O futuro das operações de piloto único - principais considerações e desafios – Parte 4 - final

Por Comandante Bassani - ATPL/B727/DC10/B767 - Ex-Inspetor de Acidentes Aéreos SIA PT.

voopessoal@gmail.com  - Dez/2024

Alocação de funções de automação humana em operações de piloto único (SPO)

Opções de configurações

Em SPO, o comandante a bordo e os operadores de solo colaboram com automação avançada para garantir a segurança e eficiência do voo. A alocação de funções de automação humana é influenciada pelo custo, tecnologia e complexidade operacional.

As seguintes configurações foram exploradas:

• Opção A: substituir o primeiro oficial por um operador de solo. Embora exija alta automação (por exemplo, links de dados avançados), este modelo oferece pouca vantagem de custo.

• Opção B: substituir o primeiro oficial por automação de cabine altamente avançada. Isso reduz pela metade os requisitos do operador, mas vem com altos custos de desenvolvimento, tornando-o potencialmente neutro em termos de custo.

• Opção C: uma abordagem equilibrada que requer automação moderada e menos operadores do que as operações convencionais, oferecendo a solução mais econômica.

A implementação ideal visa características semelhantes à opção C, equilibrando a sofisticação da automação e o custo operacional.

Requisitos de automação do cockpit

A automação deve aprimorar, não substituir as capacidades humanas para manter a segurança, a consciência situacional (situational awareness - SA) e a retenção de habilidades. Duas capacidades críticas de automação foram identificadas:

Interação e troca de tarefas

• A automação deve atuar como um membro da equipe, comunicando claramente suas ações, confirmando parâmetros críticos e notificando a conclusão da tarefa.

• A alocação de tarefas deve ser flexível, permitindo transferências perfeitas entre o comandante, a automação e os operadores de solo.

• A automação deve auxiliar em tarefas de memória, como listas de verificação, lembretes e recuperação de dados, apoiando o comandante sem prejudicar o engajamento cognitivo.

• Monitoramento da saúde do piloto

• A automação deve monitorar o estado fisiológico e comportamental do comandante usando sensores não intrusivos (por exemplo, frequência cardíaca, rastreamento ocular, EEG).

• O monitoramento comportamental inclui a verificação de entradas de controle, padrões de varredura e tempos de resposta.

• Os operadores de solo podem complementar esse monitoramento por meio de feeds de vídeo e comunicações.

• Se a incapacitação for detectada, o controle deve mudar para os operadores de solo ou automação da cabine para garantir um pouso seguro.

Estrutura de colaboração

O SPO eficaz requer colaboração dinâmica entre o comandante, operadores de solo e automação. Cada operador deve se adaptar às mudanças de papéis em cenários nominais e não nominais:

• Falha de automação: o comandante e os operadores de solo devem lidar com o controle de voo se a automação apresentar mau funcionamento.

• Perda de comunicação: o comandante e a automação de bordo devem garantir a segurança do voo se o contato com os operadores de solo for perdido.

• Operações de rotina: o compartilhamento de tarefas deve se adaptar a cargas de trabalho variáveis, como o comandante fazendo pausas ou pilotando a aeronave manualmente.

  
  

O conceito SPO depende de uma parceria humano-automação cuidadosamente equilibrada. A estrutura proposta informa o design dos estudos de simulação humano-no-loop da NASA, orientando futuras implementações RCO/SPO em direção à viabilidade tecnológica, viabilidade econômica e segurança descomprometida.

Principais considerações e desafios

As operações com um único piloto (SPO) e as operações com tripulação reduzida (RCO) são modelos emergentes na aviação, projetados para reduzir a tripulação no cockpit mantendo a segurança e a eficiência operacional. Organizações como a NASA e iniciativas europeias como o projeto ACROSS estão desenvolvendo estruturas operacionais abrangentes (ConOps) para implementar esses modelos.

Contexto histórico

A aviação evoluiu de tripulações de cinco membros na década de 1950 para a configuração padrão atual de dois pilotos, graças aos avanços tecnológicos. A transição para o modelo SPO, no entanto, exige automação mais avançada e sistemas de suporte em solo.

Estruturas operacionais e desafios

Três elementos essenciais definem um modelo de SPO bem-sucedido:

1. Automação avançada: os sistemas futuros devem ir além das ferramentas atuais, lidando com tarefas rotineiras e emergências, incluindo a capacidade de pouso totalmente autônomo.

2. Suporte em solo: operadores em solo devem ajudar nas tarefas complexas ou assumir o controle se o piloto se incapacitar, exigindo novos modelos de Gerenciamento de Recursos de Tripulação (CRM) e comunicações seguras de alta velocidade.

3. Segurança e proteção: links de comunicação seguros e de baixa latência, com criptografia e autenticação avançadas, são fundamentais. Sistemas como o ACARS são obsoletos e precisam de atualizações, como o Protected ACARS e redes de banda larga de última geração, como a OneWeb.

   
   

Implicações econômicas e práticas

Embora o SPO possa reduzir os custos da tripulação de cabine em até 50%, os investimentos iniciais em automação, infraestrutura em solo e comunicações seguras são significativos. A viabilidade econômica depende de economias a longo prazo, aprovações regulatórias e prontidão tecnológica.

Caminho para Implementação

A transição para o SPO deve ocorrer de forma gradual:

1. RCO Militar: já explorado pela Força Aérea dos EUA, com missões de longa distância usando tripulações reduzidas apoiadas por novas tecnologias de monitoramento.

2. RCO Civil: as lições das aplicações militares guiarão a adoção do RCO no transporte comercial de carga e passageiros.

3. SPO de Carga: mais fácil de implementar que o SPO de passageiros, exigindo automação avançada e design centrado no ser humano.

4. SPO de Passageiros: a fase mais desafiadora, exigindo confiança pública, certificações regulatórias e uma reformulação completa das operações de cabine de comando.

   
   

Funções dos Operadores em Solo

Os operadores em solo terão um papel central no SPO, lidando com tarefas que variam desde o planejamento pré-voo até o suporte em emergências. Dois possíveis modelos organizacionais incluem:

• Unidades Híbridas: operadores gerenciam várias aeronaves e respondem a emergências conforme necessário.

• Unidades Especializadas: operadores se concentram em tarefas específicas, como despacho ou suporte ao comandante.

Alocação de Funções entre Humanos e Automação

Equilibrar os papéis humanos e automáticos é fundamental para o sucesso do SPO. O modelo ideal combina automação moderada com suporte econômico de operadores em solo. A automação deve:

• Comunicar-se claramente: anunciar a conclusão de tarefas e fornecer atualizações críticas.

• Apoiar a tomada de decisões: ajudar os pilotos com listas de verificação, lembretes e ferramentas de percepção situacional.

• Monitorar a saúde do piloto: usar sensores não intrusivos e monitoramento comportamental para detectar incapacitações, permitindo que operadores em solo ou a automação assumam o controle.

Conclusão

A implementação do SPO transformará a aviação, impulsionada pelos avanços tecnológicos, redes de comunicação seguras e colaboração humano-automação. Uma introdução gradual, começando com o RCO militar e chegando ao SPO de passageiros, permitirá ajustes progressivos na tecnologia, nas operações e na aceitação pública, garantindo uma aviação segura, eficiente e economicamente viável no futuro.