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1.  Envelope de vôo
a. O que é Envelope de vôo?
O envelope de voo é a representação gráfica dos limites máximos e mínimos da performance de voo e das características gerais de funcionamento de uma aeronave , afim de proporcionar uma operação segura da mesma. Um diagrama de velocidade x fator de carga ( diagrama v-n) é um jeito de mostrar os limites da performance da aeronave. Os limites estabelecidos pelo envelope de voo são produto da coleta de dados dos ensaios feitos durante o desenvolvimento da aeronave. Esses limites representam quanto se pode esperar dessa aeronave em termos de desempenho, qualidades de voo e funcionalidade de seus sistemas . O envelope de voo tem a missão de compor os Manuais da aeronave promovendo dados como limites de massa, centragem, fator de carga, velocidade, altitude e temperatura de operação, além do envelope de vento e das manobras proibidas.
Exemplo de um diagrama v-n que determina um envelope de voo (the “envelope’’):
Fonte : http://www.aviationchief.com/operating-flight-strength-v-g--v-n-diagrams.html
Bibliografia a) :
· An Introduction to Aircraft Structural Analysis - T. H. G. Megson
· Agencia Nacional de Aviação Civil 
(https://www2.anac.gov.br/anacpedia/por_ing/tr1512.htm)
· Envelopes de voo 
(https://drive.google.com/file/d/1_WxdOahRXWPN9wfarsMPIN1XLPh94xdr/view?usp=sharing)
· Canal Engenharia Aeronautica ( https://youtu.be/UMHAVO-wiw8)
· https://www.uavnavigation.com/support/kb/general/general-system-info/flight-envelope
· http://www.aviationchief.com/operating-flight-strength-v-g--v-n-diagrams.html
a.  O que é o diagrama V-n?
O diagrama V-n é um gráfico de velocidade versus os fatores de carga que um avião é submetido. O diagrama determina as combinações de velocidade e fator de carga que respeitão os limites estruturais de uma aeronave para realizar um voo seguro. A estrutura de uma aeronave é projetada para suportar as forças exercidas durante o voo , essas forças são calculadas como fatores de carga ,as quais variam com a velocidade e durante o voo e podem ser devido a manobras ou rajadas.
Exemplo de um diagrama v-n padrão :
D
C
B’
B
A
Fonte : Canal FLY8MA.com Flight Training (https://www.youtube.com/watch?v=oqo7DEsI8CQ)
Onde ;
A - Velocidade de Estol
B – Velocidade de Manobra
B’ – Velocidade de Manobra Negativo
C – Velocidade de Cruzeiro Máxima
D – Velocidade Máxima / Velocidade de Mergulho
A seção verde e amarela representam a deformação elástica, ou seja , determinam uma deformação temporária pois ocorre abaixo do fator de carga limite (positiva e negativa ) . Ao ultrapassar esse limite, na seção laranja, tem-se as deformações plásticas, em que as deformações tornam-se permanentes e representam danos a estrutura. Apartir do limite de fator de carga ultimo, seção vermelha, esta sujeito a falha estrutural .
a. Explique o diagrama V-n de manobra.
O diagrama relaciona Velocidade com Fator de Carga , no caso um fator de carga relacionado a uma situação de Manobra. O Diagram V-n de Manobra tem a função de verificar as limitações estruturais em determinadas condições de voo, pois em manobras que envolvem curvas e acelerações a aeronave é submetida a diferentes fatores de carga.
Exemplo de diagrama de manobra :
Fonte : INTRODUÇÃO ÀS CARGAS NAS AERONAVES - Paulo Henriques Iscold Andrade de Oliveira
a. Explique o diagrama V-n de rajada.
O diagrama relaciona Velocidade com Fator de Carga ,no caso um fator de carga em uma situação de Rajada. Uma rajada de vento aumenta o fator de carga ,o que pode causar danos estruturais na aeronave . Quanto maior a velocidade de voo, maior é o fator de carga produzido, o que possibilita maiores danos em altas velocidades. O diagrama de rajadas contém as velocidades mínimas e máximas de rajadas adquiridas com dados estatísticos encontrados em condições de voo.
