Autor: Matheus Lemes Navarro
Orientadora: Prof. Dra. Anna Paula Bechepeche
Pontifícia Universidade Católica de Goiás – Curso de Ciências Aeronáuticas
Artigo Científico de Conclusão de curso – TCC
Resumo
O presente artigo visou elaborar uma visão explicativa em torno da filosofia operacional conhecida como ETOPS (Extended Operations), uma operação que envolve aeronaves bimotoras percorrendo rotas remotas de longo alcance, onde fora apresentado seu processo de homologação, também o impasse econômico que este processo se tornou após determinado período de tempo. Conforme a indústria aeronáutica evoluía, operadores buscavam maneiras mais econômicas para se manterem ativos no mercado do transporte aéreo, o que surtiu certo impasse para operações de longo alcance, visto que órgãos reguladores ainda não haviam aprovado nenhuma iniciativa econômica para este tipo de operação. A revisão bibliográfica baseada em marcos históricos e regulatórios mostra o quanto aeronaves como o Boeing 777 já apresentavam tecnologia necessária para sanar os impasses e barreiras estabelecidos pelos órgãos reguladores quando se falava a respeito de uma aprovação ETOPS. Em virtude dos fatos mencionados, o avanço tecnológico, principalmente do Boeing 777, teve sua importância para a aceleração do processo de aprovação em operações ETOPS, quebrando barreiras de homologação e aproveitando o máximo que uma operação de longas distâncias poderia oferecer.
Palavras-chave: ETOPS, Boeing, operação, processo, homologação.
Abstract
The following article aims an explanatory vision around the operational philosophy known as ETOPS (Extended Operations), an operation that involves twin-engine aircraft performing long-range isolated routes, where will be presented its approval process, and also the economic issues that this kind of process had become after a certain period of time. As the aeronautical industry evolved, operators were looking for more economic paths to keep themselves stable in the air transport market, which lead to a certain dead-lock for long range operations, since regulatory agencies had not yet approved any economic startup for this kind of operation. The history and law markings literature reviewing showed how aircraft such as the Boeing 777 already presented the technology necessary to break through barriers established by regulations when ETOPS approval comes as subject. Because of these mentioned facts, the technological advance, mainly regarding the Boeing 777, had its role in the ETOPS process approval acceleration, expanding approval boundaries and making the most of what a long-range route operation could ever provide.
Keywords: ETOPS, Boeing, operation, process, approval
1. INTRODUÇÃO
É fato que o sonho do homem de superar as próprias limitações físicas e, literalmente, alçar grandes voos não é recente (FAJER, 2009). No ano de 1936, já era possível cruzar longas rotas a bordo de aeronaves, possibilitando interligar o mundo de maneira mais rápida, estas aeronaves já possuíam um nível de redundância de grupo moto-propulsão elevado para a época, totalizando o ideal de quatro motores ou mais para cruzar longas e remotas rotas. Tais fatos se deram devido aos grandes avanços tecnológicos pelos quais o mundo passou nos últimos tempos. Após o fim das grandes guerras, aeronaves passaram a exercer diversos papéis na sociedade (MACHADO, 2014), dentre elas, o transporte aéreo regular de longas distâncias.
Porém, este tipo de operação tinha seu custo elevado. Em meados do século XX, era mandatório que rotas remotas deveriam ser cruzadas apenas por aviões com mais de três motores equipados (FAA, 1953, FAR 121.161), isso se dava devido à falta de confiabilidade nos sistemas da época, motores convencionais possuíam uma maior chance de falha em voo. Conforme a indústria aeronáutica se aprimorava através dos tempos, via-se uma busca incessante pela performance e surgia a necessidade de mudanças em operações longas.
Ao sair da era dos motores convencionais para o início dos motores a jato, um avião com apenas dois motores já era capaz de manter a confiabilidade para rotas estendidas com performance similar a de aeronaves quadrimotoras, mantendo uma economia mais acessível ao operador, para isso, precisava-se que parâmetros fossem estabelecidos para manter um nível de segurança elevado nesta operação, já que sua redundância em motores fora reduzida pela metade.
Em 1985, foram estabelecidas as primeiras regras que regiam as operações estendidas em jatos bimotores, o ETOPS, uma filosofia criada visando encurtar as rotas percorridas por estas aeronaves, principalmente rotas que envolviam áreas remotas que dispunham de poucas alternativas viáveis. Para esta operação funcionar, era necessário que a frota bimotora em questão passasse por um rigoroso processo de aprovação, o qual com o passar do tempo, também mostrava barreiras econômicas, visto que a tecnologia embarcada nas aeronaves para a época já mostrava a confiabilidade necessária para as operações estendidas, o que ocasionou em mudanças na aprovação ETOPS, e o Boeing 777 teve um papel muito importante na implantação deste novo processo.
