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CAPÍTULO 1 INTRODUÇÃO AO PROJETO AERONÁUTICO

Este primeiro capítulo tem por objetivo apresentar de forma suscinta e objetiva os conceitos relacionados ao processo de desenvolvimento do projeto e fabricação de um produto, bem como conceitos relativos à organização e gerenciamento deste projeto e construção. Desta forma, o capítulo está dividido em duas partes, uma dedicada à metodologia de projeto e desenvolvimento de produtos e uma segunda parte de técnicas e formas de organização e administração de todas as atividades envolvidas, ou seja, como que este desenvolvimento do produto é gerenciado.

Sempre que possível, ou necessário, os conceitos que estão colocados em termos genéricos, aplicáveis a qualquer tipo de projeto, serão particularizados para o projeto e construção de modelos para o concurso SAE AeroDesign, sendo esta particularização salientada no texto com uma diferente formatação de fonte e margens, como neste parágrafo.

O termo projeto é um termo amplo, que pode ter diferentes definições e abrangências, conforme a literatura apresenta. Dentro do escopo deste texto, vamos definir projeto como sendo um conjunto de atividades interrelacionadas que têm por objetivo conceber e definir completamente um produto, de forma que possa ser produzido. O projeto de um produto inicia quando é estabelecida a necessidade deste produto. O conceito de produto aqui discutido pode ser pensado como o mais amplo possível, como por exemplo, um novo automóvel, um equipamento industrial, um software, um processo de fabricação, etc..

No caso do concurso SAE AeroDesign o produto não é, como poderiamos pensar, o modelo da competição, mas sim obter uma pontuação e classificação expressivas. Desta forma o projeto da participação na competição inclui o projeto do modelo, mas também a construção, testes, relatório, apresentação, etc.

Conforme será detalhado mais à frente, de uma forma simplificada o desenvolvimento de um dado produto segue um processo formado pelas etapas: Pesquisar informações; Projetar; Construir: Testar; Avaliar. Se na avaliação o resultado é satisfatório, o desenvolvimento evolui para a próxima fase. Caso contrário é necessário realimentar o processo e alterar o projeto. Este processo evolui partindo de uma fase inicial, onde se tem apenas uma visão global, macroscópica do produto, na qual este está muito pouco definido, para uma fase que tem uma visão focada em cada um dos diferentes detalhes do produto, que, ao final do projeto, definem completa e inequivocamente o que é o produto. As etapas construir e testar podem atuar sobre modelos físicos, como protótipos ou maquetes, ou sobre modelos virtuais, como modelos computacionais. No primeiro caso os testes serão efetuados sobre o protótipo e algumas grandezas serão medidas. No caso do modelo virtual os testes serão simulações a que os modelos serão submetidos.

2 - INTRODUÇÃO AO PROJETO AERONÁUTICO EDISON DA ROSA

1.1 O PROCESSO DE DESENVOLVIMENTO DE PRODUTOS O desenvolvimento de produtos, seja uma máquina, um equipamento, um eletrodoméstico, um software, e no caso de interesse, uma aeronave não tripulada, radio-controlada, segue tipicamente uma seqüência de etapas que pode ser descrita como:

DESCRIÇÃO: Definição de necessidades e busca de informações; Busca da concepção do produto; Desenvolvimento do "layout" e parâmetros básicos; Complementação do projeto e detalhamento; Construção; Teste; Avaliação.

ETAPA DE PROJETO: Projeto Informacional Projeto Conceitual Projeto Preliminar Projeto Detalhado

Esta seqüência deve ser efetuada a diferentes níveis de detalhamento, ou seja, a nível do produto como um todo (nível macro), a nível de sistemas e montagens e a nível de peças e seus detalhes (nível micro). É o que pode-se chamar de projeto com foco cíclico, macro ⇒ micro ⇒ macro. O projeto sempre inicia como uma ação de resposta a uma necessidade detectada e que deve ser atendida. As etapas de definição de necessidades e busca de informações é o que mais recentemente se está denominando de projeto informacional. No projeto informacional devemos ter muito bem definidos todos os requisitos (o que o produto DEVE ser) e todas as restrições (o que o produto NÃO DEVE ser). De uma forma geral podemos definir então atributos do produto, divididos entre os desejáveis (requisitos) e os indesejáveis (limitados por restrições). A busca de informações deve contemplar também aspectos legais relativos ao tipo de produto, bem como dados para comparação com produtos similares, com o uso de parâmetros adimensionais para comparação, quanto a características de desempenho e outros requisitos e restrições.

Para o concurso SAE AeroDesign um banco de dados de modelos de anos anteriores é muito útil, para balizar em um novo projeto as características aerodinâmicas, dados de desempenho e soluções estruturais.

O principal requisito de um produto é o seu requisito funcional, ou seja, o requisito que define a função a que o produto deve atender, ou seja, a razão de ser do produto. Outros requisitos em geral estão presentes. As restrições impõe limitações (valores máximos e mínimos) ao projeto, como de dimensões, de volume, peso, desempenho, custo, prazos, etc. O objetivo do projeto informacional é gerar as especificações de projeto do produto, que é uma quantificação dos requisitos e restrições, que em geral são colocadas de uma forma qualitativa. Os requisitos e restrições podem também estar relacionados com outros aspectos do produto, como manufatura, montagem, manutenção, etc, como restrições de tempo de fabricação, disponibilidades de máquinas e ferramentas, etc..

