Quando as aeronaves voam fora de seus limites operacionais estabelecidos – o envelope de voo – e os esforços de correção não são feitos ou ocorrem muito tarde, podem ocorrer à perda de controle em voo (LOC-I). Desde o início da aviação, LOC-I foi uma das principais causas de acidentes aéreos.
O envelope de voo da aeronave corresponde aos vários limites operacionais críticos, além dos quais sua controlabilidade e integridade estrutural podem estar em risco (velocidades baixas ou altas, ângulo de ataque aerodinâmico, atitudes de voo, etc.).
O objetivo das proteções do envelope de voo é permitir o melhor desempenho da aeronave e autoridade de controle, minimizando o risco de controle excessivo, perda de controle, estresse excessivo ou danos à aeronave.
A proteção do envelope de voo tem sido a pedra angular dos desenvolvimentos relacionados à segurança da Airbus e é aplicada em toda a sua linha de produtos, desde aeronaves comerciais e militares até helicópteros.
Introdução do fly-by-wire
A Airbus ampliou a função de proteção do envelope de voo para cobrir todos os limites operacionais críticos de suas aeronaves comerciais, o que foi possível graças à integração da tecnologia digital fly-by-wire, amplamente introduzida em 1988 no A320 (depois de inaugurada no Concorde ). As proteções do envelope de voo foram integradas como padrão em todos os programas da Airbus que se seguiram desde então, incluindo o A400M.
Os sistemas de controle de voo fly-by-wire usam computadores para processar as entradas de controle de voo feitas pelo piloto ou piloto automático, enviando sinais elétricos correspondentes aos atuadores da superfície de controle de voo. Esta tecnologia substitui a ligação mecânica direta.
Manter a aeronave no envelope de voo
As proteções do envelope de voo estão inseridas nas leis de controle de voo geradas pelos computadores a bordo e destinam-se a manter a aeronave dentro dos limites de parâmetros pré-estabelecidos. A proteção do envelope de voo da Airbus em sua aeronave fly-by-wire evita a ultrapassagem dos seguintes limites operacionais críticos na linha de base – ou “lei normal” – modo de controle:
– Proteção de alto ângulo de ataque: protege contra o risco de estol aerodinâmico, inclusive em situações de cisalhamento do vento, bem como durante manobras dinâmicas ou em condições de rajadas;
– Proteção de alta velocidade: A aeronave é protegida contra situações de excesso de velocidade que podem eventualmente resultar em possíveis dificuldades de controle, bem como problemas estruturais devido a altas cargas aerodinâmicas;
– Proteção da atitude de inclinação: O ângulo de inclinação é limitado entre um valor mínimo e um valor máximo para evitar subidas ou descidas muito íngremes;
– Proteção do ângulo de inclinação: O ângulo de inclinação e a taxa de rolagem são limitados a valores máximos para evitar inclinação excessiva, curvas muito acentuadas e risco de inversão da aeronave;
– Proteção do fator de carga: A aceleração vertical da aeronave é mantida dentro de limites seguros para a estrutura da aeronave; e
– Proteção de baixa energia e piso alfa: garantem a manutenção de um nível adequado de energia da aeronave em voo, com correções feitas por meio de aumentos manuais ou automáticos do empuxo do motor.
Deve-se observar que as proteções no modo “lei normal” permanecem disponíveis em qualquer falha única do sistema, mas podem ficar indisponíveis em certas falhas múltiplas. Em tais situações, dependendo dos múltiplos casos de falha, algumas ou todas as proteções podem estar indisponíveis.
Redução dos índices de acidentes
Os acidentes LOC-I foram reduzidos em 89% para as últimas gerações de aeronaves comerciais equipadas com essa proteção de envelope de voo.
Hoje, sistemas de controle de voo fly-by-wire e proteção de envelope de voo tornaram-se a norma. Além da Airbus, os exemplos de aeronaves incluem o 777 e o 787 da Boeing, os E-Jets da Embraer e o Sukhoi Superjet.
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