| Resumo : |
Nesta Dissertação, exploramos o assunto "redução de custos operacionais" através da otimização da trajetória de vôo vertical de uma aeronave hipotética. A otimização da trajetória horizontal não foi abordada neste trabalho devido à menor liberdade que as empresas aéreas têm em definirem a rota a ser voada, uma vez que as aeronaves devem voar sempre sobre aerovias definidas. A otimização da trajetória de vôo é baseada em estudos desenvolvidos pela NASA. Nestes estudos, a otimização da trajetória vertical é feita através da teoria do controle ótimo, com as equações de movimento simplificadas pelo uso do Método da Energia Específica. Assume-se que as trajetórias de vôo são constituídas por três segmentos distintos: subida (com energia específica incrementando monotonicamente), cruzeiro e descida (com energia específica diminuindo monotonicamente). A otimização é feita simultaneamente nas três trajetórias, o que significa que o perfil de subida e descida é afetado pela distância a ser voada. Para distâncias pequenas, a velocidade de subida tende a aumentar e a de descida, a se reduzir. Devido ao presente estado da tecnologia dos computadores de bordo, a implementação do algoritmo da teoria de controle ótimo nos FMC é muito difícil. Assim, foram criadas funções lineares de controle da velocidade da aeronave baseadas na sintetização de diversas trajetórias de vôo no modo de tração fixo. As vantagens advindas do emprego da teoria de controle ótimo foram medidas ao se comparar os resultados com aqueles derivados do método atual incorporado nos FMC, baseado no parâmetro "Cost Index". Em algumas trajetórias, verificaram-se reduções de custo operacional da ordem de 5%, especialmente em distâncias curtas (até 500 km). Isto pode ser explicado devido à maior importância relativa das trajetórias de subida e descida em curtas distâncias, o que tende a se tornar menos relevante quando a etapa em cruzeiro tende a aumentar. Também foram discutidas algumas técnicas empregadas por empresas aéreas para a redução do desgaste dos motores, como o derate e o flexible takeoff. Devido à relevância destes custos, sugere-se que o DOC venha a ser modelado com a participação de um termo derivado do custo de manutenção dos motores. Por fim, diversas técnicas para a diminuição de custos e a maximização de receitas foram analisadas, procurando demonstrar-se a variedade de recursos empregados pelas empresas aéreas para a redução de custos e melhoria da eficiência operacional. A grande variedade de procedimentos usados pelas empresas aéreas para a redução de seus custos impôs a necessidade de se restringir o escopo da pesquisa efetuada neste trabalho, sendo focado em maior profundidade o assunto "Otimização de Trajetórias Verticais". |