Atender a todos os requisitos, respeitando ao mesmo tempo às restrições é fazer uma boa engenharia de projeto.

A etapa de concepção do produto gera o chamado projeto conceitual, no qual se tem uma idéia de como será o produto, um esboço do mesmo, com os princípios de solução de cada sistema indicados. O projeto conceitual gera assim uma solução para o produto, com uma configuração que deve ser refinada e detalhada nas próximas etapas do processo de projeto. DESENVOLVIMENTO DO F-22. Um exemplo interessante de evolução de um projeto diz respeito ao desenvolvimento do F-22, caça de quinta geração. O desenvolvimento do projeto iniciou com o conceito do que seria um caça ATF, caça tático avançado, que iniciou a ser discutido em 1971. Este conceito foi evoluindo internamente na força aérea americana, USAF. A seguir segue um breve resumo da evolução do projeto até os dias de hoje.


Em 1981 a USAF lançou um convite (RFI) à nove empresas da indústria aeroespacial (sete empresas responderam) para o desenvolvimento de conceitos do que seria um caça ATF. Este novo caça deveria substituir os F-15, então recém introduzidos em operação, a partir do final da década de 90. 1982: São apresentados os estudos do desenvolvimento de conceitos. O projeto da Northrop focou na simplicidade, com um avião pequeno e ágil, com 8 toneladas de peso total estimado. Já a Lockheed desenvolveu um projeto bastante sofisticado, com alta tecnologia embutida, como empuxo vetorado, canards retrácteis, etc, resultando em um projeto com 53 toneladas de peso. Com base nos estudos preliminares, ainda em 1982 a USAF redefine os requisitos para o ATF. Um dos pontos ressaltados foi o de um projeto com características furtivas. Outro ponto é a capacidade de vôo "supercruise", ou seja, voar a velocidades supersônicas sem o uso de pós-combustão nas turbinas. 1983: É feita a solicitação de propostas de desenvolvimento do ATF de acordo com os novos requisitos. Ao mesmo tempo é lançada a solicitação para o projeto dos motores, com a participação da General Electric e da Pratt & Whitney. 1984: Os requisitos do projeto ATF convergem para um avião de 22,7 toneladas de peso máximo de decolagem. Velocidade de cruzeiro desejada de M 1,5. Distância de decolagem de 610 m. Aceleração ao nível do mar de M 0,6 a M 1,0 em 20 s. Capacidade de aceleração lateral em curvas de 6 g, a 1,5 M. 1985: Apresentado o "Request for Proposal", RFP, para a fase de demonstração de conceitos e validação dos mesmos. Não se exige ainda a construção de protótipos de vôo. 1986: RFP suplementar para a construção de protótipos, o YF-22 e o YF-23, das duas empresas escolhidas, Lockheed e Northrop, com primeiros vôos em 29/09/1990 e 27/08/1990 respectivamente.

Figura 1.1 - Protótipos de demonstração de conceito YF-22 e YF-23. Modelo definitivo do F-22.

1990: RFP para propostas de desenvolvimento de engenharia e manufatura, "Engineering and Manufacturing development", EMD. 1991: Em abril é definido o YF-22 como o projeto vencedor, usando motor P&W. 1997: Em 09/04/1997 sai o primeiro F-22A de produção. Em 07/09/1997 é feito o primeiro vôo deste. 1999: Os protótipos são testados com êxito com ângulos de ataque de até 60º. 2001: É assinado contrato de fabricação para 331 unidades. 2002: É fabricado o último modelo do programa inicial de testes operacionais. 2003: Conclusão dos testes de vôo com nove aviões, mais de 4 000 horas de vôo. Encerrado o EMD. 2005: Introdução progressiva em serviço do F-22. Referências, ver:

http://www.invisible-defenders.org/programs/yf-23/yf-23_prog-hist.htm http://www.combatsim.com/archive/htm/htm_arc1/atfighter.htm http://www.codeonemagazine.com/archives/1998/articles/apr_98/apra_98.html

http://www.invisible-defenders.org/programs/yf-23/yf-23_prog-hist.htm

http://www.combatsim.com/archive/htm/htm_arc1/atfighter.htm

http://www.codeonemagazine.com/archives/1998/articles/apr_98/apra_98.html


Durante a fase de concepção é essencial a busca de várias idéias e concepções alternativas, para poder comparar o desempenho destas e como que cada uma atende aos requisitos e restrições. Deve-se buscar ao menos umas três diferentes concepções, pois "a primeira idéia é sempre ótima, pena que nunca funciona". Podemos dizer que o projeto se desenvolve em diferentes níveis hierárquicos, passando de um nível para o outro de forma cíclica. Os níveis hierárquicos são PRODUTO, SISTEMA ou MONTAGEM e PEÇA. O projeto conceitual usa as especificações de projeto e gera um "layout" básico do produto, com indicação dos diferentes sistemas e dispositivos que foram idealizados. Este "layout" estabelece a configuração do produto, apresentando as soluções de forma esquemática. O projeto conceitual inicia com o requisito funcional do produto, o qual deve ser analisado e assim o projetista estabelece algumas formas alternativas para a estrutura funcional do produto. Esta estrutura funcional é a subdivisão da função global do produto em funções parciais até o nível de funções elementares. Estas são definidas como as menores funções da estrutura, que não podem ser mais subdivididas. Resumidamente o projeto conceitual gera a estrutura funcional e a partir deste, buscando como implementar cada função, é desenvolvida a estrutura dos chamados princípios de solução. Um princípio de solução é como que na prática uma certa função será desempenhada. A estrutura de princípios de solução pode ser usada para estabelecer o "layout" básico do produto, que em outras palavras é alocar espaço físico e esboçar os diferentes princípios de solução, quanto a sistemas, montagens, peças.

