológicas, e na Real-Transportes Aéreos. Associou-se ao Clube Politécnico de Planadores em Em 1952, foi trabalhar no CTA Centro Técnico Aeroespacial, um lugar cheio de ideias inovadoras. Sua formação não é Engenharia Aeronáutica, mas sim engenharia industrial. Diplomado na Escola Técnica de Budapeste, diz que não havia campo para aeronáutica em seu país, não havia luxo. Foi sempre um autodidata, aprendeu em livros, alguns húngaros e outros alemães, os quais lia com amigos e os praticava. O primeiro projeto que desenvolveu foi o de um planador aos quinze anos de idade, um desses planadores leves de 30 ou 40 kg. O segundo projeto foi um avião com motor BMW de 25 Cavalos de potência, entretanto, com certeza, o projeto mais importante para ele, em sua carreira, foi o Universal T-25 (Fig. 60), a atual aeronave de treinamento, utilizada pela força aérea brasileira. Figura 60 - Foto do avião de treinamento Neiva T-25C Universal, projetado pelo engenheiro Kovács. Fonte: ( O que realmente fez a diferença foram cinquenta anos de dedicação, estudo, exercício e trabalho. Sendo esta a melhor escola de todas. Para quem gosta de aviação, não importa o diploma, o projetista aeronáutico não pode ser chamado de 142

3 cientista, ele é um artista que sabe combinar melhor as soluções. Sendo que a arte de projetar avião mais se assemelha à arte culinária do que qualquer outra coisa. O importante é saber juntar os elementos corretos para ter um bom resultado. (AEROMAGAZINE, fev.-1998). Figura 61 - Outras aeronaves projetadas pelo engenheiro Kovács Neiva 561 A filosofia do projeto do Universal T-25 O projeto N.621 como foi batizado internamente o Universal, começou nas pranchetas de Kovács, em 1962, (projeto preliminar) para atender as especificações do Ministério da Aeronáutica, para substituir os Fokker S.11 (T-21) e S.12 (T-22) que eram as aeronaves em uso na época. A proposta da equipe de projeto era a de fazer uma aeronave totalmente nova em conceito, capaz de fazer voo invertido, uma característica que segundo o engenheiro Kovács (1986), há muito havia sido retirada dos aviões de treinamento, em função da força aérea brasileira estar acostumada a receber as sobras obsoletas do excedente norte-americano. 143

4 A ausência do voo invertido acabou por tornar-se um vício, passível até de repressão por parte dos instrutores na academia. Os pilotos brasileiros ficaram ainda viciados a conduzir máquinas robustas, insensíveis e ineficientes que aguentavam toda espécie de maus tratos, por parte dos cadetes. Havia inclusive um estigma de que respeitar os limites operacionais das aeronaves era assunto dos Fracos. A ideia que ecoava na cabeça de Kovács, não amparada contratualmente, era a de se fazer um avião de transição, que não fosse tão sensível para a operação normal e nem tão robusto, caro e difícil de manter. As qualidades de voo almejadas pela equipe era a de um treinador semelhante aos europeus, capazes de voos acrobáticos e com comando leves e de rápida resposta. A filosofia era circunstancial e do tipo indireta, com otimizações criteriosas, no entanto, sem soluções revolucionárias. O Ministério da Aeronáutica aprovou a proposta de desenvolvimento, chamando o projeto de IPD-6201 (Fig. 62), autorizou a construção de um protótipo para ensaios, que recebeu a matrícula civil: PT-ZTW e realizou seu primeiro voo em 29 de abril de 1966 (PEREIRA, 1997), seguido, em 1967, pelo segundo protótipo, na versão militar. O primeiro T-25A foi entregue em abril de 1971, tendo sido produzidos ao todo 178 unidades até o ano de Embora o projeto tenha sido atrapalhado por diversos fatores, de problemas de ordem financeira e administrativa, e a inexperiência da equipe na época, o avião cumpriu e ainda hoje cumpre a finalidade da qual se propôs. 144

5 Figura 62 Desenho da aeronave T-25 (IPD- 6201), conforme constava na descrição preliminar do contrato. Fonte: KOVÁCS, O fator aumentador de peso se fez presente a uma razão de 1:6, impulsionado por imposições contratuais rígidas, que exigiam muitos equipamentos, o que desviou o projeto da idéia inicial de otimização do desempenho. Os equipamentos que deveriam ser utilizados na montagem dos T-25 seriam oriundos dos estoques dos Parques de Aeronáutica e eram antigos obsoletos e, sobretudo, pesados (KOVÁCS. 1996). Kovács cita o fato de que o T-25 teve um papel de demonstrar a capacidade de projeto e execução do pessoal brasileiro, abrindo caminho para a ideia de uma indústria nacional de maior porte (EMBRAER). O projeto 621 era visto com muita desconfiança, foram aplicados poucos recursos na sua execução. O primeiro protótipo era o mais leve, o que tinha melhor desempenho e possuía a função de fazer os voos de demonstração para o público, o que ajudava a aumentar a credibilidade. Foram contratados inicialmente pela força aérea 140 desses aviões. Dez unidades foram exportadas para o Chile no ano de 1978, e após anos em serviço com o exército daquele país, foram revendidos para a Força Aérea Paraguaia. 145