Portanto, para entender como a operação estendida chegou a este patamar, precisa-se analisar todo o seu processo técnico-operacional, quais parâmetros devem ser garantidos para manter níveis de segurança e redundância elevados, apresentar a capacidade da aeronave modelo 777 da fabricante Boeing em questão de nível em operação através de estudos específicos para a mesma e sua importância para os novos métodos de aprovação e regulação de operações estendidas.
Para isso, deve ser entendida a evolução do avião através dos tempos, estudada a necessidade de aeronaves com menos de quatro motores em operações longas sobre áreas remotas, observar os conceitos em torno do acrônimo ETOPS e como se dá a implantação da operação ETOPS na indústria aeronáutica, analisados os fatores que englobam tal operação, analisado o seu processo acelerado para obter uma aprovação neste regime operacional e, por fim, apresentada de forma sucinta a aeronave Boeing 777, mostrado como esta aeronave serviu como marco para mudanças drásticas para este processo de aprovação acelerado (CLARK, 2001).
Este artigo visa uma pesquisa baseada em dados regulatórios e históricos, com um método científico dedutivo, visto que serão apresentados fatos que mostram como o 777 quebrou barreiras estabelecidas pelos órgãos vigentes no âmbito das operações estendidas, utilizando-se da revisão bibliográfica como principal instrumentação para a obtenção de dados. Por fim, mostrar como o Boeing 777 foi importante para a aviação de longo alcance em sua época e atua até hoje nas operações ETOPS mostrando a que veio.
2. A HISTÓRIA
Com o avanço aeronáutico, por volta de 1936, ficou perceptível a necessidade, e assim, a possibilidade de alcançar localidades mais distantes (VISONI, CANALLE, 2009). Porém, havia um impasse: considerando as vastas áreas remotas ao redor do globo e percebendo que era inevitável que seriam necessárias rotas sobre estas áreas, ficou claro que os equipamentos fornecidos na época não ofereciam eficácia, muito menos segurança para percorrer longas distâncias. Motores à pistão demonstravam pouca confiabilidade e eficiência, além de sistemas rústicos nas aeronaves e regulamentações defasadas nos meios de tráfego aéreo. Isto levou a FAA a estipular o FAR 121.161, que dizia que aeronaves com menos de três motores não poderiam se afastar mais que 60 minutos de localidades próximas a costas e áreas remotas (FAA, 1953, FAR 121.161).
Através dos anos, começam a surgir no mercado, aeronaves mais sofisticadas, maiores, com motores mais potentes, na década de 1950 fora dado o início da era dos quadrimotores à reação. Estes quebraram várias barreiras, afinal, possuíam a segurança necessária para grandes rotas, além de performances muito superiores comparadas a aeronaves convencionais. Porém, em alguns anos, esta atividade começou a mostrar suas limitações para operações em longas distâncias por vários motivos: consumo de combustível elevado, poucas opções de mercado para operadores, dentre outros. Eram necessários novos estudos para essa operação (BACHTEL, 2013).
Pouco mais tarde, surgiam novas tecnologias, empregando apenas dois motores à reação em aeronaves de porte semelhante as quadrirreatoras. Aeronaves como o então Boeing 767, que teve seu início de serviço na década de 1980, já conseguiam obter performance semelhante de suas antecessoras, porém com um custo menos elevado. Reduzindo este custo, teoricamente, a sua segurança seria afetada, já que a redundância em seus motores fora, então, reduzida pela metade. Com os postos empasses, foi concluído que algo teria que mudar. Apesar da barreira regulatória já era possível utilizar uma aeronave bimotora para realização de missões de longo alcance. Com alta tecnologia para a época, motores mais potentes, porém, mais silenciosos e econômicos, a era do Turbofan teve seu início oriunda da necessidade e busca pela economia (BATCHEL,2013).
No decorrer dos anos 80, com estes fatores econômicos/tecnológicos já se demonstrando como problemáticos para a evolução aeronáutica, a Organização de Aviação Civil Internacional (OACI) iniciou estudos para a implantação de uma nova filosofia para operação bimotora em áreas remotas. Em 1984, é publicado em seu anexo 6, a emenda estipulando Padrões para Operações Bimotoras de Alcance Estendido (ICAO 1984, anexo 6, cap.4). Logo no ano seguinte, a FAA implanta o regulamento 120 minutos, tratando da mesma operação estendida para 120 minutos em rota (BATCHEL, 2013). É dado o início da era ETOPS.