Função Global

do Produto

Função Parcial

do Produto

Função Local

da Peça

. . . .

Função Parcial

do Produto

Função Parcial

do Produto

Função Elementar

do Produto

Função Elementar

do Produto

Função Global

da Peça

Grupo Funcional

da Peça

Função Global

da Peça

Função Local

da Peça

. . . .

. . . .

Grupo Funcional

da Peça

Grupo Funcional

da Peça

}EstruturaFuncionaldo Produto

EstruturaFuncionalda Peça}

Figura 1.2 - Estrutural funcional do produto, suportada pela estrutura funcional das peças.

Detalhado

Conceitual

Preliminar

FOCO MACRO

( PRODUTO )

FOCO MÉDIO

Preliminar

( SISTEMA )

FOCO MICRO

Preliminar

( PEÇA )

Detalhado Detalhado

Conceitual Conceitual

Figura 1.3 - Ciclo de desenvolvimento do projeto: Produto ⇒ Sistema ⇒ Peça ⇒ Sistema ⇒ Produto. Esta figura ilustra o interrelacionamento entre os três níveis hierárquicos de foco do produto, Macro, Médio e Micro, durante as etapas de projeto conceitual, projeto preliminar e projeto detalhado. O projeto evolui de macro para micro e volta a macro, para avaliar os efeitos das decisões tomadas a nível de peça,


sobre o sistema e sobre o produto como um todo. O ciclo inicia a nível macro, com a concepção global do produto, descendo para sistemas e montagens, chegando finalmente na concepção de cada peça. O processo é assim do tipo top-down, porém sofrendo realimentação para os níveis mais altos. Este ciclo é excecutado várias vezes durante o projeto, até que o projeto conceitual e o preliminar estejam concluídos. Neste ponto inicia o detalhamento do projeto, que tem uma trajetória inversa, botton-up, ou seja, iniciando a nível de peça, evoluindo para sistema e finalmente a nível de produto. Assim, o projeto detalhado do produto é a soma dos projetos detalhados de cada peça e de cada montagem e sistema. CONCEITOS DE ENGENHARIA SEQÜÊNCIAL E ENGENHARIA SIMULTÂNEA.

Tradicionalmente a engenharia de projeto adota uma divisão entre as diferentes etapas e uma nova etapa só inicia quando a anterior é praticamente finalizada. Cada nova etapa que inicia tem um custo tipicamente dez vezes maior do que a anterior. Uma série de problemas são oriundos desta filosofia, como um longo tempo e um maior custo de desenvolvimento. Quando problemas são detectados nas etapas mais avançadas, o projeto deve ser parcialmente refeito.

Preliminar

Detalhado

Construção

Testes

Avaliação

Conceitual

Figura 1.4 - Seqüência de etapas em um processo tradicional de projeto.

O conceito de Engenharia Simultânea surgiu buscando acelerar o desenvolvimento de um produto, com várias etapas ocorrendo de forma conjunta, simultânea, usando equipes multidisciplinares. Estas equipes podem prever dificuldades antes do desenvolvimento seguir adiante, com investimentos cada vez mais elevados. Pela superposição das etapas existe a possibilidade de correções durante o desenvolvimento, sem grande prejuizo de tempo e recursos investidos.

Preliminar

Detalhado

Construção

Testes

Avaliação

Conceitual

Figura 1.5 - Seqüência de etapas em um processo de projeto usando Engenharia Simultânea.

TIPOS DE PROJETO: Projeto inovativo: Quando um produto novo é desenvolvido, sem que a empresa tenha experiência anterior com este tipo de produto; Projeto evolutivo: Quando a empresa já possui um produto similar que atende à necessidade, mas deverá ser melhorado, reprojetado. Projeto de ponta: Quando as soluções adotadas são novas, com concepções e princípios inovadores. Projeto tradicional: Ocorre na condição na qual o projeto adota soluções já usadas, testadas e avaliadas em produtos similares. No caso específico de uma aeronave, as diferentes etapas do processo de projeto contém, de forma típica, as seguintes atividade:


