17 de junho de 2019

REFÉNS DA AUTOMAÇÃO - FLY-BY-WIRE


Dezembro de 2014. Um Airbus A-320, código de chamada AirAsia 8501, cruzava estabilizado no FL320 em um voo noturno, quando o painel de alarmes alertou sobre uma falha do sistema limitador do leme direcional. Este dispositivo atua restringindo a deflexão total do leme em altas velocidades, a fim de evitar um excesso de carga estrutural na deriva.  Os procedimentos operacionais determinam que, nesta situação, os tripulantes devem efetuar um reset dos dois computadores de voo (FAC – Flight Augmented Computer) através de botões localizados no painel superior da cabine de pilotagem. Por três vezes, os pilotos realizaram esta ação e a falha sumiu. Mas a mensagem voltou a ocorrer uma quarta vez e, agora, os pilotos escolheram um procedimento que tinham visto ser feito pela equipe de manutenção no solo: reset dos disjuntores (CB’s – Circuit Breakers) dos Computadores de Voo.

O reset dos CB’s (não previsto pelo procedimento operacional) desativou os FAC de um modo diferente do reset pelo botão do sistema. Resultou no desengajamento do piloto automático (AP), do controle automático de empuxo (AT) e na reversão do sistema eletrônico de comandos de voo (FBW - fly-by-wire) do modo Normal da lei de controle para o modo Alternado. Por alguns segundos, os dois tripulantes concentraram sua atenção para a série de mudanças ocorridas durante o reset dos CB’s e deixaram de lado o controle da aeronave. Sem o piloto automático, o aparelho começou a se inclinar suavemente para a esquerda e um dos pilotos, quando percebeu, atuou decisivamente no manche lateral (sidestick), aumentando a atitude em arfagem até cerca de 45 graus cabrados. O A-320 subiu com elevada razão positiva, atingindo 38.000 ft de altitude, enquanto a velocidade reduzia até um mínimo de 55 KIAS. Agora, em condição de estol, a aeronave começou a perder altura rapidamente, com uma razão de descida de mais de 12.000 ft/min, enquanto o piloto mantinha o manche lateral puxado para tentar deter, sem sucesso, a queda vertiginosa. O aparelho com 162 ocupantes precipitou-se no mar sem deixar sobreviventes. O relatório de investigação aponta, entre outras causas, a “incapacidade da tripulação de controlar o avião em modo Alternado das leis de controle de voo, resultando em extrapolação do envelope normal de voo e uma condição de estol”.

Figura 1 - Air Asia 8501 chega a 45 graus cabrado e depois desce estolado desde 38.000ft até colidir com o mar, sem deixar sobreviventes

O acidente da AirAsia tem características operacionais muito semelhantes com outro caso ocorrido cerca de cinco anos antes, em 2009, com um A-330, voo Air France 447, onde uma falha do sistema de indicação de velocidade provocou respostas dos tripulantes nos comandos de voo que levaram ao estol e à perda de controle, vindo também a precipitar-se no oceano, resultando na morte de 228 pessoas. O que chama a atenção é que as conclusões do acidente com o AF447 já haviam sido divulgadas, mas não foram suficiente para impedir uma repetição das respostas inadequadas dos pilotos do AirAsia.

Figura 2 -  Air Asia 8501 e Air France 447: dois acidentes que evidenciaram a dificuldade de controle em modo degradado das leis de controle de voo

POR QUE AUTOMATIZAR

Sempre que acontece um acidente com aviões automatizados, surge a pergunta: por que tanta automação nos aviões modernos? Já que este fator aparece nos acidentes, não seria melhor remover a automação? Na verdade, não. A resposta tem duas fortes justificativas: segurança operacional e redução de custos. A automação está presente em vários sistemas de uma aeronave, como autobrake, autopilot, autothrottle, autolanding, etc, mas aqui vamos nos concentrar apenas em CONTROLES DE VOO.

No aspecto da segurança, um avião equipado com sistema de controle de voo Fly-by-Wire (FBW) pode incorporar proteções no envelope de voo que evitam, por exemplo, que o avião estole, que ultrapasse velocidade máxima ou o fator de carga limite. São características desejáveis para a segurança operacional.

No quesito custo, é conhecido o fato que, quanto mais recuado o centro de gravidade de uma aeronave, menor a força exercida para baixo pelo conjunto estabilizador horizontal/profundor e, consequentemente menor o arrasto e melhor o consumo.  Todas as companhias aéreas estão muito interessadas em aviões com consumo mais baixo. Acontece que o deslocamento do centro de gravidade para trás reduz a estabilidade em arfagem, eventualmente dificultando a pilotagem. Entretanto, atualmente é possivel projetar um avião com a desejada estabilidade diminuída (mais econômico) e que seja pilotável com facilidade, pois a perda de estabilidade pode ser compensada pelas leis de controle de um sistema FBW.


COMO FUNCIONA O CONTROLE DE VOO FLY-BY-WIRE

Em um avião convencional, o piloto atua nos controles e isto provoca diretamente uma deflexão nas superfícies de comando. Até aí, nenhuma novidade. 


Figura 3 - Arquitetura simplificada de controles de voo mecânicos (convencionais) e comandos eletrônicos (fly-by-wire)

Nos aviões com comandos de voo eletrônicos FBW, o piloto não atua nas superfícies de comando. Na verdade, a deflexão do manche envia uma ordem eletrônica para um computador de voo. Em arfagem, por exemplo, dependendo do fabricante, a instrução do movimento do manche pode ser modificar o fator de carga (g). Com o avião reto e nivelado, o fator de carga é de 1,0g. Quando o piloto deflete o manche a cabrar, isso envia uma instrução para aumentar o fator de carga de 1,0g para, digamos, 2,0g enquanto o comando estiver defletido. O sistema vai aplicar este fator de carga e a atitude da aeronave modificará, levantando o nariz. Quando o piloto solta o manche de volta para neutro, cessa a instrução de 2,0 g e a aeronave se estabiliza em uma nova atitude, digamos com 30 graus cabrados (figura 4). Depois que esta instrução é enviada e que o manche voltou para neutro, o próprio sistema vai sentir eventuais variações em torno daquela instrução inicial e vai se autocompensar. O profundor vai mudar sua deflexão para manter aquela atitude de 30 graus cabrados sem que o piloto precise tocar no manche.  Se a velocidade diminuir e o nariz pesar, o fator de carga tende a diminuir, e então o sistema aumentará a deflexão do profundor para manter 1,0g. Em alguns casos, o estabilizador horizontal também modifica sua posição automaticamente sem que o piloto interfira ou mesmo saiba. Durante todo o tempo, o sistema está se compensando para cumprir a última instrução recebida. Esta característica é muito desejável em aviões com estabilidade reduzida - aquela advinda do recuo do centro de gravidade e que resulta em menor arrasto e menor consumo. 


Figura 4 – Exemplo de leis de controle de voo FBW em arfagem – fonte: Airbus FTCM
Para comandar curvas em um avião com controles de voo eletrônicos, a deflexão lateral do manche não atua diretamente nos ailerons, mas envia instruções de “razão de rolamento” para o computador: “incline a aeronave na razão de 3 graus por segundo”. O avião começará a inclinar-se e continuará rolando lateralmente enquanto o manche estiver defletido. Quando o piloto soltar o manche de volta em neutro, a instrução de razão de rolamento vai para zero e a aeronave permanecerá com a inclinação que se encontra, indefinidamente, até receber um novo comando. Não é necessário, como nos aviões convencionais, compensar a queda de nariz quando se entra em curva, pois, como não houve uma instrução para baixar o nariz, o próprio sistema vai sentir a tendência e atuar no profundor para manter a altitude, sem interferência do piloto.  Outro exemplo: no caso de uma falha de motor em um multimotor, onde existirá uma assimetria de tração e uma tendência de guinada, o próprio sistema atuará no leme direcional para compensar a derrapagem, sem que o piloto precise nem mesmo atuar nos pedais.

A pilotagem de um avião com controles eletrônicos é muito mais fácil e segura do que de um aparelho convencional. Como é um sistema regido por software, o fabricante pode incorporar proteções para manter a aeronave dentro de certos limites que serão escolhidos no projeto. Por exemplo, o avião nunca deve chegar ao ângulo de ataque de estol. Por mais que o piloto mantenha o manche puxado para trás, o sistema detecta a proximidade do estol – por sensores de ângulo de ataque - e começa a diminuir a deflexão do profundor para que o ângulo de ataque de estol nunca seja atingido. É uma proteção muito bem vinda para a segurança operacional.

