Pilotos de caça da USAF testam sensores fisiológicos para maximizar desempenho e evitar acidentes
Pilotos de caça da USAF testam sensores fisiológicos para maximizar desempenho e evitar acidentes. Os pilotos de caça da USAF estão testando novos sensores que podem ajudar a maximizar seu desempenho e evitar acidentes fatais durante voos em altas velocidades, grandes forças “G”, ou em condições de alta pressão psicológica, como missões de combate aéreo.
Desenvolvido pelo Laboratório de Pesquisa da Força Aérea (AFRL), o sistema Integrado de Sensores de Cockpit (ICS) mede os níveis de oxigênio no sangue, frequências cardíaca e respiratória, temperatura e outros sinais de um piloto durante o voo. Pilotos de F-16 da Escola de Testes da USAF (TPS) na Base Aérea de Edwards, Califórnia, e dos 59º e 422º Esquadrões de Testes e Avaliações (TES) na Base Aérea de Nellis, Nevada, testaram o sistema entre os meses de janeiro e março.
“Queremos ajudar a equipe do ICS a acelerar os seus estudos por meio de testes em voo. O objetivo é demonstrar a capacidade do ICS de medir dados físicos e ambientais e avaliar a utilidade no reconhecimento de problemas fisiológicos, lesões físicas ou mentais”, disse Wei “Fug” Lee, Diretor de pesquisa do TPS em um comunicado à imprensa de 15 de abril.
Apesar dos modernos cockpits das aeronaves militares estarem repletas de instrumentos e sensores para gerenciar a saúde do avião, não existem tantas ferramentas para avaliar objetivamente a saúde do piloto. Isso pode ser um problema, dadas as altas demandas físicas do voo de combate e a pequena margem de erro ao voar em aeronaves de alto desempenho.
Sob grandes forças G, inerentes às missões de combate aéreo, a frequência cardíaca aumenta, afetando diretamente as capacidades de tomar decisões rapidamente e dificultando, inclusive, o raciocínio lógico e a comunicação.
Sensores colocados em pilotos de caça em certos pontos do corpo (orelhas, testa e tronco), mostraram que a frequência cardíaca, que em média é de 50 batimentos por minuto em repouso, subiu para cerca de 120 bpm na decolagem e disparou para quase 160 bom durante manobras defensivas de combate aéreo.
A falta de dados sobre o desempenho humano dos pilotos deixa lacunas em muitas investigações de acidentes aéreos fatais. “Devido a falta de dados para análise, o Departamento de Defesa perde oportunidades valiosas para reduzir riscos, prevenir acidentes e otimizar o desempenho humano”, escreveu a Comissão Nacional sobre Segurança da Aviação Militar em um relatório de 2020.
Normalmente os pilotos de caça lutam contra a hipóxia (falta oxigênio em voo), desidratação, distorção temporal, exaustão mental, desorientação espacial e hiperventilação. A complexidade fisiológica, aliada a relutância dos pilotos em relatar episódios por medo de ficarem em terra, e a falta de comunicação entre os órgãos investigativos, tornam muito difícil o apontamento destas causas como fatores determinantes de acidentes.
Para piorar a situação, os pilotos podem não perceber que estão sendo afetados por episódios até que seja tarde demais. Um exemplo são os sintomas da hipóxia, que podem surgir em caso de pane no sistema embarcado de oxigênio, e não são facilmente percebidos pelos tripulantes. “Os sujeitos não conseguem nem mesmo escrever seus nomes de forma inteligível ou simplesmente classificar um baralho por naipes… e ainda assim eles acham que estão indo muito bem!” descreveu a FAA sobre pessoas que sofreram de hipóxia.
Para prevenir e evitar a perda de consciência, os sistemas de monitoração e desempenho fisiológico precisam de uma forma de alertá-los quando algo está errado, da mesma forma que recebem um alarme de altitude muito baixa ou quando estão perto da velocidade de estol, baixo nível de combustível, entre outros.