PROJETO CONCEITUAL Especificações; Estudo paramétrico (banco de dados de aeronaves similares); "Layout" da fuselagem; "Layout" da asa (projeto aerodinâmico); "Layout" do avião completo; PROJETO PRELIMINAR Estimativa de massa; Avaliação aerodinâmica (curva polar, performance); "Layout" do trem de pouso; Requisitods de decolagem e aterrisagem (flap design); Cálculos do CG e de inércia; Estabilidade e controle; Simulação de vôo; Estimativas de performance; "Layout" geral da aeronave; Análise de cargas e projeto estrutural; PROJETO DETALHADO. Projeto de sistemas; Dimensionamento e projeto de peças; "Layout" detalhado da aeronave; Desenho de peças; Desenho de montagem; Desenho de manutenção; Planejamento de processos de fabricação. 1.2 CONSTRUÇÃO A construção de um modelo ou protótipo, relacionado ao desenvolvimento de um produto, sempre envolve um grande volume de trabalho artesanal, em geral meticuloso e demorado, exigindo técnica, treinamento e paciência. A construção de um protótipo pode ser feita de diferentes formas, usando diferentes materiais, dependendo do tipo e finalidade do protótipo. No caso da indústria automobilística é comum o uso de uma centena de protótipos, antes do lançamento de um novo veículo. Um dos primeiros protótipos a ser construído é o protótipo funcional, que procura demonstrar a viabilidade da concepção. Normalmente este pode ser feito com materiais mais simples, diferentes dos que serão usados na construção final. Estes protótipos funcionais são em geral muito trabalhados, alterados, para testar diferentes configurações ou dimensões geométricas, etc. Os protótipos de desempenho tem por objetivo testar as capacidades funcionais do projeto, sendo importante a configuração adotada e os equipamentos, não tanto os materiais e processos de fabricação. Estes protótipos são posteriores aos funcionais, pois permitem verificar a capacidade do projeto desempenhar a função pretendida. Os protótipos funcionais verificam a funcionalidade do projeto de um modo qualitativo. Os protótipos de desempenho o fazem de forma quantitativa. Com o projeto bem definido os protótipos de durabilidade devem ser construídos e ensaiados. Estes protótipos visam caracterizar, por exemplo, a capacidade de carga de sistemas estruturais, a resistência ao desgaste de uma superfície, etc.. Estes protótipos normalmente sofrem ensaios destrutivos, pois deseja-se em geral verificar a máxima capacidade do projeto. Os protótipos de durabilidade não necessitam ser do produto completo, mas do sistema ou peça que deve ser testado, desde que as solicitações atuantes possam ser corretamente aplicadas durante o teste. Em projetos aeronáuticos os testes de capacidade de carga são efetuados normalmente sobre dois protótipos, um para cargas estáticas e outro para cargas de fadiga.


Figura 1.6 - Falha de um protótipo em teste estático de carga. Outro tipo de protótipo é o de processo, no qual as técnicas de fabricação são testadas. Estes protótipos em geral são similares às peças reais, para verificar a viabilidade do processo de fabricação. Assim, para testar a fabricação de uma asa em material composto, moldada a vácuo, com núcleo de espuma, uma pequena seção já é suficiente. Vários protótipos de processo podem ser necessários. Adicionalmente ao tipo de protótipo, podemos classificá-los quanto à abrangência, ou seja, quanto ao nível da estrutura do produto onde o protótipo se encontra. Desta forma, podemos ter um protótipo de durabilidade a nível de peça, ou a nível de todo um sistema. Um protótipo de desempenho pode ser um protótipo do produto completo. A abrangência do protótipo pode ser a nível de peça, a nível de sistemas ou montagens e a nível de produto.

No caso do concurso SAE Aerodesign recomenda-se, em especial para equipes iniciantes, a construção de três protótipos do modelo, P1, P2 e P3, ao longo do desenvolvimento do projeto, normalmente durante oito meses, de março a outubro. As equipes já experientes podem prescindir do protótipio P1. Estes protótipos são definidos a seguir. P1 - É um protótipo que tem por objetivo familiarizar a equipe com a construção de aviões em escala, com as dificuldades iniciais. Deve ser um projeto simples, tradicional, respeitando as regras do concurso SAE AeroDesign. É uma plataforma para testar técnicas de fabricação, treinar o vôo, testar conceitos e desempenho. Em resumo, P1 serve para a equipe ganhar experiência em construção e vôo. Deve-se usar as técnicas de construção as mais simples e tradicionais possíveis. P2 - É o modelo com a configuração do projeto para a competição. É usado para testar as soluções de concepção e de fabricação do protótipo final. Deve ser usado exaustivamente para testar as soluções adotadas, medir o desempenho em pista, capacidade de decolagem e treinar o piloto. É comum o P2 sofrer vários acidentes e ser reconstruído várias vezes!! Este protótipo deve ser o mais fiel possível ao projeto final. P3 - É o modelo construido para a competição. O projeto e as técnicas de fabricação são praticamente identicas às do P2. Não se pode mudar muito o projeto neste ponto, sob pena de inviablizar a participação. O protótipo P3 deve ser usado para os testes finais, verificação de estabilidade, etc. Deve-se prever um bom conjunto de peças de reserva para a competição!!

A fabricação de peças aeronáuticas tem algumas características específicas, relativas ao tipo de produto. Estas peças se caracterizam por serem fabricadas em pequenas quantidades, usam em geral materiais nobres, com altas características de desempenho e devem apresentar altos índices de confiabilidade em serviço. Isto leva que a fabricação destas peças exige muito em termos de equipamentos, tolerâncias apertadas, extensivo uso de gabaritos e dispositivos de posicionamento, fabricação, montagem, verificação, etc..


Os testes de vôo a serem efetuados devem procurar eliminar todas as incertezas sobre o desempenho, estabilidade, segurança em operação. etc.. A capacidade do projeto, definida pela envoltória de vôo, deve ser testada de forma progressiva, expandindo pouco a pouco, teste a teste, os limites de vôo seguro.

