Os sistemas projetados para auxiliar o piloto durante as operações de voo normais são usados nas aeronaves há décadas.

 Esses sistemas, normalmente chamados de pilotos automáticos, são usados em pequenas aeronaves e também nos aviões de transporte pesados.

Inicialmente, um sistema de piloto automático era relativamente simples, projetado para manter uma determinada altitude, proa e/ou velocidade em relação ao ar.

 Hoje, aeronaves complexas empregam sistemas de voo automático, que executam praticamente todos os aspectos do voo.

Esses sistemas sintonizam rádios, voam em circuitos de espera e até desempenham funções de aterrissagem automática; obviamente, os auxílios à navegação baseados no solo corretos também devem estar disponíveis.

Em linhas gerais, os termos piloto automático e voo automático descrevem genericamente um sistema automatizado usado para ajudar o piloto a voar a aeronave; este texto usa ambos os termos durante as discussões a seguir.

Teoria básica do piloto automático

 Para entender a teoria funcional de um sistema de voo automático moderno, é importante conhecer as operações básicas dos diversos componentes do sistema.

Em uma aeronave moderna, a maioria dos subsistemas de voo automático e seus componentes operacionais são controlados eletronicamente; em muitos casos, os circuitos de controle operam usando sinais digitais.

O ARINC 429 é o padrão de barramento de dados digitais mais usado nesses sistemas, mas os barramentos do tipo Ethernet está se popularizando e são usados para a transferência de informações em muitos sistemas modernos de voo automático.

Os sistemas digitais são discutidos no Capítulo 7.

Como os sistemas modernos operam usando tecnologias digitais, estes serão o foco das discussões a seguir sobre pilotos automáticos.

Os sinais analógicos ainda podem ser utilizados em sistemas modernos para determinados sinais de entrada ou saída, mas os controles e processadores principais empregam todos circuitos digitais.

Todo sistema de voo automático é projetado para, basicamente, cumprir os deveres do piloto de forma automática.

A pesar da complexidade dos diversos sistemas variar entre as aeronaves, todos os pilotos automáticos contêm os elementos funcionais mostrados na Figura Abaixo.

Dispositivo gerador de sinal eletromagnético para unidade de detecção de um giroscópio.

 O sistema deve conter uma ou mais unidades processadoras, muitas vezes chamadas de computador do piloto automático.

Essa unidade normalmente é uma LRU localizada na baia de equipamentos elétricos.

 O computador recebe entradas a partir do painel de controle do piloto automático principal através de um barramento de dados digitais; as entradas discretas também são enviadas da chave geral do piloto automático do piloto e do copiloto.

Os dados dos diversos sistemas da aeronave devem ser enviados ao computador para que o sistema de voo automático “conheça” parâmetros de voo importantes, como a velocidade em relação ao ar e a altitude.

A unidade processadora, por sua vez, segue um programa de software para determinar as mudanças necessárias nas superfícies de controle da aeronave.

 O computador de controle do piloto automático envia sinais de saída para os servomecanismos para controlar a aeronave.

Um sinal de realimentação deve retornar ao computador para confirmar a posição da superfície de controle.

Em suma, um sistema de voo automático deve desempenhar todos os deveres que um piloto humano conduziria, incluindo:

 (1) Familiarizar-se com todas as rotas navegacionais e sistemas de rádio. Isso ocorre através da programação de pré-voo do computador do piloto automático.

 (2) Monitorar continuamente a posição, altitude, configuração e outros parâmetros da aeronave, o que é realizado pelo uso de sensores e dados digitais enviados aos circuitos processadores do voo automático.

(3) Analisar a situação atual e tomar decisões sobre correções necessárias. Essa função é desempenhada pelo sistema de software.

 (4) Antecipar mudanças vindouras à configuração da aeronave para estabelecer a trajetória de voo correta. Mais uma vez, a função é desempenhada por software.

(5) Reposicionar superfícies de controle, manetes de aceleração e frequências de rádio quando necessário. O computador do voo automático envia sinais de controle aos servomecanismos de posicionamento para esse fim.

(6) Um piloto humano enxerga e sente a aeronave mudar de posição quando uma superfície de controle se move; o sistema de piloto automático precisa de um sinal de realimentação elétrica para cumprir essa função.

 Mais uma vez, o software do computador analisa os dados de realimentação para confirmar o controle correto da aeronave.

Obviamente, esse processo se repete e continua durante todo o voo.