Outra vantagem do FBW é igualar comportamento de aviões diferentes. Como a resposta do avião é regulada por um software de controle de voo, é possível fazer com que aviões diferentes tenham o mesmo tipo de resposta, o que é extremamente desejável pelas companhias aéreas para diminuir o custo de treinamento das tripulações.


QUAL O PROBLEMA ATUAL DO FLY-BY-WIRE?

Não resta dúvida que os sistemas eletrônicos de controle de voo trazem um substancial incremento na segurança operacional, diminuindo o número de acidentes por erros humanos. Mas a automação também trás outros dois efeitos. Um deles é a degradação das habilidades de pilotagem em voo manual e, o segundo, a maior dificuldade de controlar o avião quando o FBW sai do modo NORMAL para um modo degradado.

No primeiro caso, o piloto não tem mais a oportunidade de perceber as respostas naturais da aeronave, como o nariz pesado ao entrar em curva ou a guinada quando um dos motores falha. O sistema compensa tudo. Pilota-se uma lei de controle, um software. Então as habilidades aprendidas na instrução básica são perdidas.

O segundo caso é a transição das leis de controle para um modo degradado. Para funcionamento integral e com proteções de envelope operacional, as leis de controle de voo necessitam de informação de vários sistemas do avião. Quando tudo está funcionando, o FBW está no chamado modo NORMAL das leis de controle, com todas as características de estabilidade e todas as proteções de envelope ativas, como proteção de estol, de fator de carga ou de excesso de velocidade. Quando algum sistema do avião deixa de funcionar, algumas das proteções são removidas por falta de informação e as leis de controle de voo revertem para modos degradados, com diferentes nomes conforme o fabricante. O nível mais baixo de degradação é o chamado modo DIRETO, onde quase ou nenhuma proteção está presente e o avião deve ser pilotado de forma convencional. No caso de ser um aparelho onde a reduzida estabilidade estava sendo compensada pelo FBW, agora no modo DIRETO pode haver uma dificuldade maior de controle.

Vejamos a manobra de puxar o nariz para escapar de colisão com o terreno (CFIT). Em um avião convencional, o piloto deve dosar continuamente a atuação no comando de profundor para evitar o estol. No avião protegido, o piloto pode trazer o manche no batente, pois o sistema vai controlar o ângulo de ataque máximo sem deixar o avião estolar ou exceder o fator de carga limite, obtendo um desempenho ótimo na maioria das vezes. 

Figura 5 - No avião protegido, o piloto pode atuar no limite dos comandos, pois o FBW vai proteger o envelope operacional e produzir o melhor desempenho. No avião com controles convencionais, o piloto deve dosar a aplicação dos comandos de voo.

Apesar de o FBW ser mais fácil de pilotar e mais seguro, aqui surge um problema para o tripulante que passa ano após ano treinando defletir o manche no batente enquanto o sistema se protege: como ele irá reagir quando as proteções de envelope não estiverem mais ativas? Será que as respostas que vimos nos acidentes com o Air Asia 8501 e o Air France 447 nos dão alguma pista? Nos dois casos, os aviões perderam o modo NORMAL do FBW e, consequentemente, a proteção contra estol. E os pilotos de ambos reagiram como se as proteções estivessem presentes, provocando o estol, a perda de controle e o acidente fatal.

Pilotos de aviões com sistemas FBW têm sido treinados a reagir considerando as proteções no envelope de voo. Mas quando a situação se degrada e, por algum motivo, aquelas proteções deixam de funcionar, o tripulante passa a ter em mãos um avião com comportamento completamente diferente do que ele está acostumado. Ele não pode mais atuar nos comandos de voo da forma como foi treinado. E, o pior, as proteções muitas vezes se desativam por uma condição anormal de voo.  Ou seja, o avião automatizado conduz o voo em condições normais até o momento em que se depara com uma situação com a qual o sistema não pode lidar, e aí ele devolve para o piloto um avião com características de controle bastante distintas e, eventualmente, em condições de voo extremas: ou seja, receita para o desastre.

Em maio de 2019, um Sukhoi SuperJet 100, decolando de Moscou, foi atingido por um raio ao cruzar cerca de 8.000ft e sofreu danos no sistema elétrico. O FBW reverteu do modo NORMAL para o modo DIRETO. Os pilotos decidiram regressar para pouso no mesmo aeródromo. A aproximação ocorreu sem grandes problemas até o cruzamento da cabeceira da pista. Ao executar o arredondamento para pouso, com velocidade em torno de Vref + 16 kt, o relatório apontou que “o piloto trouxe as manetes de tração para IDLE e o sidestick para trás, mas com movimentos de amplitude exagerada, indo do batente a cabrar ao batente a picar,  mantendo o sidestick por um tempo relativamente longo nestas posições extremas”.

Neste evento, o primeiro contato com a pista ocorreu novecentos metros após cruzar a cabeceira, em atitude quase nivelada mas com o piloto comandando o sidestick no batente a cabrar. Menos de meio segundo após o toque, o sidestick foi levado para o batente a picar, mas a aeronave já estava subindo ao ar novamente. Agora, com o sidestick ainda totalmente a frente, a aeronave volta para o solo e bate com o trem de pouso de nariz primeiro. Mas o piloto já havia comandado outra vez para o limite a cabrar pouco antes do toque do trem dianteiro, causando um forte movimento para cima. Após a primeira quicada, e com o avião no ar, o piloto trouxe as manetes de tração para posição de “Maximum Reverse”, mas as conchas dos reversores não abriram porque não havia sinal positivo de que as rodas estavam no solo (WOW). Quando o avião tocou pela segunda vez, as conchas começaram a abrir e o ciclo foi completado após a segunda quicada para cima. Mas não houve aumento de tração dos reversores, pois não havia sinal de WOW. Nesta segunda quicada para o alto, o avião atingiu 18ft de altura e as manetes foram avançadas para modo TAKEOFF enquanto o sidestick era comandado para o batente a cabrar novamente. A ação foi interpretada pelos investigadores como uma tentativa de arremetida mas, como as conchas dos reversores estavam abertas, os motores simplesmente não aceleraram. Ao retornar para a pista com força uma terceira vez, o avião sofreu danos estruturais no trem de pouso e asa, que resultaram em vazamento de combustível e fogo na parte traseira da fuselagem enquanto a aeronave deslizava pela pista. Ao final, 41 pessoas sofreram lesões fatais por fogo e fumaça.

Figura 6 - Acidente com Sukhoi Superjet 100 com controle de voo em modo DIRETO: dúvidas sobre as habilidades do piloto para controlar o avião no pouso


Embora a investigação ainda esteja em curso, os dados do relatório preliminar de investigação apontam que “os movimentos do piloto no sidestick no controle de arfagem foram significativamente muito amplos e oscilatórios, o que causou mudanças significativas nos parâmetros de movimento longitudinal”.  Tudo indica que seria um pouso normal sem consequências, não fossem as ações exageradas do piloto nos controles de voo. Então perguntamos novamente: o piloto tinha sido treinado e estava qualificado para operar esta aeronave em modo DIRETO do FBW?



TREINAMENTO DAS TRIPULAÇÕES

Com alguns acidentes aéreos evidenciando a dificuldade de controle da aeronave quando o sistema eletrônico de controles de voo sai do modo NORMAL, naturalmente a atenção se direciona para o treinamento das tripulações. Nos últimos anos, empresas aéreas estão incorporando nos treinamentos em simulador a recuperação de estol e de atitudes anormais, mas ainda com os comandos de voo em modo NORMAL, ou seja, com as proteções de envelope ainda ativas. Contudo, em modo DIRETO as respostas podem ser bem diferentes. Que habilidade para voar manualmente e em modo degradado terá um piloto após anos voando aviões com proteção do envelope?

De maneira geral, quando se identifica comportamentos diferentes em uma aeronave por falha de sistema, isto é incorporado no treinamento. Por exemplo, um avião multimotor com falha de um dos motores tem características diferentes pela assimetria de tração e, por isso, a operação com um motor inoperante passa a fazer parte do treinamento.