Para a aeronave completa, os testes devem iniciar com o teste de pista, com a aeronave taxiando e verificando todos os controles e respostas. A resposta à aceleração do motor e a distância de decolagem são parâmetros essenciais no caso da competição SAE AeroDesign. Os testes de desempenho com a aeronave, efetuados com diferentes níveis de carga, podem ser resumidos como: Testes de pista; Testes de aceleração e decolagem; Testes de capacidade de carga na decolagem; Testes de estabilidade em vôo, manobrabilidade; Testes de aterrisagem e arremetida; Testes de recuperação de picada; Testes de recuperação de estol; Outros testes. Os testes estruturais, para verificar a carga de colapso, são essenciais para a asa e o trem de pouso, itens críticos no projeto AeroDesign. Os testes de fabricação buscam verificar a viabilidade dos processos e técnicas, a compatibilidade dos diferentes materiais, a montagem das peças, etc.. Antes de qualquer projeto iniciar, dois testes são essenciais, os testes de motor e de hélice. Os testes de motor têm por objetivo obter a curva de potência do mesmo, para que a análise de desempenho seja o mais realista possível. O mesmo pode ser dito dos ensaios de hélice, e em particular para orientar a escolha da melhor opção de hélice. Por último, sempre ter peças sobressalentes em quantidade suficiente e, se uma peça for modificada, nunca testar esta mudança na competição, pois as modificações nunca funcionam na primeira vez! Assim, sempre usar peças e soluções já testadas.

1.3 ORGANIZAÇÃO E GERENCIAMENTO. A organização e o gerenciamento de todo o processo de projeto é essencial para garantir seu sucesso, pois apenas o conhecimento e a boa vontade das pessoas não são suficientes. O gerenciamento busca a definição e o encadeamento das diferentes tarefas, de modo que as metas sejam atingidas nos prazos adequados, usando os recursos humanos e materiais disponíveis. O primeiro ponto a ser detalhado é estabelecer o conjunto de atividades que devem ser desenvolvidas para que a meta pretendida seja atingida.

Para as equipes do projeto AeroDesign é importante a definição do objeto do projeto. Conforme já comentado, o produto a ser projetado, construído e testado, não é, como poderiamos pensar, o modelo da competição, mas sim obter uma pontuação expressiva e vencer a competição. Desta forma o projeto da participação na competição inclui o projeto do modelo, mas também a construção, testes, relatório, apresentação, etc. Todos estes aspectos deverão estar presentes no planejamento e acompanhamento do projeto.

As atividades devem ser incialmente serem pensadas em um nível macro, algumas poucas grandes atividades, que deverão ser progressivamente detalhadas, até um nível adequado ao completo entendimento das tarefas e a previsão de recursos que deverão ser consumidos. Assim temos uma progressiva fragmentação das atividades, niveis Macro/Médio/Micro, até o ponto onde cada tarefa é auto-explicativa e executável. Em primeiro nível, deve-se pensar em atividades macro, com estimativas de prazos para a execução, compatíveis com os dados críticos. Estas atividades se enquadram em:

• Atividades Técnicas (Projeto, construção, testes,...); • Atividades Administrativas/Burocráticas (Documentos para inscrição, pagamentos de taxas,...); • Atividades de logística (Transporte, hospedagem,...).

Um ponto importante é verificar a interdependência e prioridades entre as diferentes atividades. Sempre que possível, desenvolver várias atividades em paralelo. É necessário identificar quais atividades podem


ser realizadas em paralelo, de forma simultânea, e quais atividades que devem ser seqüenciais. Uma forma muito usada em visualização é o chamado gráfico de GANTT, onde temos tempo no eixo X, em dias, semanas ou meses, e atividades em Y, conforme figura 1.7.

ATIVIDADEA

A1

B

A2A3

A3.1A3.2

A4

S 1 S 2 S 3 S 4 S 5 S 6

Figura 1.7 - Cronograma na forma de um gráfico de Gantt.

ATIVIDADE Semana 1 Semana 2 Semana 3 Semana 4 ................. TOTAL DATA 10-03-2003 17-03-2003 24-03-2003 31-03-2003 (horas)

A 26 h A1 5 h 5 h A2 8 h 8 h A3 9 h A3.1 2 h 1 h 1 h 4 h A3.2 5 h 5 h A4 4 h 4 h B

...................

Figura 1.8 - Cronograma na forma de uma matriz atividade - tempo. Este tipo de cronograma é essencial para acompanhar o desenvolvimento do trabalho e definir ações corretivas quando detectados desvios do previsto. Uma forma mais refinada de estabelecer o cronograma é analisar, para cada atividade, sua duração mínima, média e máxima, em horas, dias ou semanas, dependendo da escala de tempo adequada. CRONOGRAMA DO CURSO / CRONOGRAMA DA EQUIPE Dentro do cronograma do curso cada equipe deve se adequar, considerando suas características próprias, como habilidades, número de participantes, experiência anterior, etc. As atividades técnicas são as que mais utilizam tempo, podendo ser divididas em: Projeto: projeto, desenhos, relatório, apresentação; Construção: Protótipo funcional, peças,... Testes de peças e sistemas; testes do protótipo em pista, testes em vôo. Correções no projeto, na fabricação, etc.. RECURSOS Uma vez definidas as atividades é necessário oferecer recursos para que estas possam ser executadas. Estes incluem recursos humanos, recursos materiais e recursos financeiros. No primeiro caso temos uma matriz de recursos humanos, ou matriz de responsabilidades, que define a divisão de responsabilidades. Em certas situações é conveniente prever a necessidade de uma terceirização de serviços, por questão de prazos, habilidades, dispositivos, máquinas ou matéria prima.


