SIMULADOR DE PROCEDIMENTOS INTERATIVO – IPT
Simulador de procedimentos interactivo – IPT
Autor : João Morgado
1. INTRODUÇÃO
A utilização de dispositivos de treino assistido por computador na indústria aeronáutica tem aumentando significativamente nos últimos anos (Durak, Becker, & Hartmann, 2018; Page, 2000). Parte desses dispositivos dizem respeito aos diferentes tipos de simuladores, que por diversas razões se têm vindo a tornar cada vez mais indispensáveis na formação de novos pilotos e técnicos de manutenção de aeronaves (Allerton, 2010). Uma das razões que tem vindo a tornar os simuladores cada vez mais atraentes para a indústria é o facto de terem um custo de operação muito menor, quando comparado à operação na aeronave real (Reweti, Gilbey, & Jeffrey, 2017).
Outra vantagem dos simuladores é a possibilidade de serem desenvolvidos com requisitos específicos, dando-lhes assim uma flexibilidade acrescida, dependendo do público-alvo que os irá operar. Com custos relativamente baixos, o simulador pode ser desenvolvido tendo por base uma aeronave genérica, ou em alternativa ser desenvolvido para que possa suportar diferentes configurações de uma mesma aeronave.
Ao mesmo tempo que mantém os alunos motivados, os simuladores servem para facilitar a apreensão dos conceitos mais importantes, reduzindo o tempo de aprendizagem necessário, uma vez que segundo Dale (Dale, 1969), como ilustrado na Figura 1, passadas duas semanas, tende-se a recordar apenas 10% daquilo que se lê, cerca de 20% daquilo que se ouve (como seria o caso de instrução clássica em sala de aula), em contraponto à capacidade de recordar cerca de 90% daquilo que foi feito (podendo essas tarefas ter sido executas precisamente num simulador).
Figura 1– Cone de Aprendizagem de Dale (Dale, 1969)
Neste artigo será apresentado um simulador de procedimentos (IPT – Interactive Procedures Trainer) especialmente desenvolvido para a execução procedimentos em terra por parte de pilotos e técnicos de manutenção de aeronaves. Este simulador foi desenvolvido para a Airbus, com vista à sua utilização durante a formação e treino de novas tripulações ministrados no seu centro de treino, em Sevilha.
2 . IPT – INTERATIVE PROCEDURES TRAINER
O Simulador apresentado neste artigo, pertence à classe dos FSTDs (Flight Simulators and Training Devices), tendo sido desenvolvido para duas aeronaves específicas – os aviões militares C-295 e CN-235. Este tipo de dispositivos é utilizado essencialmente numa fase intermédia da formação, tipicamente depois de ser ministrada alguma formação teórica e antes de utilizarem os simuladores full-flight. O principal objetivo deste simulador é a redução do tempo da curva de aprendizagem para as aeronaves acima mencionadas, através da interação com os controlos do avião e da execução de procedimentos previamente aprovados e validados. Para isso, o simulador é composto por 2 módulos: o cockpit e o posto de instrutor. No módulo do cockpit é representado o cockpit da aeronave, em ecrãs multi-touch, permitindo aos alunos a interação entre os controlos e os respetivos sistemas da aeronave. No módulo do posto de instrutor é controlada toda a sessão de treino, como as falhas de sistemas ou os painéis didáticos que serão apresentados aos alunos. Este dispositivo tem os diversos sistemas da aeronave completamente simulados, conseguindo também simular diversas falhas e emergências, expondo os alunos a situações realistas de procedimentos normais e de possíveis emergências em terra.
No módulo do Cockpit, representado na parte esquerda da Figura 2, uma tripulação de 2 alunos deve, de acordo com as instruções do instrutor, completar o procedimento ou conjunto de procedimentos previamente selecionado.
Figura 2– Aspeto do Simulador de Procedimentos Interativo das aeronaves C-295 e CN-235. Cortesia Airbus / Empordef – Tecnologias de Informação
Este dispositivo permite ainda a interação entre os painéis do cockpit e os painéis didáticos, permitindo uma melhor perceção do funcionamento do sistema em causa. Uma outra vantagem deste dispositivo é a possibilidade de familiarização das tripulações com o sistema de gestão de voo (FMS – Flight Management System), como a introdução de um plano de voo ou a introdução de procedimentos de descolagem / aproximação a determinada pista.
2.1 Módulo Cockpit
O módulo do cockpit do dispositivo corresponde ao local no qual as tripulações em formação executarão os procedimentos, durante as sessões de treino. Este módulo servirá também para uma familiarização com a disposição de painéis no cockpit, uma vez que a posição dos botões, painéis e switchesé bastante próxima da posição real na aeronave. Para esse efeito são utilizados 5 computadores COTS(Commercial Of The Shelf) e sete ecrãs multi-touch. Esta montagem permite que a posição dos painéis e botões do simulador seja próxima da posição que estes ocupam no cockpit real da aeronave. Além disso, permite ainda a ação simultânea por parte dos dois alunos ao longo da execução dos procedimentos. As interações executadas pelos instruendos servirão de inputaos modelos simulados dos sistemas, sendo depois obtido o feedback dessas mesmas ações, que tal como na aeronave se manifesta através de luzes, ou mensagens de aviso. Este módulo é customizado para cada aeronave, sendo o layout do cockpit e a modelação dos sistemas efetuados para a aeronave pretendida (C-295 ou CN-235).
2.2 Sub-Módulo Inspeção Exterior
Este sub-módulo foi desenvolvido com o objetivo de alargar o âmbito de utilização deste dispositivo, e permitir que tripulações de pilotos e de pessoal de manutenção possam executar uma inspeção exterior à aeronave. Quando selecionado pelo instrutor, os alunos poderão seguir a checklistespecífica do modelo de aeronave em causa e verificar cada um dos itens.