6 Várias tentativas foram feitas, para a extensão da vida do projeto, que recebeu versões com motores turbo-hélice e até variantes armadas, como foi o caso do Carajá (Fig. 63), cuja função era a de um treinador avançado e aeronave leve de ataque, sob a mesma plataforma básica do T-25. Figura 63 Desenho da aeronave Carajá (N. 721B). Fonte: PEREIRA, Até a proposta de uma versão de ataque bimotor (Fig. 64), foi avaliada pela indústria Neiva, em função do aproveitamento dos gabaritos de construção, utilizados para o T-25. Considerações válidas para projetos com comunicação de itens. Figura 64 Desenho da aeronave Bi-Universal - Ataque. Fonte: PEREIRA, O próprio projetista defendeu, no ano de 1996, a revitalização do projeto do T-25. Esta poderia ser feita com custos moderados e sem a paralisação da frota, 146

7 aplicando-se a redução de peso pelo emprego de equipamentos modernos e minimizados, a limpeza aerodinâmica pela mudança da capota (canopy) transparente por uma versão mais fluída e leve, a instalação de uma hélice tripa de até 2.1 metros (82 polegadas) de diâmetro e até a restrição do combustível, tendo em vista a enorme capacidade de 340 litros. Todavia, Kovács (1996, p.92) alerta: A filosofia de projeto, naturalmente, seria completamente diferente do que em 1961, particularmente pela existência do T-27 Tucano, ou seja, um treinador tipicamente primário de porte, complexidade e custos menores. 4.5 Engenharia de Sistemas Não se pode falar em Engenharia de sistemas sem analisar atividade de projeto na área da engenharia, para isso, começamos com a missão do projetista, que é a de encontrar soluções para problemas técnicos, baseando suas propostas no conhecimento das ciências naturais e da engenharia, e leva em conta os condicionantes materiais, tecnológicas, econômicas e ainda preocupações de ordem legal e ambiental. Após o conhecimento do que é o problema a ser resolvido são criadas subtarefas concretas, que farão parte do desenvolvimento do produto. Isto ocorre tanto em termos individuais quanto em desenvolvimento interdisciplinar de produtos. As características técnicas, econômicas e ecológicas serão fruto de suas ideias, conhecimento e talento. Do ponto de vista metodológico, projetar é processo de otimização, que possuem objetivos e condicionantes ou restrições impostas por vários fatores. Os requisitos variam em função do tempo, por este motivo uma solução só pode ser otimizada sob as condicionantes existentes na época do projeto. Sob a ótica organizacional o projeto participa do ciclo de vida do produto, ciclo este que se inicia com uma demanda ou pela própria vontade do ser humano. A primeira atividade é o planejamento do produto e a última o descarte do mesmo. (PAHL et al., 2005). 147

8 A organização de um processo de projeto é orientada pela própria organização geral da empresa. Há varias formas de organização, dentre elas as empresas organizadas por produto, aquelas orientadas por problemas e ainda outras que se dividem de acordo com a etapa de projeto a ser executada ou a especialidade deste. Hoje em dia, algumas modificações foram feitas nas sistemáticas de projeto em função da crescente consciência ecológica, que exigem uma nova concepção de produtos e de processos, onde várias soluções padronizadas devem ser repensadas. Estas soluções vêm, às vezes, de trabalhos em conjunto com especialistas de outras áreas e detentores de conhecimentos em outras disciplinas. Uma tendência nesta área de atuação do Engenheiro, Projetista ou Designer, como já citado na introdução deste trabalho, é o uso das diversas plataformas CAF (Computer Aided Design Design Auxiliado por Computador) que modifica os métodos de projeto e agrega novos personagens na cena do projeto como: Gerentes de Sistema e Assistentes de CAD. No entanto, apesar do auxílio do computador, os projetos demandam ainda muita criatividade, conhecimentos e experiência do Projetista (englobando Engenheiros, Designers, etc.). O desenvolvimento de sistemas baseados no conhecimento (Sistemas inteligentes), bem como os catálogos eletrônicos de fornecedores, aumentaram a quantidade de informações de produtos, soluções já empregadas e também em áreas de otimização, cálculo e combinação de soluções, facilitando a interação entre a equipe de projeto na análise de soluções propostas. Nas empresas, está crescente também a tendência de efetuar projetos no contexto de sua competência central e fazer o complemento de projeto, como também, a execução com componentes terceirizados (Outsourcing), a busca pode ainda acontecer em nível de parceria firmada entre detentores de vários tipos de conhecimentos e competências. A própria EMBRAER, adota um sistema de parcerias em diversas áreas do projeto de suas aeronaves, empresas européias e até chinesas participam desses trabalhos. Um dos últimos acordos foi anunciado 148