A alocação de pessoas, divisão de responsabilidades, deve ser compatibilizada com a carga horária das atividades (ver gráfico de GANTT) e com a disponibilidade de horas/semanas de cada participante. Necessidades de capacitação de pessoas: • Treinamento Técnico (curso) • Treinamento Prático (construção do protótipo P1)

MATRIZ DE RECURSOS: Pessoal.

ATIVIDADE Alberto Antônio Bernardo Mario ................. A 26 h A1 2 h 3 h 5 h A2 8 h 8 h A3 9 h A3.1 2 h 1 h 1 h 4 h A3.2 5 h 5 h A4 2 h 2 h 4 h

...................

Figura 1.9 - Matriz de recursos humanos necessários por atividade, com carga horária dedicada. Quanto aos recursos materiais, estes devem ser divididos em equipamentos e ferramentas (computador, impressora, software, furadeira, dobradeira, prensa e ferramentas diversas de oficina) e matéria prima como madeira, chapas compensadas, chapas Al, espumas, adesivos (anaeróbico, epoxi rápido, epoxi vinte e quatro horas), etc., e assim definir as necessidades para cada atividade.

MATRIZ DE RECURSOS: Equipamentos e ferramentas.

ATIVIDADE Prancheta CAD CAE Oficina ................. TOTAL A 26 h A1 5 h 5 h A2 8 h 8 h A3 9 h A3.1 2 h 1 h 1 h 4 h A3.2 5 h 5 h A4 4 h 4 h

...................

Figura 1.10 - Matriz de recursos necessários por atividade. A quantidade / tempo de uso é uma boa indicação da necessidade de mais de um equipamento do tipo (por exemplo, são necessários 1 ou 2 microcomputadores).

MATRIZ DE RECURSOS: Matéria Prima.

ATIVIDADE Al 1 mm Al 0,8 mm Balsa 5 mm Adesivo Ep ................. A A1 A2 A3 A3.1 A3.2 A4

...................

Figura 1.11 - Matriz de matéria prima necessária por atividade.


MATRIZ DE ORÇAMENTO Por último, os recursos financeiros necessários a cada atividade, fração dos custos envolvidos, devem ser avaliados, montando uma tabela de orçamento. Com a definição do custo total a equipe tem condições de estabelecer critérios para a busca destes recursos, através de patrocínios, etc..

ATIVIDADE Ferramentas Material Equipamento Serviços TOTAL A A1 A2 A3 A3.1 A3.2 A4

...................

Figura 1.12 - Matriz de orçamento, por atividade. 1.4 DOCUMENTAÇÃO. O processo de design durante seu andamento gera uma série de documentos e manipula muitas informações. Surge a necessidade de organizar as informações para facilitar o seu acesso. Existem vários métodos de documentação de projetos que se diferenciam quando desenvolvidos e executados por designers, quando por escritórios, ou quando por departamentos internos de empresas. No entanto todos possuem características semelhantes. Com relação ao estado técnico e às características funcionais, a documentação pode ser: Manual; Semi-informatizada; Informatizada. Os documentos serão os mesmos, porém as entradas e as saidas serão diferentes. Fisicamente os arquivos serão diferentes. OBJETIVOS DA DOCUMENTAÇÃO DE PROJETOS Facilitar a comunicação entre as pessoas envolvidas ou não com o projeto; Registrar todo o processo de trabalho; Registrar a metodologia utilizada; Facilitar o controle do andamento do projeto; Auxiliar na administração do pessoal, tempo e custo; Registrar as informações necessárias para o entendimento do funcionamento, fabricação, instalação e manutenção do produto. TIPOS DE DOCUMENTAÇÃO Documentação administrativa; Documentação de apoio; Documentação técnica.


DOCUMENTAÇÃO ADMINISTRATIVA Objetivo: Registrar e arquivar os documentos referentes à administração e contabilidade do projeto. Contém Dossiê do cliente; Relatórios de visitas técnicas; Diagnósticos; Briefing; Proposta de projeto; Contrato de trabalho; Controle de tempo, mapa e atividades; Relatórios periódicos da gerência; Correspondência com clientes; Memorandos internos; Atas de reuniões de projeto; Documentos de aprovação de etapas do projeto; Documentos de aprovação final do projeto. A proposta de projeto deve incluir título, departamento, antecendentes, quem propõe, porque, expectativas, objetivos, justificaticvas, benefícios, metodologia, cronograma, recursos disponíveis, orçamento do projeto, orçamento para lançamento do produto, equipe envolvida, perspectivas de marketing, custos previstos para o produto, preço de venda, etc. DOCUMENTAÇÃO DA CONTABILIDADE DO PROJETO Esta documentação deve conter todas as informações para o acompanhamento financeiro, como: Duplicatas; Faturas; Recibos; Depósitos; Notas de serviço; Ordens de pagamento; Notas fiscais; A responsabilidade pela documentação administartiva junto à secretaria do departamento ou escritório, com supervisão da coordenação do projeto. DOCUMENTAÇÃO DE APOIO Objetiva facilitar o manuseio de informações sobre o projeto e evitar gastos de tempo na busca de informações isoladas. Busca seletiva de inofrmações: Catálogo de concorrentes; Cópias de livros, revistas, fotografias; Dados ergonômicos; Dados de custos; Lista de materiais e processos relativos ao projeto; Lista de fornecedores; Catálogos, desenhos e especificação de componentes; Pedidos de amostras, amostras; Pedidos de orçamentos, orçamentos. Responsabilidade pela documentação com estagiário, projetista junior, deve ser supervisionado pelo coordenador do projeto. DOCUMENTAÇÃO TÉCNICA Deve registrar os resultados obtidos no projeto conceitual e preliminar, inclusive para a apresentação do projeto e registrar o projeto detalhado para a sua fabricação, instalação e manutenção.