Um avião com sistemas eletrônicos de controles de voo também pode ter comportamentos diferentes em modo NORMAL e em modo DIRETO. É notório que as habilidades dos pilotos em voo manual tem se degradado devido à excessiva dependência da automação, mesmo com todas as proteções ativas. O tempo gasto atualmente em pilotagem é muito baixo pois, quando um avião está operando com todos os sistemas, a tarefa dos pilotos é apenas de monitoramento. Quando algo errado acontece, é necessário um tempo para se transicionar da atividade de monitoramento para a de execução. Se a condição exigir respostas rápidas, estas respostas serão instintivas e podem ser erradas, como já vimos. Quando a anormalidade envolver a perda das proteções das leis de controle, a situação pode se complicar enormemente, pois a reação instintiva do piloto nos comandos será aquela que ele exercitou com o avião em modo NORMAL de controles de voo.

Os sistemas de controle de voo eletrônicos tem redundância tripla, às vezes quádrupla, para evitar uma falha completa do sistema. Entretanto, a probabilidade de falha, mesmo que baixa, ainda existe e o piloto continua sendo a última barreira para evitar – ou, às vezes, precipitar – o acidente.  Ao constatarmos uma incidência de falhas de sistema FBW que estão sendo mal administradas – e os acidentes estão apontando isso – então é hora de direcionarmos a questão aos fabricantes, operadores e, principalmente, às autoridades aeronáuticas: não está na hora de incorporarmos nos treinamentos dos tripulantes a operação de voo manual em modo DIRETO?



Referências:



16 de março de 2019

REFÉNS DA AUTOMAÇÃO - PILOTAGEM BÁSICA



Os aviões de transporte estão cada vez mais automatizados. Um moderno jato de passageiros possui sistemas de pilotagem automática, controle automático das manetes dos motores e sistemas computadorizados de gerenciamento de voo. Em um perfil de voo convencional, o piloto atua diretamente nos controles por cerca de 5 minutos, metade na decolagem e metade no pouso. Às vezes, até por menos tempo se a aeronave estiver equipada com sistema de pouso automático. Consequentemente, existe uma preocupação crescente de que os pilotos estejam perdendo as habilidades para reagir manualmente quando há falha dos sistemas automatizados ou erro na programação dos computadores de bordo. Vários eventos têm sugerido esta dependência da automação, como aconteceu com um Boeing 757[1] em 2003.
A aeronave iniciou a descida, preparando-se para uma aproximação de pouso por instrumentos (ILS – Instrument Landing System). O Boeing foi vetorado pelo controle para interceptar o curso do localizador. O avião desacelerou para 220 KIAS e o comandante selecionou o modo de “Aproximação” no Painel de Controle de Modo (MCP – Mode Control Panel) do piloto automático. Na sequência, a aeronave foi liberada para descer até 2.500 ft e o comandante inseriu esta altitude no MCP. Quando o avião interceptou o curso do localizador, estava acima da rampa do ILS. O comandante, entendendo que o piloto automático (AP-Auto Pilot) não teria condição de interceptar a rampa de aproximação, desconectou o sistema e assumiu a pilotagem manual para apressar a descida. Um pouco depois, já abaixo dos 2500 ft de altitude, ele perdeu as indicações de ILS nos instrumentos do seu lado. Com a aeronave acima da rampa, os flaps fora da configuração de pouso e a perda de sinal do ILS sob condição de voo por instrumentos (IMC), a arremetida era o procedimento recomendado. O comandante apertou o botão de arremetida (Go Around), puxou o manche até ajustar a atitude em 20 graus acima do horizonte. O controle automático das manetes (AT-Auto Throttle) engajou, ajustando as manetes para empuxo máximo, e a aeronave começou a subir. 

Sequência de ações do Boeing 757 em arremetida sob IMC
Entretanto, como o procedimento de arremetida fora iniciado muito próximo da altitude que estava selecionada no MCP, o sistema mudou para o modo de captura de altitude e o Diretor de Vôo (FD–Flight Director) indicou uma guiagem para nivelar a 2500 ft. Estando em pilotagem manual, o avião em subida ultrapassou aquela altitude e o FD começou a dar indicação de descida, para voltar à altitude selecionada. Subindo agora com 25 graus cabrados, em configuração de pouso, a velocidade caiu rapidamente. Quando o Boeing atingiu 137 knots, o comandante levou o manche até o batente a picar e reduziu os motores para marcha lenta. O enorme jato assumiu 49 graus de nariz embaixo. A velocidade aumentou rapidamente na descida e, com a proximidade do solo, o alarme do GPWS começou a soar. O co-piloto interferiu e ambos os tripulantes atuaram com força nos comandos a cabrar. Com um fator de carga de 3,6g, o Boeing evitou a colisão no solo por apenas 320ft de altura.

O evento durou menos de 90 segundos desde a perda de controle até a recuperação. Na hora, ninguém entendeu exatamente o que aconteceu ou o porquê, mas os 75 passageiros e sete tripulantes ficaram apavorados com a experiência que, por pouco, não resultou em catástrofe. As análises posteriores mostraram um piloto conflitado entre a atitude que deveria manter e as indicações de guiagem do Flight Director. O comandante declarou que olhava para as telas a sua frente e não reconhecia a condição da aeronave. Inicialmente, no topo da manobra, deduziu que o avião estivesse estolando. Depois, na picada, disse nunca ter visto um indicador de atitude mostrando só “terra” e teve dificuldade em reagir. Ao que tudo indica, o piloto perdera suas habilidades de fazer manualmente um procedimento simples como a arremetida em IMC. Ele não controlou a atitude, a potência nem a configuração da aeronave. Não comandou o recolhimento dos flaps ou do trem de pouso. Seu cheque cruzado dos instrumentos foi lento e suas respostas nos comandos estiveram sempre cerca de 10 segundos atrasadas em relação ao avião. Seu desempenho foi insuficiente, apesar de ser um piloto qualificado e que havia cumprido o treinamento exigido aos pilotos de linha aérea. Entretanto, o mais significativo é que este não foi um caso isolado e nem se restringe a apenas esta tripulação.
Três anos antes, no Golfo Pérsico, um Airbus A-320[2] perdeu o controle durante uma arremetida noturna, também por falta de habilidade do piloto em vôo manual, causando a morte dos 143 ocupantes e a perda total da aeronave. E, em maio de 2006, um outro Airbus 320[3], durante arremetida manual em IMC na Rússia, teve uma perda de controle atribuída a falha de pilotagem e colidiu com o solo, vitimando todos os 113 ocupantes.
Estes eventos juntam-se a vários outros acidentes ocorridos mundo afora, onde a degradação das habilidades de pilotagem na operação de aeronaves automatizadas aparece como fator contribuinte. De fato, as companhias aéreas enfatizam o uso da automação o maior tempo possível, pois o automatismo voa melhor que o ser humano em precisão de manobras e economia de combustível. O lado negativo desta política é produzir um piloto que só sabe voar seguindo o diretor de voo e que raramente olha para as informações sobre atitude e desempenho fornecidas pelos demais instrumentos, perdendo sua habilidade de cheque cruzado. Tudo vai bem se o voo procede normalmente e se os dados que alimentam o piloto automático estão corretos. Infelizmente, a programação no MCP e no FMS são os primeiros itens a serem afetados em situações de elevada carga de trabalho, de distração, de estresse e confusão. 
Parece estarmos esquecendo que, independente do nível de automação de uma aeronave, a pilotagem envolve dois parâmetros básicos: ATITUDE e TRAÇÃO. Estes dois fatores definem qualquer regime de voo. Tem sido assim desde o primeiro vôo do mais pesado que o ar. O fato de estarmos voando aviões eletrônicos em nada muda a mecânica básica do voo e a necessidade de controlar atitude e tração. Quando surge um conflito sobre o que o avião esta fazendo em modo automático, só há uma resposta: reverter para a pilotagem básica, fazendo referência a atitude e tração. 
Este conceito poderia ter salvo um outro Boeing 757[4], em 1996. O avião acabara de sair de uma lavagem e o pessoal de terra tinha colocado fitas adesivas sobre as tomadas estáticas como proteção durante o serviço. Na inspeção pré-voo, a tripulação não viu as fitas e, quando o jato decolou naquela noite, com 61 passageiros, os pilotos perceberam uma grave incorreção nos instrumentos de altitude e velocidade. Embora fosse viável controlar o avião manualmente, os computadores do piloto automático e de empuxo dos motores não tinham dados para funcionar corretamente. Voando sobre o mar, a noite, a tripulação recebia informações conflitantes, como a ativação do aviso de estol (stick-shaker) simultaneamente com o alarme aural de excesso de velocidade. Não podiam precisar sua velocidade nem altitude, embora o horizonte artificial e os instrumentos dos motores estivessem operacionais. Depois de 28 minutos de intensa confusão na cabine, o Boeing colidiu no mar, a 300 knots, sem deixar sobreviventes. O avião poderia ter sido controlado se os conceitos de atitude e tração fossem postos em prática. Talvez, todos os pilotos devessem memorizar algumas combinações de atitude e tração que garantissem o voo em caso de anormalidade.
Assim como nas falhas de controle de atitude, a falha no controle de tração foi fator crítico em outros eventos. Existe, por exemplo, uma prática de planejar a decolagem inserindo nos computadores de vôo uma informação de temperatura ambiente mais alta que a real. Isto provoca uma redução de empuxo dos motores durante a decolagem, poupa a vida do motor e economiza dinheiro. É um procedimento comum e aprovado na aviação comercial, observados certos parâmetros. Mas os três casos abaixo chamaram a atenção sobre o desempenho dos tripulantes. Em janeiro de 2000, um Airbus A-310[5] decolando com empuxo reduzido teve um alarme de estol logo ao sair do solo. Em março de 2003, devido a um erro no cálculo de peso, o comandante de um Boeing 747[6] executou a rotação cerca de 33 knots abaixo da velocidade prevista, arrastou a cauda no solo e decolou com o stick-shaker ativado. Mais grave ainda, em outubro de 2004, outro Boeing 747[7] não acelerou o suficiente durante a corrida de decolagem, ultrapassou o final da pista e ficou totalmente destruído. Estas três decolagens foram planejadas com empuxo reduzido, os aviões não tiveram o desempenho esperado e, em nenhum dos casos, os pilotos avançaram as manetes para obter empuxo máximo. Nos três casos, embora o ajuste inicial fosse inadequado, havia potência disponível para os aviões voarem. Por que, então, os pilotos não avançaram as manetes? Seria o caso de submissão extrema aos manuais ou simplesmente uma falha na aplicação de conceitos básicos de pilotagem.