9 em junho de 2009, onde um investimento de mais de 200 Milhões de euros será feito pela EMBRAER na região de Évora em Portugal, transformando em um pólo aeronáutico ( canal=159). Um outro exemplo é a nova aeronave de transporte militar e reabastecimento em voo da EMBRAER, batizado de KC-390, que está sendo projetado em conjunto com várias empresas, dentre elas, a empresa norte-americana Hitco Carbon Composites que fará o cone de cauda do gigante alado e a sul-africana Denel Saab Structures, encarregada da empenagem (RODRIGUES, 2009). O termo Engenharia de Sistemas não é tão atual quanto se pensa e tem sua origem nos laboratórios da empresa fabricante de telefones Bell nos Estados Unidos, na década de Havia a necessidade de se identificar e manipular as propriedades de um sistema como um todo, principalmente em projetos complexos, nos quais a soma das partes não correspondia ao todo, então começaram a se desenvolver técnicas de observação mais holísticas e que ajudavam a entender os problemas que se tornavam mais complexos. Ainda hoje novas técnicas são desenvolvidas, pois a Engenharia de Sistemas está em contínuo desenvolvimento. Muitas instituições em virtude do tipo de natureza dos seus projetos começaram a utilizar-se das técnicas, entre elas, o Departamento de Defesa Norte-Americano a NASA e várias empresas. Engenharia de Sistemas é, então, a evolução das metodologias de projeto. A grande importância do desenvolvimento de um produto reside na aceitação por parte do mercado que deverá absorvê-lo, deste modo, torna-se necessário um procedimento para o desenvolvimento de soluções que seja flexível, otimizável e verificável, possibilitando limitar os erros e potencializar os acertos nas decisões de projeto. Segundo Pahl et al. (2005), uma metodologia de projeto deverá: 149

10 Possibilitar um desenvolvimento orientado por problemas, ou seja, ser aplicada em princípio em qualquer atividade de projeto, independente da especialidade; Incentivar invenções e conhecimentos, ou seja, facilitar a busca de soluções ótimas; Ser compatível com conceitos, métodos e conhecimentos de outras disciplinas; Não gerar soluções somente por acaso; Permitir uma fácil transferência das soluções de tarefas semelhantes; Ser apropriada para ser utilizada no computador; Ser possível de ser ensinada e aprendida; Estar em conformidade com conhecimentos de psicologia cognitiva e da ergonomia, ou seja, facilitar o trabalho em equipe num processo integrado e multidisciplinar de geração de um produto; Ser orientação e diretriz para os gerentes de projeto de equipes de desenvolvimento. Os métodos de engenharia de sistemas têm adquirido crescente relevância em processos técnicos sócio-econômicos. No mínimo de forma implícita, ela é fundamental para o procedimento metódico. Como ciência interdisciplinar, a engenharia de sistemas disponibiliza métodos, processos e ferramentas para análise, planejamento, seleção e configuração otimizada de sistemas complexos (PAHL et al. 2005, p.9). Para Raymer (2002), a Engenharia de Sistemas é um processo multidisciplinar com meios que permitem o entendimento de sistemas, focado na definição das necessidades do cliente (usuário). É ainda a síntese do projeto considerando o problema por completo: Operações; Desempenho; 150

11 Ensaios; Produção; Custo e Cronogramas; Treinamento e assistência; Descarte. Raymer (2002) faz ainda uma distinção entre Engenharia de Sistema e Engenharia de Sistemas, em que a primeira é, por exemplo, hidráulica que é um dos sistemas das aeronaves, e ainda propõe algumas definições, colocadas a seguir: Sistema Qualquer conjunto de equipamentos, habilidades e capacidades orientadas ao cumprimento de algum objetivo operacional. Processo sistemático A consideração de interações dos diferentes componentes de um sistema, face ao cumprimento de objetivos gerais do sistema. Engenharia de Sistemas O projeto de ambos, componentes dos sistemas e a arquitetura da interação entre estes componentes, com vistas a aperfeiçoar o desempenho dos objetivos do sistema, em concordância com os requisitos e os condicionantes restritivos. Criações técnicas, como o projeto de um veículo ou máquinas, representam um sistema. Aeronaves, então, são sistemas artificiais, dinâmicos, constituídos por elementos ordenados, interligados por relações com base em suas características. Um sistema caracteriza-se por estar alinhado por seu ambiente, onde as ligações para mesmo ambiente são cortadas pelos limites do sistema. As linhas de transmissão determinam o comportamento do sistema para fora, isto torna possível a definição de uma função que faz relação entre as grandezas de 151