3. ETOPS
Extended Twin-Engine Operations Performance Standards, Extended-range Twin- engine Operations (FAA), ou, atualmente, Extended Operations (ICAO), enfim, todas estas variantes se unem em um acrônimo, ETOPS, tem como definição pela FAA como “operação estendida por voos conduzidos sobre uma rota que contém certo ponto de alternativa à uma distância maior que uma hora de voo, em condições de operação monomotor, em voo de cruzeiro, e condições padrão de atmosfera” (FAA, 2008 AC120-42B).
Todas estas definições circulam em torno do principal conceito de ETOPS, possibilitando o voo sobre rotas remotas à bordo de aeronaves bimotoras a fim de garantir a segurança da operação. Ou seja, sem uma aprovação ETOPS, uma aeronave deve ser capaz de, se ocorrer falha de um motor, aterrissar seguramente em um aeródromo distante até 75 minutos de voo (para aeronaves bimotoras, ou 180 minutos para aeronaves com mais de dois motores), considerando-se velocidade de cruzeiro com um motor inoperante, atmosfera padrão e ar calmo. Portanto, é em função deste limite de tempo que o procedimento ETOPS existe. Seu objetivo é permitir que o detentor de certificado opere suas aeronaves além deste limite de afastamento (de acordo com o Tempo Máximo de Desvio aprovado pela autoridade aeronáutica local), possibilitando voos de longo alcance sobre áreas carentes de aeródromos adequados para alternativas caso haja alguma falha importante em voo. Para este estudo é importante entender, inicialmente, a definição de “áreas remotas” (ANAC, 121.161. 2010).
É bem comum observar uma forma de definir ETOPS como um padrão de operação sobre áreas transoceânicas, o que, de fato, é aplicável, mas não completo. Uma área remota, ou “Área ETOPS de um voo” tem como definição um ponto de rota onde se encontram poucos aeródromos de alternativas cabíveis para a operação de certa aeronave detentora de seu certificado (DESANTIS, 2013), tal ponto, nem sempre, consiste em ilhas no meio de extensos oceanos, podemos levar em consideração áreas de desertos, rotas polares e zonas desabitadas. Entendido isto, agora devem ser abordadas outras definições para futuros esclarecimentos. Todas as definições a seguir são de autoria da Federal Aviation Administration.
3.1 Alternativa ETOPS
A começar pelo elemento mais importante de toda a operação, o aeródromo de alternativa ETOPS consiste em um campo que preenche todos os requisitos operacionais para aquela aeronave detentora do certificado. Um aeródromo é considerado adequado quando satisfaz os requisitos de performance da aeronave em questão, dispondo ainda das facilidades, dos equipamentos e dos serviços adequados para a operação proposta. Devem ser considerados aspectos como dimensões, resistência e superfície das pistas, obstruções,facilidades, proteção ao público (security), sinalização e auxílios luminosos, auxílios à navegação e aproximação, comunicação, horário de funcionamento e controle de tráfego do aeródromo em questão.
Para que o aeródromo de alternativa possa ser utilizado para alternativa ETOPS, dentre suas demais conformidades, o campo também deve apresentar condições meteorológicas favoráveis para a operação no momento em que se veja necessária usar de sua alternativa, que se propiciem uma ampla garantia de que a aproximação e o pouso podem ser seguramente completados com um motor e/ou sistemas inoperantes, no caso em que um desvio para uma alternativa em rota torne-se necessário. (ANAC 121.161. 2010)
3.2 Área de operação ETOPS
Consiste em uma delimitação circular, marcada a partir dos respectivos aeródromos de alternativa ETOPS na rota com área estimada baseada no tempo de voo de seu devido certificado. A figura 01 mostra a diferença entre operações ETOPS e não ETOPS, que consiste em círculos partindo de cada aeródromo onde:
Círculos internos delimitam o começo e o fim da área de operação ETOPS. Círculos tracejados definem os limites de área ETOPS para a regra de 120 minutos.