     Outro exemplo típico de perda das habilidades básicas envolveu um Boeing 777 [8] em procedimento de arremetida no solo. A aeronave realizava uma aproximação que resultou em uma longa flutuação no arredondamento para o pouso. Logo após o toque no solo, ao receber o aviso sonoro de "Long Landing", a tripulação optou pela arremetida. O relatório preliminar de investigação não foi claro sobre os procedimentos na cabine, mas supostamente o piloto apertou o botão que ativa o perfil de arremetida, o Diretor de Voo iniciou a guiagem para cima e o piloto manualmente comandou a atitude de subida. Assim que o avião deixou o solo, os flaps e trem de pouso foram recolhidos. Mas aparentemente as manetes não foram avançadas para potência máxima, que é uma tarefa básica de qualquer arremetida, e a aeronave, sem velocidade ou tração suficiente, retornou ao solo sofrendo danos graves. O detalhe é que, neste tipo de aparelho, o sistema de controle de manetes é desativado automaticamente depois que se toca o solo. Acostumado à atuação sempre presente do Auto-Throttle, é provavel que não tenha havido ação dos tripulantes em avançar as manetes para completar a arremetida.


Uma das hipótese para este acidente com um Boeing 777 seria o piloto ter iniciado a arremetida no solo sem avançar as manetes de empuxo dos motores.

O que deve ficar claro neste universo de eventos é que o ser humano desenvolve destreza naquilo que exercita, mas também esquece o que não pratica. O cenário de operação de aeronaves automatizadas está induzindo à degradação das habilidades de pilotagem manual, que serão requeridas, muitas vezes, em situação de emergência. As soluções passam pelo treinamento, pelas políticas das companhias e pela fiscalização das autoridades aeronáuticas. O treinamento hoje tem forte ênfase na automação, talvez por assumir que a pilotagem básica é garantida pela experiência anterior do tripulante. Errado. O treinamento em linha aérea deve passar obrigatoriamente pelo voo manual e falhas induzidas pela automação. Os acidentes estão constantemente nos mostrando esta necessidade. Como solução adicional, algumas empresas orientam para que os pilotos exercitem aproximações em três diferentes níveis de automação. Na maior parte do tempo, devem utilizar os sistemas automatizados por questões de economia e precisão, mas uma pequena porcentagem das aproximações deve ser feita em pilotagem manual, com e sem a guiagem do Diretor de Voo. Mas vale lembrar que voo manual seguindo o FD e com o AT engajado não exercita o controle de Atitude, nem o de Tração e muito menos o Cheque Cruzado, habilidades primordiais à pilotagem básica
Estudo após estudo, conclui-se sobre a necessidade de praticarmos o básico, pois os mesmos fatores causais tem emergido a cada investigação de acidente. Precisamos incentivar a manutenção das habilidades de voo que dominávamos quando tiramos nossas licenças de pilotos. A automação é uma realidade sem volta e com inestimáveis avanços para a segurança e eficiência da aviação, mas que também pode gerar confusão pela sua complexidade. Quando isto acontecer, a recomendação é baixar o nivel de automação ou reverter para a pilotagem manual e retomar controle da aeronave. E esta solução passa necessariamente pelas habilidades de pilotagem básica.

________________________________________________
Riscos da Automação envolvendo sistemas de controle de voo Fly-by-Wire serão abordados em um próximo artigo específico.
_____________________________________________




[1] Relatório Incidente IcelandAir Boeing 757-200,  22 JAN 2003;
[2] Relatório Acidente Gulf Air Airbus A-320, 23AGO2000;
[3] Aviation Safety Network, Armavia Airbus A-320, 03 MAI 2006;
[4] Relatório AeroPeru Boeing 757, 02 OUT 1996
[5] Relatório Kenya Airways, Airbus A-310, 30 JAN 2000
[6] Relatório Singapore Airlines Boeing 747-400, 12 MAR 2003
[7] Relatório  MK Airlines, Boeing 747, 14 OUT 2004
[8] Relatório Preliminar Emirates Airlines, Boeing 777, 03AGO2016

4 de março de 2019

O ACIDENTE PODE COMEÇAR DENTRO DE VOCÊ


Um pequeno avião bimotor decolou de Florianópolis com plano IFR para Lages (SC) com dois pilotos e dois passageiros. O aeródromo de destino estava abaixo dos mínimos meteorológicos, com nevoeiro e visibilidade muito reduzida. A tripulação cancelou o plano IFR, iniciou a descida e tentou o pouso mesmo naquelas condições, mas colidiram com o solo. A aeronave pegou fogo e os quatro a bordo faleceram.
Muitos diriam que o acidente teria sido causado pelas condições meteorológicas adversas mas esta conclusão seria precipitada e superficial. Se analisarmos com foco na prevenção, veremos que o mau tempo não pegou o piloto de surpresa nem jogou a aeronave contra o solo. Na verdade, coube ao piloto a decisão de continuar o voo e tentar o pouso abaixo dos mínimos. Como não houve sobreviventes, ninguém nunca vai saber exatamente o porquê da sua decisão. Mas os testemunhos colhidos na investigação dão conta que os passageiros deste aviao iriam de Florianópolis para o aeroporto de Guarulhos, mas precisavam antes pousar em Lages para apanhar seus passaportes, pois embarcariam em um voo internacional logo em seguida. Será que a necessidade dos passageiros afetou de alguma forma a capacidade de julgamento do piloto a ponto de ele tentar o pouso em condições de alto risco? É provável que sim. Será que ele percebeu a influência disto? É provável que não.
Outro caso: um helicóptero decolou do Campo de Marte com destino à Salto (SP). Próximo ao local de pouso, o piloto efetuou um voo rasante sobre uma rodovia, colidindo o rotor principal com um barranco na beira da estrada. Três dos sete ocupantes faleceram e a aeronave ficou irrecuperável. “Um caso típico de indisciplina”, diriam alguns. Sim, sem dúvida. Entretanto, sob a ótica da prevenção de acidentes, este rótulo em nada ajuda a melhorar a segurança das operações. Que tal buscar a origem do acidente nos motivos que levaram o comandante a decidir fazer um voo a baixa altura desnecessariamente. O ponto chave para toda PREVENÇÃO de acidentes não é descobrir o QUÊ aconteceu, mas sim identificar o POR QUÊ.