12 entrada e saída, indicando, assim, a variação das características das grandezas do sistema. (Fig. 65). Figura 65 Estrutura de um sistema. Fonte: PAHL et al. (2005). O procedimento da Engenharia de Sistemas baseia-se na percepção geral de que problemas complexos são resolvidos em fases determinadas do trabalho, estas fases devem ser orientadas pelas mesmas fases de qualquer atividade de desenvolvimento, pela análise e pela síntese. Embora seja um termo cunhado recentemente, na indústria aeronáutica em virtude da complexidade dos aviões, foi utilizado por alguns projetistas de renome como Kelly Johnson, engenheiro aeronáutico, que trabalhou cinquenta anos na empresa Northrop, foi o responsável por projetos inovadores como o do avião espião Blackbird, o caça interceptador F-104, o Lockheed C-130 Hércules entre outros. Raymer (2002) destaca que esses projetistas que já trabalhavam com Engenharia de Sistemas exibiam alguns pensamentos similares: Trabalhavam como os clientes para definir e aperfeiçoar os requisitos; Consideravam o veículo aéreo apenas como parte de todo o processo; Insistiam em inúmeros estudos e propostas alternativas; Realizavam numerosos estudos comparativos. 152

13 O processo de Engenharia de Sistemas (Fig. 66) começa com a coleta de informações sobre o sistema, também chamado de estudo de sistemas, este pode ser resultante de análises de mercado, pesquisas de tendências ou da formulação de problemas concretos. Algumas metodologias chamam esta fase de análise do problema. Figura 66 Fases da Engenharia de Sistemas. PAHL et al. (2005).. O objetivo desta fase é o de estabelecer claramente as fronteiras do problema e as subtarefas a serem solucionadas, e que se tornarão o ponto de partida para o projeto. Já, na segunda fase, são elaboradas com base nesta formulação clara do problema, metas que constituem o programa alvo e que é a base importante para a posterior avaliação das variantes de solução, durante a busca por uma solução ótima. 153

14 A síntese do sistema corresponde à terceira fase, quando são propostas as variantes da solução, com base nos dados colhidos nas fases anteriores. Este processamento de informações deve fornecer o maior número de propostas de solução e de configuração para o sistema planejado. Para a escolha da solução mais otimizada, as variáveis de solução são comparadas ao programa alvo elaborado na segunda fase, ou seja, deve-se ter certeza de qual a solução satisfaz, da melhor maneira, os requisitos. Pré-condição é, assim, o conhecimento das características das variantes da solução. Por este fato, é que estas características são apuradas em primeiro lugar, para que a avaliação possa ser executada. A fase da Avaliação (4ª fase), então, assegura o encontro de uma solução relativamente otimizada e constitui a base para a decisão sobre o sistema. A comunicação da informação ocorre na fase de planejamento da execução do sistema e, na Fig. 67, mostra que só um processo interativo é que garante soluções adequadas, as fases de decisão intercaladas facilitam o processo à otimização e representam uma conversão de informações. Figura 67 Modelo de Procedimento de Engenharia de Sistemas para diferentes ciclos de vida (fases de concretização).fonte: PAHL et al. (2005). 154

15 Em 1990, foi fundado, nos Estados Unidos, o Conselho Nacional em Engenharia de Sistemas (NCOSE National Council on Systems Engeneering), com representantes de muitas corporações e instituições. O conselho foi criado com vistas a melhorar as práticas e o ensino das técnicas da Engenharia de Sistemas. O crescimento do envolvimento mundial ficou tão grande com relação à Engenharia de Sistemas que, em 1995, se resolveu mudar o nome para Conselho Internacional (INCOSE). Várias escolas, mundo a fora, oferecem programas de Engenharia de Sistemas, além de educação continuada para pessoas de outras áreas. 4.6 Engenharia Simultânea Desenvolvimento integrado de produto (IPD Integrated Product Development) É a Engenharia de Sistemas aplicada a projetos aeronáuticos, ou seja, uma filosofia que emprega sistematicamente equipes de diferentes disciplinas para integrar e aplicar todos os processos necessários para resultar em um produto eficiente que satisfaça a necessidade do consumidor. Nas indústrias aeronáuticas, o projeto aeronáutico é feito pelas equipes integradas de produto (IPT Integrated Product Teams). O IPD Integratred Product Development é uma mudança cultural na abordagem de problemas, mudando o foco para alguns requisitos em ordem de importância: Cliente; Produto; Processo; Restrições; Estrutura organizacional. 155

16 A filosofia do IPD é a tomada de decisões baseada em análises multidisciplinares ao invés de decisões hierárquicas tradicionais, reúne pessoas da área de projeto, engenharia, produção, operação e representantes dos clientes para que definam e desenvolvam novos produtos. Esse processo é muito utilizado hoje nas indústrias desse setor, porém como adverte Leão (s.d.) que embora seja formada uma equipe com pessoas de várias áreas do conhecimento referente à engenharia ou engenharias, envolvidas no projeto aeronáutico, deve ser do projetista mais experiente a sinalização de que a configuração deve ser adotada, mesmo com as competências dos outros membros da equipe, como ainda, os requisitos e objetivos acordados com o cliente, a gerência e com os outros membros do IPT. A engenharia simultânea é uma parte importante do desenvolvimento integrado de produto, pois em épocas remotas, na indústria aeronáutica, o desenvolvimento de produtos seguia uma trilha linear e seriada, onde o pessoal concebia a aeronave e o design preliminar e, então, passava tudo o que havia sido desenvolvido para a equipe de detalhamento, que, por sua vez, não havia participado da concepção e, assim, a confusão começava: como vamos construir esta coisa? Em projetos complexos como navios, submarinos e aeronaves, a engenharia simultânea presta imensa e valorosa contribuição, eliminando problemas que custariam muito para serem resolvidos ou inviabilizariam o processo todo. Segundo Leão (s.d.) há um aumento nos custos iniciais, contudo, estes são mínimos se comparados aos benefícios. 156