O projeto de um sistema aparentemente simples, mas muito importante, inclui sinais sonoros emitidos nos fones de ouvidos quando o sensor detectar sintomas de hipóxia ou níveis baixos de oxigênio no sangue. “Pela primeira vez, com essas importantes inovações de baixo custo eu posso maximizar minha própria letalidade e capacidade de sobrevivência sabendo quando posso estar em uma situação de risco de vida”, disse o Capitão Travis Worden, piloto de F-16 no 422º TES
“Uma extensa série de acidentes relacionados à hipóxia publicados em um relatório no final da década de 2010 inspiraram a AFRL e as Unidades de Testes da USAF a se debruçar em estudos aprofundados para desenvolver soluções afim de evitar e prevenir essas situações”, disse o Tenente-Coronel Robert Russell, Comandante do 422º TES.
A empresa britânica BAE Systems fez parte do desenvolvimento do ICS que integra sensores distribuídos na cabine, no capacete, no sistema de oxigênio e nos trajes dos pilotos. Enquanto os sensores na cabine monitoram a qualidade e pressão do ar e outros parâmetros, os sensores no corpo do piloto monitoram os níveis de oxigênio no sangue, frequências cardíaca e respiratória, temperatura corporal, umidade, entre outros dados. Um processador do tamanho de um smartphone no peito do piloto processa e armazena esses dados e alerta os pilotos quando algo está errado.
“O sistema basicamente agrega um conjunto de sensores que fornecem dados para entender como o piloto está respondendo as missão. Essas informações nos ajudarão a analisar riscos como hipóxia e despressurização da cabine, bem como respostas ao estresse em diferentes fases do voo”, disse Chris Dooley, Engenheiro-Chefe do ICS no AFRL.
Em 2022 o AFRL criou um protótipo inicial e, no ano seguinte, obteve a autorização para iniciar os testes de voo. Agora, a partir das análises geradas nos testes iniciais o AFRL vai aplicar o conhecimento em novos testes nas Alas Aéreas de Nellis e Edwards, com o objetivo de validar e refinar as informações e, seguir rumo ao projeto final que futuramente poderá permitir medidas de segurança proativas no caso de pilotos incapacitados.
Essas medidas poderão ser algo semelhante ao Sistema Automático de Prevenção de Colisões no Solo (Auto-GCAS), que previne os pilotos colidir acidentalmente no solo em voos a baixa altura. Entre 2014 e 2020, o Auto-GCAS salvou a vida de 11 pilotos da USAF, escreveu a comissão de Segurança da Aviação Militar dos EUA.
Além de salvar vidas, um sistema de detecção de desempenho humano também pode melhorar a vida dos pilotos nas suas tarefas cotidianas. Em testes, os sensores corporais instalados no Capitão Worden mostraram que seus níveis de oxigênio em seu cérebro caíram mais do que ele esperava durante giros de alto G, indicando que ele precisa melhorar sua manobra de esforço anti-G, uma técnica de respiração e tensionamento muscular usada pelos pilotos para evitar que o sangue migre da cabeça para outras partes do corpo.
“Como pilotos, perdemos pessoas e tivemos incidentes em que não conseguimos entender por que não estávamos nos sentindo bem naquele dia. Talvez seja uma situação de hipóxia. Talvez estejamos com bloqueio cinza ou bloqueio G ou estamos tendo problemas com nossa visão com base nas forças G da aeronave. Agora, temos monitoramento em tempo real para nos mostrar que está acontecendo com nossos corpos e para aumentar nosso desempenho”, disse o Tenente-Coronel Alex Goldberg, piloto de F-16 da USAF.
O AFRL pretende testar o ICS em pilotos de aeronaves de Transporte e Reabastecimento em Voo da USAF. Em dezembro, o Comando de Mobilidade Aérea realizou uma conferência de saúde e desempenho humano na Base Aérea de Scott, Illinois, onde foram discutidos meios de gerenciar o estresse mental e físico dos voos ininterruptos de longa duração.
“O trabalho de nossa equipe é garantir que o ambiente da cabine em que operam seja seguro para que todos completem as suas missões e voltem para casa em segurança. Há muitas possibilidades com este sistema, que produz um conjunto de dados muito rico que não existe em nenhum outro lugar do mundo”, disse Dooley.
Fonte: AF&M
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