Projeto conceitual, preliminar: Desenhos preliminares; Desenhos esquemáticos; Rendering; Modelos funcionais; Mock ups; Modelos, maquetes; Documentos de apresentação à diretoria, cliente, etc.; Desenhos técnicos preliminares; Fotos; Layout, arte final; Banco de dados: nomes, idéias, produtos, etc. Projeto detalhado Desenhos técnicos de protótipos; Índice de documentos; Árvore gráfica do produto; Desenho dos sistemas e subsistemas; Desenhos mecânicos; Desenhos de montagem; Procedimentos de testes; Instruções de manutenção; Manuais de treinamento; Lista de materiais; Esquemas elétricos; Responsabilidade pela documentação junto a designers, estagiários, desenhistas, modelistas, com supervisão do coordenador. NORMAS BÁSICAS Codificação de documentos; Normalização visual dos documentos; Rotinas de documentação e arquivamento; Procedimento para alterações; Responsabilidades pelos arquivos. ARQUIVOS FÍSICOS Desenhos em geral; Desenhos técnicos; Arte final, fotolitos; Slides, negativos; Portfolios; Publicações importantes: Arquivos em disquetes, CD; Mapotecas; Pastas; Indústria / produtos; Escritórios / projetos; Equipe; Empresa ou instituição; Histórico; Prêmios; Exposições;


Algumas indicações para o AeroDesign:

• Projeto Piloto; • Minuta relatório; • Desenhos projeto; • Transparências apresentação.

Encarregando documentação.

• Pesquisar; • Selecionar; • Divulgar; • Armazenar; • Back Up!

Iniciar projeto com o devido "layout" em papel, escala 1:1!

• Livro de projeto; • Livro de gerência; • Manual da equipe.

Relatório:

• Estrutura do relatório; • Minuta do relatório.

Check List:

• Regulamento; • Logística; • Equipamentos/ Ferramentas; • Vôo.

MEMORIAL DE CÁLCULO O desenvolvimento de um cálculo para um dimensionamento (seja aerodinâmico, cinemático, estrutural, etc.) deve ter um registro o mais completo e claro, escrito de forma agradável e compreensível por qualquer pessoa que vá revisá-lo (você mesmo depois de dois anos, ou seu chefe após duas horas). Em qualquer dos casos todas as informações necessárias para a perfeita compreensão devem estar presentes, ou citadas as fontes de onde podem ser obtidas. De qualquer modo o tempo gasto para escrever um bom relatório / memorial de cálculo, será muito menor do que o tempo exigido para decifrar um relatório incompleto, mal escrito, sem referências, etc. Algumas indicações de como fazer um memorial de cálculo são discutidas a seguir. • Identificar (dar um título) o que está sendo feito, sistema ou peça em estudo, critério de cálculo. • Listar as hipóteses para o cálculo. Definir o modelo. Escrever as equações pertinentes. Definir todas

as variáveis do problema. Citar as referências usadas de forma completa. • Substituir nas equações as variáveis pelos seus valores numéricos, exatamente na mesma ordem em

que aparecem na expressão analítica. • Resolver as equações indicando claramente todas as transformações e substituições que foram

efetuadas. Justificar! • Anotar todos os resultados intermediários. • Ressaltar os resultados finais obtidos. • Usar inicialmente sempre o processo mais simples de cálculo. Sofisticar após, em iterações

subseqüentes, se necessário for. • Ao calcular e especificar uma dimensão, buscar valores padronizados (diâmetro, espessura, largura,

etc. ). • Avaliar o resultado quanto a outras formas de solução possíveis para o projeto. • Analisar os resultados obtidos e avaliar no contexto do conjunto de peças e do equipamento como um

todo. Escrever as conclusões. • Identificar claramente o início e o fim de um cálculo, pelo título inicial e pelas conclusões. • Manter uma disposição do texto, nas folhas, clara e agradável, com os vários itens facilmente

identificáveis.