17 5 REQUISITOS DE PROJETO 5.1 Introdução à Regulamentação Aeronáutica Segundo Rosa (2006, p.201), os regulamentos aeronáuticos RA, são documentos oficiais que regulamentam e normalizam o setor da aeronáutica civil, são desenvolvidos pelas agencias governamentais específicas em conjunto com associações e comissões próprias. São impostos aos fabricantes e operadores para garantir a segurança de qualquer cidadão que deles faça uso. Essas regras são extremamente importantes e cobrem desde o projeto da estrutura, sistemas e até na qualidade de voo e desempenho (DE ANDRADE, 2000). As regras variam de país para país e é importante para o projetista que almeja o mercado internacional, conhecer e escolher a regulamentação compatível. Esses regulamentos são padronizados internacionalmente em relação à divisão de partes e no parágrafo do texto de cada parte ou subparte. Os requisitos em vigor nos dias de hoje, segundo De Andrade (2000) e Da Rosa (2006), são: Federal Aviation Regulations (FAR), emitido pela Federal Aviation Administration (FAA), um órgão do Departamento de Transportes dos Estados Unidos da América. Joint Aviation Requirements (JAR), emitido pelo Joint Aviation Authorities (JAA), autoridade de aeronavegabilidade colegiada dos estados europeus; 157

18 Canadian Aviation Regulation (CAR), emitido pelo Canadian Aviation Regulation Aviation Council (CARAC); Civil Aviation Safety Regulations (CASR), emitido pelo Aviation Safety Authority Australia (CASA). No Brasil, estas normas são de responsabilidade da ANAC (Agência Nacional de Aviação Civil), seguem também a mesma divisão internacional, no entanto, são batizadas de RBHA (Regulamento Brasileiro de Homologação Aeronáutica). Abaixo na Tabela 22, encontra-se a correspondência entre os regulamentos atuais. Tabela 22 - Principais Partes dos Regulamentos Aeronáuticos. CONTEÚDO CAR CASA FAA JAA RBHA Definições - Dictionary Part 1 JAR-1 RBHA 01 Procedimentos para elaboração dos regulamentos - Part 11 Part 11 JAR-11 RBHA 11 Homologação de produtos e peças Chapter 521 Part 21 Part 21 JAR-21 RBHA 21 Planadores e motoplanadores Chapter 522 Part 22 - JAR-22 RBHA 22 Aviões categorias normal, utilitários e acrobáticos Chapter 523 Part 23 Part 23 JAR-23 RBHA 23 Aviões de transporte (grande porte) Chapter 525 Part 25 Part 25 JAR-25 RBHA 25 Aviões de categoria primária ou intermediários - Part RBHA 26 Aeronaves normais de asa rotativa (pequenas) - Part 27 Part 27 JAR-27 RBHA 27 Aeronave de transporte de asas rotativas (grandes) - Part 29 Part 29 JAR-29 RBHA 27 Balões livres tripulados Chapter 531 Part 31 Part 31 - RBHA 31 Motores aeronáuticos para aviões muito leves - Part Motores aeronáuticos Chapter 533 Part 33 Part 33 JAR-E RBHA 33 Hélices Chapter 535 Part 35 Part 35 JAR-P RBHA 35 Normas de Ruído/ emissões Chapter Part 36 JAR-36 RBHA 36 Manutenção, reconstrução e alteração Chapter 571 Part 43 Part 43 JAR-147 RBHA 43 Registro de aeronaves Part II Part 47 Part 47 - RBHA 47 Aeronaves muito leves Chapter 523 Part 26 Part 103 JAR-VLA RBHA 26 Aviação agrícola Part 137 Part RBHA 137 Fonte: Adaptado pelo autor de (DA ROSA, 2006). Nota: Existem também normas militares que no Brasil são batizadas de AER e nos Estados Unidos são chamadas normas MIL (Military Standards), as normas nacionais são baseadas e adaptadas em normas estrangeiras MIL ou equivalentes de outros países como França e Inglaterra, que têm vasta e longa cultura da engenharia e indústria aeronáutica. 158