Nos últimos dez anos, o Julgamento de Pilotagem e o Processo Decisório na cabine somados foram fatores contribuintes na maioria dos acidentes aéreos no Brasil. Fonte: CENIPA, 2018

Uma análise dos acidentes aeronáuticos ocorridos no Brasil nos últimos dez anos revela que grande parte dos eventos não teve nenhuma relação com sistemas mecânicos da aeronave ou com a meteorologia, mas sim com decisões incorretas tomadas pelos pilotos durante o voo. Na  sua maioria, a aeronave estava em condições normais de operação e não havia nenhum fator externo determinante para o acidente. Aqueles dois exemplos são casos clássicos onde o acidente começou dentro da cabeça do piloto, consequência das decisões que ele tomou.
Para escapar das armadilhas tradicionais que vitimam dezenas de tripulantes e passageiros, ano após ano na aviação, um dos passos é se educar sobre situações que podem influenciar a sua capacidade de julgamento e de tomada de decisão.

FATORES INTERNOS
O comportamento de um piloto - na verdade o comportamento de qualquer ser humano - pode ser motivado por fatores externos e internos. Entre os fatores internos observados com maior frequência nas investigações de acidentes aéreos estão: a ansiedade, a pressa, o excesso de autoconfiança, a vaidade, o exibicionismo e o sentimento de invulnerabilidade.
Já percebeu a frequência de tragédias durante festividades relacionadas com a aviação envolvendo pilotos não qualificados para exibições? Aniversários de aeroclubes, semana da asa e feiras aéreas são eventos que contribuem para engordar as estatísticas de acidentes. O exibicionismo, uma característica que se exacerba durante estas festividades, altera a capacidade de julgamento de um piloto e o coloca em situação onde ele acaba excedendo seus limites se não estiver preparado. Mas isto não acontece apenas em festividades. Quantos e quantos já morreram na frente de pais, esposas, namoradas, filhos e amigos, realizando manobras que em muito excediam a sua capacidade pessoal ou a da aeronave que pilotavam? Será que eles acreditavam que teriam um comportamento absolutamente normal mesmo quando voando nestas circunstâncias? Um piloto que se ache imune, provavelmente não está conseguindo identificar como estas situações lhe influenciam e isto aumenta a chance de se tornar mais um número na estatística de acidentes. Por outro lado, ao conseguir perceber os fatores que influenciam seu julgamento, estará caminhando no sentido de conhecer melhor as suas limitações individuais, comuns a qualquer ser humano.
Excesso de autoconfiança é outro fator presente em decisões incorretas tomadas no ambiente de aviação. Quanto mais você conhece uma operação, quanto mais repeti-la, mais confiante estará quanto ao seu sucesso. Mas isto também vale quando você estende os limites ou se desvia das regras. Um resultado positivo reforça na sua mente a suposta correção daquela decisão. E você repete o comportamento mais e mais vezes, cada vez mais confiante de que continuará dando certo, embora esteja, na verdade, aumentando sua exposição ao risco. Até um dia em que algum pequeno fator fora do seu controle vai pegá-lo desprevenido. E ouviremos aquela famosa frase: "mas eu sempre fiz assim". Foi a sua autoconfiança excessiva que gerou complacência - um reabixamento do seu nivel de alerta - e te deixou mais vulnerável.
 De novo, o primeiro passo para tomar melhores decisões é reconhecer as situações que alteram a sua capacidade de julgamento.
 Para qualquer um daqueles fatores internos, como a pressa, a ansiedade, o excesso de autoconfiança ou a vaidade, é importante reconhecer que existe uma condição alterando o seu desempenho pessoal e a sua capacidade de avaliação. Quantos pilotos, por exemplo, pressionam a continuação de um voo sob mau tempo com o pretexto de “preciso chegar hoje..., o passageiro tem uma reunião importante..., este doente tem que estar no hospital logo..., se eu não chegar à cidade o patrão vai ficar chateado”. As estatísticas estão repletas de aviões que nunca chegaram. A decisão final é do piloto, do comandante da aeronave. Ficamos tão preocupados em chegar, que aceitamos esticar os limites além dos regulamentos e das nossas capacidades. Às vezes, supomos uma pressão externa que talvez nem exista. Da próxima vez que se sentir pressionado, experimente explicar as condições ao seu passageiro, se for o caso, e descubra se é tão importante assim para ele chegar na hora marcada considerando as condições. Provavelmente, ele vai optar pela decisão mais segura. Experimente perguntar a si mesmo se não é a sua vaidade profissional que te impede de curvar 180 graus e voltar para o aeroporto de origem. Quanto mais cedo, no planejamento ou durante o voo, você conseguir perceber isto, mais perto estará de tomar uma decisão melhor. Por outro lado, quanto mais próximo do seu destino, quanto mais retardar sua decisão, mais pressionado se sentirá para continuar no caminho arriscado.


Um helicóptero executivo decolou da cidade de São Paulo para uma praia em Maresias, tentou uma aproximação noturna  sob condições meteorológicas adversas e terminou colidindo com o mar a 3 km da costa. A aeronave submergiu e dois dos ocupantes faleceram.




          Um aspecto muito importante do comportameno humano em aviação é o controle da vaidade. Todos nós cometemos erros.  Mas o orgulho profissional conjugado com a tentativa de não deixar o erro aparecer pode ser trágico. Existem inúmeros casos de pilotos que cometeram um erro no planejamento do voo e se viram, por exemplo, com pouco combustível para chegar ao destino com segurança. Mas a eventual decisão de pousar em um campo alternativo mais próximo suscitaria perguntas embaraçosas de serem respondidas. Então, mesmo sabendo do risco, ele prossegue para o destino original. Algumas vezes isso não dá certo e temos aviões pousando forçado a poucas milhas do destino, sofrendo danos graves, provocando sérias lesões nos ocupantes, tudo porque o piloto tentava apenas esconder o seu erro. Vaidade.  

        Outra armadilha sutil vem do fato do homem usar sua capacidade lógica e de argumentação para se justificar e fazer as coisas que ele deseja, ao invés de optar pelo que é sabidamente o melhor a ser feito. A maioria de nós, quando confrontado com um conflito entre o que sabemos que é o correto e aquilo que gostaríamos de fazer, tende a procurar uma forma de satisfazer os desejos, enquanto se convence de que é a coisa certa a fazer. E isto vale para a nossa vida em geral, não só para a aviação. Você já deve ter passado por uma situação parecida. Aceitou fazer um voo planejando retornar no mesmo dia, pois já tinha compromissos assumidos para o dia seguinte, quaisquer que fossem. Mas, ao tentar voltar, se depara com uma previsão de tempo ruim pela frente. Inicialmente, você pensa: “Eu queria voltar para participar do torneio de tênis neste fim de semana, mas a meteorologia agora está ruim e com formação de gelo na rota, além do que já está escurecendo”. Até aqui, você está listando fatos e está tudo sob controle. O problema é quando você continua com o seguinte raciocínio: “Mas qual o problema? Estou mesmo precisando fazer algumas horas de voo por instrumentos e, se eu for no nível certo, não devo ter problema com gelo. Além do mais, eu nem trouxe roupa para o pernoite”. Isto se chama RACIONALIZAÇÃO. Você gostaria de voltar para casa, sabe que o tempo está ruim, que está cansado e que o melhor seria ficar. Mas... você precisa treinar o voo IFR. Vem bem a calhar. Afinal, você nem está tão cansado assim. Então, "preparem as raquetes porque estou a caminho".
         Normalmente, este processo de racionalização acontece sem que o piloto se aperceba. Ele simplesmente tem certeza que analisou todos os pontos e tomou a melhor decisão. Se um dia você se pegar procurando muitos argumentos para justificar uma decisão, não quer dizer que esteja necessariamente à beira de um acidente, mas talvez esteja querendo justificar uma vontade pessoal e tomar uma decisão que não seria a mais indicada para aquele contexto. O grande problema é que, à medida que o tempo passa, você vai ter mais dificuldade para identificar estas decisões inadequadas, pois elas terão se tornado comuns, e você começará e estender os seus próprios limites. Aí, sua capacidade de avaliar e decidir já estará distorcida e você estará mais vulnerável a decisões inadequadas.
          É importante que todos nós tripulantes estejamos atentos. Quando a natureza básica do homem, seus impulsos e desejos o levarem a uma direção, e seu conhecimento e sua razão o inclinarem para outra, muitas vezes ele vai optar por aquela que atende seus impulsos, a não ser que ele consiga perceber isto e responda adequadamente. Isto se chama MATURIDADE. Nos dois acidentes comentados no início, os pilotos não perceberam e se tornaram vítimas, respectivamente, da pressão autoimposta e do exibicionismo.
            A primeira e mais importante barreira para falhas de decisão é a DISCIPLINA no exercício da atividade. Disciplina pode ser entendida apenas como cumprimento das normas e regulamentos. Mas também pode ser vista como sua força de vontade para tomar decisões sensatas quando existirem tentações e pressões para fazer o contrário. A disciplina é algo a ser exercitado em todo voo. Não adianta andar à margem dos regulamentos e do bom senso e pensar que nas situações críticas você será tomado por um arroubo de disciplina e vai tomar a melhor decisão do mundo. Não vai, pois você condicionou o seu cérebro a pensar de uma certa forma e ele vai continuar seguindo aquele padrão inseguro. Você mesmo se treinou assim.