Figura 3– Aspeto do Sub-Módulo de Inspecção Exterior.Cortesia Airbus / Empordef – Tecnologias de Informação
As posições dos pontos bem como as fotografias de cada item a verificar foram selecionadas por especialistas e instrutores da própria Airbus, permitindo uma fácil memorização e preparando os alunos para os detalhes que necessitarão de verificar durante uma inspeção exterior numa aeronave real. Este sub-módulo é apresentado em 2 ecrãs multi-touch, permitindo que cada aluno o realize ao seu próprio ritmo, de forma totalmente independente.
2.3 Sub-Módulo Painéis Didáticos
Os painéis didáticos, como o apresentado na Figura 4, não são mais do que os esquemas de funcionamento dos diversos sistemas presentes na documentação técnica da aeronave. A grande vantagem é que ao contrário da documentação, em que apenas é apresentada uma condição de funcionamento do sistema, neste simulador esses mesmos esquemas são interativos, refletindo a todo o momento as ações executadas pelos alunos nos painéis do cockpit.
Isto permite que este dispositivo seja útil não apenas para a execução de procedimentos normais e de emergência, mas também para um conhecimento mais aprofundado do funcionamento dos sistemas da aeronave, através da análise dos painéis didáticos. Os painéis didáticos são assim uma das principais vantagens de utilização deste simulador, uma vez que fornecem um feedback visual do funcionamento do sistema em causa aos alunos, ajudando-os a perceber o modo como os diferentes sistemas funcionam, e quais as consequências de determinada ação executada no cockpit da aeronave.
Figura 4– Exemplo de um Painel Didático – Trem de Aterragem. Cortesia Airbus / Empordef – Tecnologias de Informação
2.4 Posto de Instrutor
O Posto de Instrutor é o módulo que permite controlar toda a sessão de treino, podendo este controlo ser efetuado através do computador, ou de um tablet, permitindo assim uma maior proximidade entre o instrutor e as tripulações em formação. Este módulo do simulador consiste numa aplicação desenvolvida especialmente para permitir uma monitorização constante do exercício, sendo também através dela que o instrutor pode selecionar falhas num dado sistema, ou os painéis didáticos que os alunos poderão ver. Antes de iniciar o exercício podem ser configuradas as condições ambiente (pressão, temperatura e rumo da aeronave) bem como o aeroporto em que a aeronave se encontra, sendo este último especialmente importante, no caso de os procedimentos a executar estarem relacionados com o Sistema de Gestão de Voo (FMS). Durante o decorrer do exercício o instrutor poderá introduzir e remover as emergências que achar indicadas, ou alterar o painel didático que é mostrado aos alunos, permitindo numa única sessão de treino a execução de vários procedimentos e o estudo de vários sistemas.
3. CONCLUSÃO
O tipo de simulador apresentado tem revelado uma importância crescente na formação e treino de novas tripulações através do aumento do número de horas da sua utilização. Isto deve-se ao seu menor custo de operação, quando comparado com um simulador de voo ou com a utilização da própria aeronave. Um dos problemas com que várias companhias se deparam é a sobrecarga de utilização dos seus simuladores full-flight, podendo este dispositivo servir para uma familiarização inicial e diminuir o número de horas necessárias no simulador full-flight,ou no cockpit da aeronave.
Este tipo de dispositivos tem também vindo a ser utilizado quer para o treino de soft-skills querainda para o treino de CRM (Crew Resource Management) – interação e coordenação entre piloto e copiloto. A sua arquitetura COTS(Commercial Off The Shelf) baseada nas mais recentes tecnologias permite reduzir os custos de desenvolvimento e de operação quando comparado com simuladores full-flight,tornando possível a integração de novos requisitos sem um grau de dificuldade acrescido. Por todas as vantagens mencionadas anteriormente, estes dispositivos são uma mais valia para a formação e treino de tripulações, promovendo de forma eficaz a retenção de conhecimento num menor espaço de tempo e consequentemente um maior retorno para a indústria, através da utilização de dispositivos seguros e extensamente provados.
Referências
Allerton, D. J. (2010). The impact of flight simulation in aerospace. Aeronautical Journal,114(1162), 747–756. https://doi.org/10.1017/S0001924000004231
Bernard, M. (2012). Real Learning through Flight Simulation. FAA Safety Briefing, (October), 8–10. Retrieved from http://www.faa.gov/news/safety_briefing/2012/media/SepOct2012ATD.pdf
Dale, E. (1969). Audio-Visual Methods in Teaching(3rd Editio). New York: Holt, Rinehart, and Winston.
Durak, U., Becker, J., & Hartmann, S. (2018). Advances in Aeronautical Informatics. Technologies Towards Flight 4.0. Springer.
Page, R. (2000). Brief history of flight simulation. SimTecT 2000 Proceedings, 1–11. https://doi.org/10.1.1.132.5428
Reweti, S., Gilbey, A., & Jeffrey, L. (2017). Efficacy of Low-Cost Pc-Based Aviation Training Devices. Jour-Nal of Information Technology Education: Research, 16(16), 127–142. Retrieved from http://www.informingscience.org/Publications/3682
Sobre o autor
João Morgado
Doutorado em Engenharia Aeronáutica pela Universidade da Beira Interior.
Project Manager na Empordef – Tecnologias de Informação (www.eti.pt).
Docente e Coordenador da Licenciatura em Ciências Aeronáuticas no ISEC Lisboa (www.iseclisboa.pt).