19 Aeronaves categorias normais, utilitárias e acrobáticas com peso máximo de decolagem de libras (5.700 kg), são regulamentadas pela FAR 23 (US Federal Aviation Regulations) e as aeronaves de treinamento são regidas por esta parte, que aqui, no Brasil, tem sua correspondência no RBHA 23 (Registro brasileiro de homologação aeronáutica), conforme tabela acima. Neste trabalho, será apresentada apenas a divisão das subpartes da RBHA 23, sem se ater ao conteúdo. A parte apresentada a seguir trata de critérios de projeto, construção de testes de aeronaves, chamados de requisitos de aeronavegabilidade (Airworthiness Standards) e são o maior interesse no foco deste trabalho. Para este tipo, a parte é subdividida em subpartes: PART 23 Requisitos de Aeronavegabilidade Subparte A Geral Subparte B Voo 1. Geral; 2. Desempenho; 3. Caracteírsticas de voo; 4. Controle e manobrabilidade; 5. Ajuste; 6. Estabilidade; 7. Estóis; 8. Parafusos; 9. Características de manejo no solo e na água; 10. Miscelânea de requisitos de voo. 159

20 Subparte C Estrutura 1. Geral; 2. Cargas em voo; 3. Superfícies de controle e carga nos sistemas; 4. Estabilidade horizontal e superfícies de equilíbrio; 5. Superfícies verticais; 6. Cargas em solo; 7. Cargas em água; 8. Condições de pouso de emergência; 9. Avaliação da fadiga. Subparte D Projeto e Construção 1. Asas; 2. Superfícies de controle; 3. Sistemas de controle; 4. Trem de pouso; 5. Flutuadores e cascos; 6. Acomodação de cargas e pessoas; 7. Pressurização; 8. Proteção contra incêndio; 9. Comportamento elétrico e proteção contra raios; 10. Miscelânea. Subparte E Grupo motopropulsor Subparte F Equipamento Subparte G Limitações de Operação e informação Apêndices 160

21 5.2 Requisitos Operacionais e de Manutenção Apontados na Pesquisa com o Pessoal da Academia da Força Aérea Brasileira Os regulamentos guiam as ideias dos projetistas aeronáuticos para adotar soluções que possam resultar em sistemas que forneçam características que se enquadrem e demandem valores dentro das tolerâncias especificadas em seu conteúdo, porém, eles não definem formas, configurações como nem quais tipos de motores sistemas e soluções utilizam. Este trabalho extraiu alguns requisitos, que foram apontados na pesquisa com os instrutores e pessoal de manutenção da academia da Força Aérea Brasileira, e que podem ser utilizados como guia para a escolha de uma nova aeronave de treinamento, ou na composição de possíveis soluções de projeto em um estudo preliminar para a um novo avião. Pelas próprias características do voo militar é ideal que as aeronaves destinadas à instrução militar sejam robustas. Quase uma unanimidade na pesquisa feita, apontou para a adoção de uma aviônica atualizada e confiável, com capacidade de voo por instrumentos. A aeronave em questão seria uma aeronave leve de asa baixa com configuração de motor: tratora, de baixo consumo com capacidade total acrobática com velocidade de estol baixa, facilidade de pilotagem e manobrável, podendo ser de construção metálica ou feita com materiais compósitos ou até a união das duas formas. A velocidade e razão de subida deveriam ser superiores às do T-25 (1.050 pés/minuto), o que segundo a pesquisa, melhoraria a operação, uma vez que diminuiria o tempo para se efetuar o deslocamento até a área de instrução. A disposição dos assentos considerada como melhor é a lado a lado para a instrução primária é básica, a cabine possuiria ar condicionado para aliviar a temperatura para instrutor e aluno, que além do macacão de voo (feito em uma 161

22 fibra polimérica chamada Nomex ), utilizam o capacete de voo que pesa mais de um kilograma e também esquenta a cabeça. Em função de problemas que os cadetes enfrentam na transição para a aeronave de instrução avançada, seria interessante ter o uso de punhos de manche (joysticks) similares contendo o maior número de funções ao alcance dos dedos (HOTAS Hands on Throttle and Stick). A presença de manuais técnicos de fácil leitura e interpretação também foi destaque nos apontamentos, assim como esquemas elétricos e imagens da montagem de conjuntos e subconjuntos. Trem de pouso retrátil e hélice de passo comandável foram também sinalizados como itens importantes. 162

23 6 ANÁLISE DE AERONAVES DE TREINAMENTO DISPONÍVEIS NO MERCADO E COMPATÍVEIS COM OS REQUISITOS Há inúmeras aeronaves de treinamento disponíveis no mercado mundial nos dias de hoje, inclusive soluções derivadas de aviões experimentais. Projetos famosos na comunidade amadora, que foram transformados em treinadores. Este é o caso do canadense CH-600 fabricado pela empresa Zenair e projetado por Chris Reinz, e o sucesso de vendas da norte-americana Vans, modelo RV-9, que atualmente são utilizados pelas forças aéreas da Jordânia e Nigéria, respectivamente como suas aeronaves leves de instrução. Em um primeiro momento, o autor reuniu vários possíveis substitutos para os T-25, que ao menos em primeira e superficial análise poderiam se encaixar no perfil de nosso avião. No decorrer deste capítulo, ir-se-á elucidar mais os porquês das escolhas e exclusões dessas máquinas. 6.1 Enaer T-35 Pillan (Chile) A primeira dessas aeronaves foi o Enaer T-35 Pillan, de fabricação chilena, fez seu voo inaugural em , esta aeronave está em uso em seis países latinoamericanos e na Espanha. Entre os países estão: El Salvador, Equador, Guatemala, Panamá, Paraguai e República dominicana. As utilizações principais são como avião de treinamento primário/ básico. Os motivos da escolha dessa aeronave como candidato, foram a simplicidade de projeto e as características de robustez de seu design, além da simplicidade de projeto, em função do aproveitamento de componentes de aeronaves já consagradas. O aspecto visual é o de um caçinha, assentos em configuração tandem, fuselagem proporcional e um conjunto capô e spinner de hélice harmônico e 163