Figura 01 – Rota Londres para Nova Iorque sob ambas as regras 60 minutos e 120 minutos ETOPS. Fonte: DUTCHOPS, 2012
3.3 Aprovação ETOPS
Como considerações iniciais para este tópico, é interessante deixar claro que não é somente uma aeronave que recebe a certificação ETOPS perante à fabricante, e sim, a companhia que opera tal aeronave. Isto se dá para que se mantenha um padrão entre as companhias e assim, garantir a segurança na operação ETOPS. Para a obtenção de uma aprovação ETOPS em uma companhia, são necessários dois passos: (ANGEL; PAUL, 2007)
- O fabricante da aeronave deve obter uma aprovação com a respectiva autoridade aeronáutica, mostrando o tipo aplicável à combinação avião-motor. O fabricante deve mostrar que este conjunto oferece confiabilidade para o serviço, de acordo com os requisitos para operações de alcance
A aprovação da combinação avião-motor é baseada em uma relação conhecida como “índice de desligamento de motor em voo”, uma relação a nível mundial que estabelece o limite de 0,05 desligamentos para cada 1000 horas de operação em ETOPS 120 minutos e 0,02 desligamentos para cada 1000 horas de operação em ETOPS 180 minutos (FAA, 2008 AC120-42B). Conforme mostrado na figura 02, é possível entender como este índice de desligamento em voo difere as operações ETOPS de outras operações antecessoras, dentre motores convencionais e jatos mais antigos.
Figura 02 – Falhas de motor por horas voadas ETOPS. Fonte: ANGEL; PAUL, 2007
- A Companhia aérea deve obter a aprovação de operação ETOPS, demonstrando à respectiva autoridade aeronáutica que:
- Pode operar a aeronave de maneira segura em condições ETOPS;
- Pode manter o alto nível de confiabilidade na composição avião-motor;
- Conta com programa específico para manutenção ETOPS;
- Conta com programa de capacitação de pessoal voltado para tal operação em específico;
- Deve realizar voo de validação
- Conta com as respectivas autorizações e homologações anteriores da
Para a homologação ETOPS de certa aeronave, a companhia em questão deveria preencher os requisitos e manter a operação padronizada limitada, por um período de tempo de até dois anos, a chamada “homologação por tempo de serviço”. Este tipo de processo, apesar de seguro, não proporcionava o maior almejo das operadoras destas aeronaves bimotoras, a economia.
4. PROCESSO ACELERADO DE HOMOLOGAÇÃO ETOPS
Desde o início das operações ETOPS, já era observado que o sistema de propulsão de aeronaves bimotoras apresentava um elevado nível de segurança, o que chegou ao ponto de que o processo baseado por tempo de serviço já não era mais economicamente e tecnologicamente viável. (TCCA, 2012).
Jatos birreatores que planejavam voar ETOPS já apresentavam as mesmas redundâncias em seus sistemas que aeronaves com mais de dois motores. Aeronaves consideradas a segunda geração do voo ETOPS, o Boeing 777 e o Airbus A330 saiam de fábrica com especificações voltadas para viagens longas, de forma que era eliminada a necessidade de modificações para sua homologação ETOPS. Operadores de aeronaves bimotoras de longo alcance que visavam operá-las em regime ETOPS enfrentavam barreiras em seu processo de homologação, levando à certos empecilhos econômicos (CLARK, 2001).
4.1 Processo em serviço
O processo de aprovação comum em ETOPS, ou “processo de homologação por tempo de serviço” consiste em uma operação inicial, logo após o processo de montagem da aeronave, de 75 a 90 minutos em ETOPS, então, após aproximadamente 12 meses de experiência, a mesma aeronave receberia a concessão de operar em 120 minutos ETOPS, este mesmo processo se repetiria para a concessão em uma operação de 180 minutos em alcance estendido (BOEING, 2009). Este tempo de espera não se mostrou aceitável para os operadores das aeronaves, levando as autoridades a repensarem e implantarem um novo processo de aprovação de forma acelerada (CLARK, 2001).
4.2 Definição do processo acelerado
O processo acelerado de certificação ETOPS consiste na aeronave já sair de fábrica aprovada na regra 180 minutos, após o seu início de operação, ela terá a possibilidade, dependendo do órgão regulador, em obter a aprovação para ETOPS entre 207 e 240 minutos para divergências em rota, eliminando a barreira do tempo de serviço requerido. Por fim, após aproximadamente 24 meses de operação em rotas remotas, sendo estas, ao menos 12 meses em regime de 240 minutos, finalmente poderá atingir o maior patamar ETOPS da atualidade, podendo alcançar até 330 minutos neste regime (BOEING, 2009). Podemos obter uma melhor comparação dos dois processos de aprovação ETOPS na figura 03 a seguir.
Figura 03 – Método de certificação convencional vs. Método Acelerado – Fonte: BOEING, 2009
4.3 Requisitos para aprovação.
A aprovação de uma operação em ETOPS através de um processo acelerado permite a redução do termo “tempo em serviço” para aeronaves que vão percorrer tais rotas, baseado no programa ETOPS já presente dentro do regime de certo operador.