Disciplina é fazer o que precisa ser feito, mesmo que voce não tenha vontade de fazê-lo

 A aviação é uma atividade muito segura mas que, por vezes, torna-se perigosa pelas posturas do próprio piloto. Tente controlar seus desejos e esteja atento às armadilhas que a natureza humana põe à sua frente. Seja um piloto melhor do que aqueles que não conseguiram perceber estes fatores e tomaram decisões tragicamente erradas. Na próxima vez que entrar na sua aeronave, lembre-se: as condições para um acidente podem começar dentro da sua própria mente. Ter esta percepção pode salvar a sua vida.

Referência:
Relatório Final de Acidente PT-OQH, 28MAI1995



9 de fevereiro de 2019

SOBREVIVENDO AO POUSO FORÇADO


Ninguém gosta de pensar na possibilidade de se envolver em um acidente aéreo.

Como aviadores, grande parte do nosso treinamento envolve justamente a preparação para lidar com emergências e evitar os acidentes. Mas, e se  um motor falhar e um pouso forçado for inevitável?

Números do Cenipa mostram que cerca de 20% dos acidentes na aviação geral se originam de falha de motor em voo e terminam com um pouso forçado. Para estes casos, nos resta questionar: como aumentar as chances de sobrevivência nesta situação? Quais os conceitos e técnicas que podem ser usados para aumentar as chances de sobreviver?

O propósito deste texto é mostrar que quase todo terreno pode ser considerado adequado para um pouso de emergência se o piloto souber como usar a estrutura da aeronave para proteger a si mesmo e aos ocupantes. Nossa esperança é que este conhecimento aumente o número de pessoas que sobrevivam desta difícil situação. 
          

PERIGOS PSICOLÓGICOS DO POUSO FORÇADO


Existem alguns fatores que podem interferir na capacidade do tripulante agir prontamente quando defrontado com uma emergência:

Relutância em Aceitar a Situação de Emergência
O piloto não pode permitir que sua mente fique paralisada com a ideia de que o avião vai estar no chão em pouco tempo pois isso vai prejudicar a condução do pouso de emergência. A tendência inconsciente de querer postergar este momento pode levar a erros básicos como: falha em baixar o nariz para manter a velocidade e retardo na seleção da área de pouso  achando que vai resolver a pane. O piloto também deve resistir à tentação de corrigir o que se pensa que está errado em prejuízo do controle da aeronave. Em uma emergência, a prioridade é VOAR e CONTROLAR a trajetória do avião, e só depois executar os procedimentos de sistemas.

Desejo de Salvar o Aparelho
Um piloto que, durante seu treinamento, tenha sido condicionado a esperar a existência de uma área de pouso relativamente segura sempre que seu instrutor simulava uma pane de motor, pode acabar ignorando regras básicas de aviação na tentativa de evitar o pouso em uma área onde ele supõe que a aeronave vá sofrer algum dano. As consequências mais comuns são: fazer uma curva de 180° de volta para a pista de onde decolou sem ter altura suficiente, desprezando a possibilidade de um pouso em frente; esticar o planeio na tentativa de alcançar um local de pouso melhor sem atentar para a velocidade mínima de controle; ou aceitar uma situação de aproximação e pouso que não deixe margem para erro. O desejo de salvar a aeronave, independente do risco envolvido, pode ser influenciado por mais outros dois fatores: a dependência financeira na aeronave e a falsa percepção de que um pouso sem danos a aeronave implicará em nenhuma lesão pessoal. Como será explicado mais a frente, existem situações onde o piloto deve estar interessado em sacrificar a aeronave para permitir que ele e seus passageiros possam sobreviver. Muitas vezes, ao usar procedimentos não ortodoxos na tentativa de salvar a aeronave, o piloto sacrificará a aeronave e os ocupantes.

Preocupação Excessiva de se Machucar
O medo é um componente vital do nosso mecanismo de preservação. Entretanto, quando o medo conduz ao pânico, a situação se complica. Um piloto que tenha alguma opção na seleção do ponto de pouso durante um pouso forçado controlado, não tem motivo para se desesperar. É perfeitamente possível fazer um pouso de emergência com o mínimo risco de lesões pessoais. Existem dois tipos de lesões que podem ocorrem em um pouso de emergência:
       - Lesões por contato: decorrentes do contato violento e direto dos ocupantes com a estrutura circundante. É a forma mais comum de ferimentos, quando os ocupantes não usam sistemas de proteção adequados;
     - Lesões da Desaceleração: causados diretamente através da cadeira e sistemas de cintos, que afetam o corpo internamente.


CONCEITOS BÁSICOS DE IMPACTO

Um tripulante que se defronte com um pouso de emergência em terreno onde a aeronave vá sofrer danos deve ter em mente que evitar lesões pessoais depende basicamente de quatro conceitos:

1. Preservar a área da cabine relativamente intacta, utilizando componentes dispensáveis da estrutura para absorver a violência do processo de parada antes que afete os ocupantes.
2. Manter as forças de desaceleração dentro da tolerância do corpo humano
3. Evitar um contato forçado com a estrutura interior
4. Escapar da aeronave após sua parada, evitando as consequências de um incêndio ou afogamento.


1.    PRESERVAR A ÁREA DA CABINE

A primeira preocupação do piloto em um pouso forçado deve ser preservar a área dos ocupantes relativamente intacta durante o impacto. Deve restar um espaço incólume na cabine, de modo que o ser humano no seu interior não seja atingido ou esmagado. Não existem requisitos de resistência para a área da cabine das aeronaves de aviação geral. As estruturas são construídas principalmente para serem leves e não resistentes a impactos. Portanto, um pouso de emergência deve ser manobrado no sentido de evitar um choque direto que produza deformações na área da cabine.  Se o pouso acontecer em áreas urbanas ou com obstáculos naturais, mire a fuselagem no espaço entre os obstáculos, mesmo que isso implique em perder as asas e outros componentes.



No pouso de emergência, o primeiro fator de sobrevivência é preservar á área dos ocupantes de deformações graves

 
Quando houver obstáculos ou construções, deve-se tentar aproar a fuselagem entre os obstáculos, preservando a área da cabine de um impacto direto.
 
Este Beech King Air realizou um pouso forçado, preservando a área da cabine de passageiros. Não houve fatalidades.


2. DESACELERAR DENTRO DA TOLERÂNCIA DO CORPO

Se a área da cabine for preservada, a preocupação seguinte é manter as forças de desaceleração dentro do limite de tolerância do corpo humano. A violência da desaceleração é expressa em carga “g” e depende da velocidade e da distância em que se efetua a parada.  A velocidade em si não mata. O perigo reside na maneira como ela é dissipada. Um erro comum é julgar que são necessários centenas de metros de terreno desobstruído para se sobreviver a uma aterragem forçada. Teoricamente, pode-se desacelerar uma aeronave com velocidade de 100kt, a um nível tolerável de 20g, em apenas 6 metros, se a desaceleração for aplicada de maneira uniforme durante todo o percurso. O sistema de cabos de porta-aviões demonstra como este conceito pode ser aplicado em condições controláveis. O grande problema é que em muitos acidentes a desaceleração não é uniforme. Cada vez que a aeronave atinge um obstáculo ou valetas transversais, ocorre um pico de desaceleração que pode exceder os limites do corpo. Como a cabine é a única parte importante no pouso forçado, o resto da estrutura pode e deve ser sacrificado para absorver energia de impacto e amortecer as cargas transmitidas para a cabine, enquanto a aeronave desacelera. 



Este EMB-710 teve uma parada de motor e o piloto escolheu uma área relativamente plana para um pouso forçado. Por infortúnio, havia um tronco de árvore escondido na vegetação. A área da cabine foi atingida e o piloto sofreu lesões fatais.