24 arrojado, muito semelhante às aeronaves da Piper que emprestaram seu DNA, para que a empresa chilena obtivesse esse puro sangue. O T-35 Pillan foi desenvolvido pela Enaer em conjunto com a Piper (empresa norte-americana), sob o código de PA. 28R-300-XBT e utilizava componentes dos modelos de série, modificados. A estrutura principal é feita em ligas de alumínio e aço, com revestimento rebitado, exceto o capô, pontas de asa e deriva, que são feitas em fibra de vidro. A longarina principal da asa à prova de falhas (fail safe), foi feita utilizando-se o bordo de ataque do PA Dakota e o bordo de fuga do PA-32R-301 Saratoga, modificado em função da menor envergadura; o plano vertical da deriva é virtualmente idêntico ao Piper Dakota, o plano horizontal usa componentes de linha do PA-31 Navajo/Cheyenne; o cone de cauda usa componentes do Piper Cherokee, ligeiramente modificado na largura mais estreita. A hélice Hartzell tripá de passo variável é impulsionada por um motor a explosão de seis cilindros Lycoming IO-540-K1K5, que produz 300hp de potência (GAINES, 1988). Entre os motivos para a escolha do T-35 Pillan, tratados no parágrafo acima, talvez o que mais tenha chamado a atenção do autor é que a indústria Neiva, hoje de propriedade da Embraer, que se localiza em Botucatu (interior do Estado de São Paulo), poderia a exemplo da colega chilena, desenvolver uma aeronave baseada no T-35 Pillan, entretanto, utilizando os requisitos apontados pelo estudo aqui apresentado, com maior profundidade. A Neiva fabricava algumas aeronaves da linha Piper na década de 1980 e, portanto, detém o conhecimento dessas plataformas. Talvez possa ter ficado confuso, ter-se escolhido uma aeronave como substituto, contudo, sugerir o projeto de outra, baseado em seu conceito. A verdade é que esse trabalho visa como um de seus objetivos, nortear a substituição do T-25. Esta substituição poderá ser feita por uma aeronave que governo brasileiro comprará ou ao olhar mais empolgado, por uma aeronave desenvolvida aqui no Brasil, para esta força aérea. E é por isso que se escolheu o T-35 Pillan como uma experiência 164

25 chilena bem sucedida que poderia ser uma alternativa barata e viável ao problema deste país. Não haveria muita vantagem no desempenho e consumo (vide Tabela 23, p. 169), fatores que foram evidenciados nesta pesquisa com os profissionais da aeronáutica militar brasileira. Conclui-se, então, que o T-35 não é um candidato para a substituição, mas, um exemplo que poderá ser explorado. Agora segundo as pesquisas sobre o método de instrução, uma conclusão a que se chegou, foi o uso de uma aeronave leve para a instrução inicial, que se chamou de Monitoramento em voo. Desta forma, o T-35 tem peso, consumo e dimensões muito próximas ao T-25, o que, sem dúvida, é um voto contrário à sua utilização. Figura 68 Desenho em três vistas do avião de treinamento Enaer T-35 Pillan. Fonte:Gaines (1998) 165

26 Tabela 23 Dados das aeronaves Neiva T-25C Universal e Enaer T-35 Pillan. Aeronave Neiva T-25-C Universal Enaer T-35 Pillan Motor Hélice Lycoming IO-540 K1D5 de 300hp Hartzell bipá (vel.constante) Lycoming IO-540 K1K5 de 300hp Hartzell tripa (vel.constante) Peso vazio Peso máximo de decolagem Envergadura Comprimento Altura Superfície alar Capacidade de combustível Carga alar Carga de potência Velocidade máxima Velocidade de Cruzeiro (55%) kg 930 kg kg kg 11 m 8.8 m 8.6 m 8 m 3 m 2.7 m 17.2 m m l 292 l 100 kg/m2 98 kg/m2 5.7 kg/hp 4.5 kg/hp 311 km/h 300 km/h 241 km/h - Velocidade de Cruzeiro (75% de potência) Velocidade de Estol Razão de subida Teto de serviço Alcance máximo Distância de decolagem (15m) Distância de pouso (15m) 285 km/h km/h 111 km/h/ com 60 o flape km/h / liso 1050 pés/minuto - MSL 1500 pés/minuto m m km km 650 m m 509 m Fonte: Adaptado pelo autor de Gaines (1998) e Almeida (2003). 166