LIVRO DE PROJETO O objetivo do livro de projeto, que deve ser um caderno de ao menos 200 folhas, é de documentar todos os dados e informações pertinentes ao desenvolvimento. Assim, tem-se em um único documento todas as informações, evitando que estas fiquem extraviadas. O livro do projeto deve ter um responsável, na pessoa do projetista da equipe. Este fica encarregado de desenvolver todos os pontos do projeto, sempre mantendo o livro atualizado. Os esboços iniciais para a busca de soluções, os primeiros cálculos de aerodinâmica, etc, tudo deve ser feito no livro de projeto. As decisões de cunho técnico tomadas em reuniões da equipe também devem ser registradas. O livro de projeto deverá ter então, ao final do desenvolvimento, toda a história do mesmo, as várias alternativas buscadas, os cálculos efetuados, as referências consultadas, etc. Toda anotação no livro de projeto deve sempre ser assinada e datada. Ver as indicações de como escrever um memorial de cálculo. LIVRO DE GERÊNCIA De forma similar ao livro de projeto, o livro de gerência tem por objetivo documentar o gerenciamento da equipe e do projeto. Deve ser também um caderno, com 100 folhas. Neste livro o gerente (capitão da equipe) deve anotar todas as decisões e ações tomadas, como as atas de reunião, assinadas sempre por todos os participantes, a lista de membros da equipe com seus telefones residenciais e celulares, a lista de e-mails, etc. O livro de gerência deve contar: • Lista da equipe e meios de contato; • Atas de reuniões; • Organograma; • Cronograma / GANTT; • Matriz de responsabilidades; • Matriz de recursos; • Matriz de orçamento; • Acompanhamento e controle financeiro. A estrutura da equipe (organograma) deve estar definida desde o início, sendo formada por: • Capitão da equipe; • Projetista da equipe; • Demais componentes; • Orientador da equipe. As atividades de concepção/ criatividade/ são individuais, mas sua avaliação deve ser feita em discussão na equipe para definir os prós e os contras. É interessante a equipe estabelecer, a partir de discussões internas, de padrões de trabalho, ética, postura no projeto e no laboratório, etc.

1.5 ORGANIZAÇÃO DA EQUIPE. TRABALHO EM EQUIPE É algo mais do que um grupo de pessoas trabalhando juntas. Trabalho colaborativo. As diferenças dos membros da equipe são encaradas como habilidades complementares e não de exclusão. Deve haver uma comunicação transparente e permanente. O chefe de equipe deve estar preparado para a gerência de conflitos, que sempre ocorrerão. Algumas indicações para um bom trabalho em equipe são: • Definição do objetivo. • Relacionamento entre pessoas da equipe, confiança no trabalho dos outros, habilidades

complementares. • Determinação de responsabilidades, rodízio de responsabilidades. • Estabelecimento de metas.


• Comprometimento com o processo, as pessoas que participaram do processo sentem-se proprietárias deste e logo comprometidas com o seu sucesso.

• Implementação, como realizar, planejamento, acompanhamento e análise de desempenho. • Sinergia, melhoria contínua do processo. • Resultado, planejado X realizado, avaliação da equipe. Avaliação individual, identificar pontos de

conflito. O trabalho em equipe exige maturidade psicológica, não técnica. Os membros devem saber colocar-se no lugar do outro. Isto não é facil, exige treino e uma postura de aprendizado constante. Para uma equipe realmente funcionar, alguns cuidados devem ser tomados, como algum treinamento básico e a superação de algumas características de personalidade não adequadas. • Autoconhecimento de habilidades e limitações. • Capacidade de comunicação oral, corporal e escrita. • Capacidade de receber críticas. • Capacidade de negociação. • Humildade para aceitar idéias e ajuda quando necessário. • Responsabilidade. • Atitude otimista. Atitudes a serem evitadas: • Centralizador. Vem com tudo pronto e decidido. • Mau humor. • Pessimismo. • Indecisão. • Criticas excessivas. • Rebeldia com o grupo. Não concorda e não dá sugestões. • Irresponsabilidade. Assume tarefas que não vai cumprir, estourando prazos.

Conforme rapidamente comentado no texto sobre o livro de gerência, a organização da equipe deve iniciar definindo o organograma desta, em especial as três posições críticas: Capitão da equipe: É a pessoa que deve assumir a responsabilidade de coordenar e gerenciar organizacionalmente a equipe. Projetista da equipe: É quem em geral tem maior conheciemnto técnico, com afinidade com os detalhes do desenvolvimento do projeto, ou da construção e vôo. Piloto da equipe: É evidentemente o responsável para voar o avião. Orientador da equipe: É o professor responsável, perante à SAE e à instituição pela equipe. Junto com o capitão e o projetista formam o núcleo executivo da equipe. Em muitos casos é conveniente estabelecer ainda os cargos de: Secretário da equipe: Responsável pela documentação, tanto técnica como administrativa. Pode ser o responsável pelo livro de gerência. É quem escreve as atas das reuniões, que devem ser assinadas ao final da mesma. Tesoureiro da equipe: Responsável pelos recursos financeiros. Deve buscar patrocínios, controlar os gastos e manter atualizada a contabilidade da equipe. Cuidado para a equipe não ter só caciques! Os demais componentes da equipe, muitas vezes iniciantes, sem experiência e que vão adquirindo esta experiência com o desenvolvimento do projeto. Nos anos subseqüentes serão os candidatos naturais a capitão ou projetista da equipe.


1.6 PROJETO PILOTO PARTE 1. ORGANIZAÇÃO DA EQUIPE Estabelecer o conceito do projeto e seus requisitos. Abrir os livros de projeto e de gerência. Definir organograma; Chefe de equipe; Projetista; Grupos de trabalho (aerodinâmica, estruturas, fabricação, testes); Piloto; Orientador. Montar cronograma; Matriz de responsabilidades (recursos humanos); Matriz de recursos; Orçamento; Local de trabalho.

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