Quando este conceito não é seguido, as consequências são mais graves. Um bimotor EMB-110 teve parada de ambos os motores em voo. O piloto planou em direção a um descampado relativamente plano. Tudo indicava que seria um pouso forçado sem lesões pessoais. Entretanto, pouco antes de tocar o solo, a aeronave atingiu de frente três mourões de concreto que sustentavam uma cerca de arame em volta da área. O impacto provocou um pico de desaceleração e deformação na área do cockpit, induzindo a lesões fatais em cinco dos ocupantes e ferimentos graves em vários outros. 

Planando para um pouso forçado e já bem próximo ao solo, a aeronave se chocou contra mourões de concreto de uma cerca  de arame e sofreu danos graves na parte dianteira da fuselagem, provocando lesões fatais em cinco dos ocupantes.


3. EVITAR CONTATO FORÇADO COM A ESTRUTURA

A próxima condição de sobrevivência é fazer com que o ocupante participe da mesma desaceleração da aeronave, evitando um contato forçado do corpo com a estrutura da cabine. Isto diz respeito ao uso dos sistemas de proteção, como os cintos abdominais, os suspensórios de ombros e até capacetes de voo. Em um impacto, se o corpo humano for projetado contra a estrutura, sofrerá uma desaceleração muito mais brusca que o restante do avião, geralmente provocando ferimentos fatais no tórax e na cabeça. Assim como nos automóveis, os cintos de segurança mantêm o corpo atado ao assento e aumentam a resistência às desacelerações. Equipado apenas com cintos abdominais, o ser humano tolera desacelerações longitudinais de até 15g. Com cintos de ombros (suspensórios), a tolerância aumenta para cerca de 35g. Por mais incrível que pareça, a não utilização dos suspensórios tem sido uma das grandes causas de fatalidades em acidentes de aviação geral onde, de outra forma, seria possível a sobrevivência. 

Evite contato forçado com a estrutura da aeronave utilizando cintos e suspensórios de ombros.


4.   ESCAPAR DA AERONAVE

Outra condição contribuinte para fatalidades decorre dos ocupantes não conseguirem abandonar a aeronave após o pouso forçado. Algumas ações simples podem atenuar esta condição.

Primeiro, os passageiros devem ser orientados sobre o uso dos sistemas de proteção, posição de impacto para o pouso e a utilização das saídas de emergência.

Segundo, ainda em voo e com o pouso assegurado, avalie a possibilidade de cortar o motor que esteja funcionando. Um motor arrefece rapidamente depois do corte, e pode baixar até uma temperatura que evite o início de um incêndio no caso de contato com o combustível remanescente nos tanques. O mesmo se aplica para o sistema elétrico que, se não for necessário, deve ser desligado antes do pouso.

Terceiro, dependendo do tipo de aeronave, avalie a possibilidade de destravar ou abrir as portas antes do pouso. Eventualmente, a estrutura sofre torções na fuselagem que impedem a abertura das saídas após a parada, e os ocupantes que sobreviveram ao pouso forçado, acabam sofrendo lesões fatais por fogo ou por afogamento.

Por último, instrua a todos para que se mantenham atados aos cintos até a parada total da aeronave. Uma ânsia de abandonar o avião pode levar um ocupante a se soltar dos cintos com a aeronave ainda em movimento e sofrer lesões fatais se, na sequência, ocorrer uma desaceleração brusca.

Em alguns casos, os ocupantes sobrevivem ao impacto, mas não conseguem escapar da aeronave e sofrem lesões fatais por fogo ou fumaça.


TECNICAS DE POUSO

A solução clássica para uma emergência que exija um pouso forçado requer a seguinte sequência de ações:

 Manter o controle da aeronave, estabelecendo uma atitude de planeio em velocidade adequada;
 Selecionar uma área e planejar a aproximação;

Estas ações podem ser combinadas com tentativas de corrigir a emergência, especialmente quando o piloto suspeita da natureza do problema (aquecimento do carburador, mistura, seletora de combustível, etc.) Entretanto, as tentativas de sanar uma pane devem ser feitas apenas em função do tempo disponível. Em certas condições, o piloto vai estar totalmente sobrecarregado apenas com o controle do avião.

Sobre retornar ou não para a pista após uma parada de motor na decolagem, cada tripulante deve determinar a altura mínima em que se deve tentar esta manobra em seu avião. Experimentando em altitude, o piloto vai saber a altura aproximada que perde numa curva de 180° sem potência. Adicionando uma margem de segurança de uns 30% deve resultar em um valor prático de altura de decisão. É óbvio que a capacidade de fazer uma curva de 180° não significa necessariamente que a pista de decolagem vai ser alcançada durante o planeio. Isto depende do vento, da distância percorrida, da altura atingida e do desempenho em planeio do avião. Lembre-se ainda que a velocidade de estol em curva é mais alta do que com asas niveladas. Uma curva com 60 graus de inclinação eleva a velocidade de estol em 40%. Se sua velocidade de estol é de 80 KIAS, uma curva apertada de 60 graus na tentativa de enquadrar a pista vai fazer seu avião estolar com 112 KIAS.

A tentação de voltar para a pista em uma falha depois da decolagem pode induzir o piloto a procedimentos não ortodoxos, como curvas de grande inclinação ou a tentativa de estender o planeio provocando perda de velocidade e estol.



APROXIMAÇÃO

Quando o piloto tiver tempo para manobrar, os critérios de planejamento da aproximação devem ser governados por três fatores:

     - Direção e velocidade do vento
     - Dimensões e inclinação da áera escolhida
     - Obstáculos na trajetória da aproximação final


Estes três fatores raramente são compatíveis. Quando tiver que ser feita escolha, o piloto deve optar pela combinação vento/obstáculo/terreno que permita uma aproximação final com margem para erro de julgamento ou de técnica. O piloto que superestime sua rampa de planeio pode ser tentado a esticar o planeio sobre obstáculos na aproximação (árvores, linhas de transmissão). Geralmente, ao tentar passar por cima dos obstáculo, o piloto permite uma perda de velocidade levando à perda de controle em voo bem próximo ao solo. Por esta razão, às vezes é melhor planejar uma aproximação sobre área desobstruída, independente da direção do vento. A experiência mostra que colisão com obstáculos durante a corrida no solo é muito menos perigosa do que atingir um obstáculo em velocidade de voo antes do toque. 

  
A colisão com obstáculos em voo antes do pouso provoca perda de controle e contato com o solo em atitudes mais agressivas, resultando em picos de desaceleração e lesões aos ocupantes.

A ESCOLHA DA ÁREA DE POUSO

A área de pouso tem influência direta nas consequências da aterragem e deve ser tal que permita distribuir a desaceleração de maneira uniforme. Se o comprimento for limitado, é melhor forçar o toque no terreno para induzir uma desaceleração uniforme e mais rápida no solo do que esperar a aeronave desacelerar lentamente em voo e atingir obstáculos no final da área com velocidade alta, gerando picos de desaceleração. 

Se a área escolhida tiver comprimento limitado, o piloto pode optar por forçar o toque no solo assim que possivel, mesmo que utilizando uma velocidade maior, para que o inicio da desaceleração aconteça o mais cedo possivel, Assim, a aeronave vai atingir o final da área com menor velocidade, aumentando a chance de sobrevivência dos ocupantes.

Reduzir a velocidade é requisito  essencial para assegurar a sobrevivência e os recursos devem ser usados neste sentido, mas sempre com uma margem acima da velocidade de estol. A aeronave deve estar configurada com os flaps em baixo, e a direção do vento deve fazer parte do planejamento da aproximação. Assumindo, por exemplo, um vento de 20 kt, uma aeronave aproximando a 70 KIAS pode estar com velocidade em relação ao solo de 50 ou 90 kt, dependendo da direção de pouso escolhida. 

Use recursos como uso de flaps e escolha da direção de pouso em funça do vento para diminuir a velocidade em relação ao solo na aterragem


Um dos erros mais críticos que o piloto pode cometer na execução de um pouso forçado é deixar o avião estolar. A aeronave deve tocar o solo na menor velocidade possível, mas ainda voando e nunca deve estar estolada. Muitos pilotos, defrontados com o que seria um pouso forçado sem consequências graves, deixaram o avião estolar a poucos metros de altura. Isto provoca perda do controle da atitude e da razão de afundamento, impõe uma elevada componente vertical ao impacto gerando picos de desaceleração vertical e horizontal, e lesões fatais aos ocupantes. Nos acidentes com a aeronave estolada, as lesões pessoais têm sido piores do que nos acidentes com maior velocidade horizontal. Realize o pouso forçado com o avião voando e sob controle, acima da velocidade de estol, e com asas niveladas.