27 6.2 Lasta 95 (Servia e Montenegro) Este avião é fruto da necessidade por vetores de treinamento na força aérea da antiga Iugoslávia, nos anos O primeiro Lasta fez seu voo inaugural em Embargos, problemas políticos e até o bombardeio da fabrica Utva Aicraft Industry, fizeram com que o projeto fosse descontinuado. O primeiro protótipo foi perdido em um acidente e a produção de um lote piloto de seis aeronaves ficou totalmente destruída em um bombardeio da NATO à antiga Iugoslávia (FLIGHT INTERNATIONAL, abril de 2004). O projeto foi retomado no início dos anos 2000, sendo rebatizado de Lasta 3, que fez seu primeiro voo como Lasta 3 em 5 de fevereiro de 2009, na base aérea de Batajnica. A Servia tem a intenção de comprar quinze (15) aeronaves. O Iraque já encomendou vinte (20) exemplares na versão armada com a opção de mais quinze (15). A versão armada pode transportar armamentos leves como, casulo de foguetes e metralhadora de 12.7 mm. A escolha desse modelo pelo autor tem semelhança nas características apontadas no exemplar analisado no item 6.1 neste trabalho. As linhas aerodinâmicas limpas e o desenho agressivo, somado a uma estrutura semi-monocasco de construção leve e simples (ligas de alumínio), são fatores positivos. Porém a dimensão o peso e a motorização são próximas ao candidato anterior (Enaer T-35), assim sendo, o consumo e a configuração de cabine estão fora dos requisitos apontados por esta pesquisa. O peso Máximo é um pouco menor do que o dos T-25 (1.700 kg), todavia, superior ao peso do T-35 (1.340 kg), ficando na casa dos kg. Além das fotos do primeiro voo e das três vistas, não há muitos dados divulgados (Tabela 24), para se poder comparar o envelope de voo com o T-25, no entanto, o Lasta 95 não é tão leve se comparado a aeronaves utilizadas para o monitoramento em voo na 167

28 USAF e, em outras forças aéreas, o que somado ao consumo inviabilizaria sua aquisição. Figura 69 Desenho em três vistas do avião de treinamento Lasta

29 Tabela 24 Dados das aeronaves Neiva T-25C Universal e Utva Lasta 95. Aeronave Neiva T-25-C Universal Utva Lasta 95 Motor Hélice Lycoming IO-540 K1D5 de 300hp Hartzell bipá (vel.constante) Lycoming IO-540 z1b5d de 300hp Hofman tripa HO-V-123-K-V Peso vazio Peso máximo de decolagem Envergadura Comprimento Altura Superfície alar Capacidade de combustível Carga alar Carga de potência Velocidade máxima Velocidade de Cruzeiro (55%) kg kg kg kg 11 m 9.7 m 8.6 m 7.9 m 3 m 3.2 m 17.2 m m l kg/m2 126 kg/m2 5.7 kg/hp 5.4 kg/hp 311 km/h 345 km/h 241 km/h km/h Velocidade de Cruzeiro (75% de potência) Velocidade de Estol Razão de subida Teto de serviço Alcance máximo Distância de decolagem (15m) Distância de pouso (15m) 285 km/h km/h/ com 60 o flape km/h / liso pés/minuto MSL pés/minuto m m km m m - 169

30 6.3 AIEP Air Bettle (Vans RV-6A - USA). A empresa nigeriana AIEP-Aeronautical Industrial Engineering and Project Mangement Company Ltd, foi criada em 1979 e teve parceria técnica com a empresa alemã Dornier Luftfahrt no programa do Air Bettle. O Air Bettle foi baseado no Vans RV-6A com grandes modificações, trata-se de um monomotor metálico de asa baixa e disposição de assentos lado a lado. Seu projeto teve a função de criar uma aeronave para substituir os antigos aviões de treinamento (British Aerospace Bulldog) da Força Aérea da Nigeria. A construção dos três protótipos começou em 1988, terminando em outubro de No total os protótipos voaram horas até o fim do ano de O Air Bettle é disponível em três versões: T-16- versão com motor de 160hp (versão planejada); T-18 versão padrão em produção utilizando motor de 180hp para operações de treinamento padrão; T-20 versão com desempenho melhorado, usando para isso um motor de 200hp de potência. Este avião foi escolhido como possível candidato, porque foi um caso bem sucedido do uso de uma plataforma de projeto já consagrada na aviação de construção amadora, o RV-6A é um avião experimental com muita aceitação nos Estados Unidos e Canadá, pode ser comprado em forma de kit e tem um valor unitário bem baixo. Seu desenho estrutural e método de fabricação requerem, ferramentas básicas e pode ser montado por leigos. A configuração de assentos e a ampla cabine com excelente visibilidade são atributos positivos. Este seria considerado pelo autor como um possível avião para o programa de monitoramento em voo. 170

31 Abaixo, pode-se conferir as características em comparação às do T-25, notar as características de desempenho (evidenciadas pela cor cinza), com um motor mais econômico, utilizando aeronave mais leve. (Tabela 25). Figura 70 Desenho em três vistas do avião de treinamento AIEP Air Beetle. 171