Reduzir a velocidade no pouso a ponto de permitir o estol da aeronave provoca elevadas desacelerações verticais e graves lesões aos ocupantes. Pouse  com margem acima da velocidade de estol, com a aeronave sob controle.

O controle da aeronave no pouso deve ter prioridade sobre qualquer outra consideração, incluindo a configuração aerodinâmica e os procedimentos de cabine. Apesar disto parecer óbvio, pilotos têm se colocado frequentemente em situações que induzem à perda de controle. Um dos casos mais comuns é não atender a recomendação de pousar em frente no caso de pane de motor após a decolagem. A realização de curvas para voltar à pista provoca o estol e a colisão com o solo sem controle. Este tipo de impacto normalmente impõe cargas transversais na fuselagem, diminuindo as chances de sobrevivência, pois os sistemas de fixação dos assentos no piso e os cintos de segurança foram projetados para serem mais efetivos em impactos frontais. Choques transversais geralmente fazem com que o assento se desprenda do piso e lance o ocupante contra a estrutura interna da aeronave, provocando lesões fatais. No impacto frontal, a estrutura a frente do cockpit pode absorver parte da carga, o que não acontece nas colisões laterais. 

A perda de controle é ainda mais comum nas emergências com bimotores leves. A razão é que muitos pilotos, enquanto tentam sanar a pane ou manter altitude após perderem um dos motores, deixam a velocidade cair abaixo da Vmca. Um bimotor teve uma pane de motor logo depois da decolagem, ainda a baixa altura. O trem ainda não tinha sido recolhido e havia cerca de 2.000 metros de pista a frente. O piloto recolheu o trem, não embandeirou a hélice e fez uma curva enquanto tentava manter altitude. Logo em seguida, o avião rolou e atingiu o solo de cabeça para baixo, provocando lesões fatais ao piloto. Se ele tivesse simplesmente baixado o nariz, poderia ter pousado em frente e, mesmo que tivesse varado a pista e atingido uma cerca a 50 kt de velocidade, teria sobrevivido. Estas falhas são comuns porque o piloto naturalmente reluta em aceitar que uma emergência está em andamento e que a prioridade agora passou a ser a sobrevivência pessoal. A tentativa de salvar a aeronave frequentemente leva à adoção de procedimentos sabidamente incorretos. 

Quando o piloto de um bimotor não prioriza o controle da aeronave antes de atuar nos sistemas, acaba permitindo uma redução da velocidade abaixo da Vmca, rolamento e perda de controle, com lesões fatais aos ocupantes.

Um piloto que durante o treinamento tenha sido condicionado a ter sempre uma área adequada para pouso em emergências simuladas, pode ignorar todas as regras básicas de pilotagem para evitar o pouso em um terreno onde a aeronave será danificada. Os erros mais comuns são fazer uma curva para voltar a pista sem ter altura suficiente, ou tentar esticar o planeio para alcançar um campo mais distante esquecendo-se da velocidade mínima de controle ou de estol. Em emergências, a prioridade é a sobrevivência, não o avião. Muitas vezes o piloto tem que aceitar mentalmente que o pouso forçado é a melhor opção e se preparar para isto, sacrificando a aeronave para que os ocupantes possam sair com vida. Um pouso bem planejado sobre terreno ruim é melhor do que a possibilidade de perder o controle do avião.


Um pouso forçado com a aeronave sob controle, mesmo que sacrificando componentes da estrutura, preservando a área da cabine e evitando picos de desaceleração tem os ingredientes para aumentar as chances de sobrevivência dos ocupantes.


Muita discussão tem ocorrido sobre a posição do trem de pouso durante uma aterragem forçada. Existem argumentos que defendem tanto a opções com trem em cima quanto recolhido. Como regra geral, se o pouso vai ser sobre superfície dura e irregular, o trem de pouso estendido absorverá bastante da energia vertical envolvida. Se fosse feito com o trem recolhido, o avião atingiria o solo com a parte inferior da fuselagem, que tem apenas alguns centímetros de amortecimento antes de a carga ser passada diretamente para o assento dos ocupantes. Como o trem é projetado para absorver carga vertical, pode ser uma boa ideia manter os trens estendidos, se o terreno permitir. Entretanto, se o pouso vai ser feito em uma superfície fofa ou onde o trem pode agarrar em alguma coisa enquanto a aeronave ainda estiver com razoável velocidade, podendo capotar ou parar abruptamente, o trem deve ser mantido em cima. Em algumas emergências onde o trem fica travado em cima, a única opção do tripulante é a escolha do terreno. Para muitos pilotos, escolher uma pista de grama seria a opção mais lógica, uma vez que a grama é mais macia que o concreto. Parece lógico, mas os testes provaram o inverso. O risco de lesões é menor se o pouso sem trem for feito em pista dura. A razão é que se o piloto errar na altura do arredondamento sobre a grama, e isto implicar em  uma componente vertical no momento do impacto, o afundamento na superfície macia pode frear a aeronave abruptamente e aumentar as cargas de desaceleração longitudinal transmitidas para a cabine. Na superfície dura de uma pista de concreto, parte desta energia é transferida para a horizontal e não é passada aos ocupantes.

Na parte final da aproximação, o piloto deve considerar desligar a chave geral. Existem vários casos de aviões com a metade superior da fuselagem totalmente queimada após um acidente em que o sistema de combustível estava intacto. A deformação do sistema elétrico iniciou um fogo que propagou pelo revestimento interno. O fogo alimentado pelo combustível também é uma ameaça em qualquer acidente. Cortar o combustível e pousar na menor velocidade sem estolar a aeronave ajuda bastante a reduzir o risco de incêndio. Sobre os ocupantes, não se recomenda usar roupas de nylon, poliéster ou outros materiais sintéticos quando estiver voando. Se houver fogo, estas roupas derretem e colam na pele, agravando as consequências das queimaduras. Use algodão ou lã. Os trajes de Nomex, que permitem proteção adicional contra o fogo, também são recomendados.

A possibilidade de fogo pós impacto pode ser atenuada evitando fortes acelerações verticais, mantendo a aeronave sob controle até o pouso, e desligando equipamentos não essenciais antes do toque, como o motor remanescente e o sistema elétrico.


Para facilitar o escape, e se isto não degradar seriamente o desempenho aerodinâmico, podem-se destravar as portas do avião antes do pouso, pois as torções na fuselagem após o impacto podem dificultar a abertura da porta e impedir o abandono. Todos os passageiros devem estar previamente orientados sobre os procedimentos em caso de emergência. Na hora do pouso, assegure-se que os ocupantes estão com os cintos ajustados e assumiram a posição recomendada, inclinados para frente e abraçando as pernas, no caso de possuírem apenas cintos abdominais. Se houver qualquer tipo de acolchoamento que os passageiros possam colocar a frente do corpo, seja um travesseiro, um casaco, uma mochila sem objetos duros, eles devem ser usados. A ideia é amortecer a desaceleração tanto quanto possível.


Embora planejar a sobrevivência em um acidente não seja assunto agradável, um pouco de preparação pode gerar dividendos no caso de emergência. Se o piloto fizer bom uso dos sistemas de proteção, voar na menor velocidade possível até o impacto sem deixar o avião estolar e evitar um choque direto na cabine, os ocupantes terão boas chances de sobreviver ao evento. É sempre bom lembrar que o manual de cada aeronave define procedimentos específicos. Os conceitos e ideias aqui expostas devem ser considerados como uma complementação para auxiliar o julgamento do piloto em circunstâncias pouco favoráveis. A sua aplicação pode ajudar a reduzir as lesões e perdas de vidas em pousos forçados.



Referências:
General Aviation Crashworthiness Project, NTSB
A Brief History of Crashworthiness, Bill Waldock
Emergency Landing Techniques, NTSB
Crashworthiness, Rick Durden

Ilustrações: Welson Lopes


As orientações neste texto tem a intenção de complementar as instruções para pouso de emergência dos manuais de voo, ao invés de substituí-las. Em caso de conflito, deve se seguir o manual do fabricante.

REFÉNS DA AUTOMAÇÃO - FLY-BY-WIRE

Dezembro de 2014. Um Airbus A-320, código de chamada AirAsia 8501, cruzava estabilizado no FL320 em um voo noturno, quando o pain...