Exemplo de diagrama de rajada :
Fonte : INTRODUÇÃO ÀS CARGAS NAS AERONAVES - Paulo Henriques Iscold Andrade de Oliveira
Bibliografia b),c),d) :
· APOSTILA - INTRODUÇÃO A CARGAS EM AERONAVES - Roberto Gil Annes da Silva
· Aspectos teóricos para o cálculo e traçado do diagrama v-n de manobra e de rajada para uma aeronave destinada a participar da competição SAE-Aerodesign.
· INTRODUÇÃO ÀS CARGAS NAS AERONAVES - Paulo Henriques Iscold Andrade de Oliveira
· COMPETICAO SAE BRASIL AERODESING 2019 – Relatório de Projeto – Cargas e Aeroelasticidade 
· Canal Tamarack Aerospace Group (https://youtu.be/WJhcgfvb3vw)
· http://www.aviationchief.com/operating-flight-strength-v-g--v-n-diagrams.html
· https://www.uavnavigation.com/support/kb/general/general-system-info/flight-envelope
· https://apau.pt/documentos/revistavoar_14.pdf
· Canal FLY8MA.com Flight Training (https://www.youtube.com/watch?v=oqo7DEsI8CQ)
a. Explique o fator de carga limite.
O fator de carga limite é o limite da deformação elástica , ou seja , quando n ultrapassa o fator de carga limite as deformações tornam-se permanentes, ocorrendo danos estruturais .
a. Explique o fator de carga último.
O fator de carga limite é o limite da deformação plastica , ou seja, quando n ultrapassa o fator de carga ultimo ocorre a ruptura da estrutura .
	
Bibliografia e),f) :
· Canal Engenharia Aeronautica( https://youtu.be/eZopTn2vegE)
· Aspectos teóricos para o cálculo e traçado do diagrama v-n de manobra e de rajada para uma aeronave destinada a participar da competição SAE-Aerodesign.
0. Explique os fenômenos aeroelásticos.
a. O que é aeroelasticidade? 
Aeroelasticidade é a ciência que estuda as consequências da interação de forças elásticas, aerodinâmicas e inerciais , agindo simultaneamente na estrutura de um corpo. Os fenômenos aeroelasticos só são possíveis devido a flexibilidade das estruturas, por causa disso , o corpo pode ser deformado e sua aerodinâmica alterada.
As três forças: força inercial (decorrente das acelerações que massa de um corpo esta sendo submetido), forca elástica (decorrente das reações elástica de um corpo que se deforma ) e força aerodinâmica (decorrente do escoamento do fluido em que o sistema esta imerso), combinam-se para formar tipos diferentes de fenômenos.
Diagrama dos três anéis:
 
· fonte : http://www.aer.ita.br/~gil/disciplinas/ae-249/ae-249-1.pdf
Os fenômeno aeroelasticos estão presentes em diversas estruturas como aviões , prédios, construções e qualquer estrutura elástica submetida a efeitos e inercia e fluxo de ar. Um exemplo de um fenômeno aeroelastico indesejado em uma construção é a Ponte Tacoma , 1940, sobre o Estreito de Tacoma, no estado de Washington (EUA).Em que a combinação entre as forcas casou uma vibração na ponte que causou um colapso da mesma. 
Bibliogragia a) : 
· Aeroealasticity – Raymond L. Bisplinghoff ,Holt Ashley , Robert L. Halfman
· http://www.aer.ita.br/~gil/disciplinas/ae-249/ae-249-1.pdf
· Laboratory of Mechanics and Structures (LMEst) School of Mechanical Engineering Federal University of Uberlandia, Brazil AN INTRODUCTORY COURSE IN AEROELASTICITY(file:///C:/Users/Alice/Downloads/Link_06.pdf)
b. Explique o triângulo de forças de Collar.
Collar , em 1946 sugeriu que a visualização dos fenômenos aeroelastico seriam facilmente visualizados na forma de um triangulo. As forcas que compõe o campo da aeroelasticidade , força inercial (I), aerodinâmica (A) e elastica (E) , são colocadas no vértice do triangulo, assim , cada fenômeno aeroelastico pode ser posicionado no diagrama de acordo com sua relação com os três vértices. 
Exemplo do Trianguo de Collar:
Bibliogragia b) : 
· Aeroealasticity – Raymond L. Bisplinghoff ,Holt Ashley , Robert L. Halfman
c. Explique o fenômeno de flutter.
É classificado como um fenômeno aeroelástico dinâmico, portanto fica no meio do triangulo Collar já que envolve as três forcas simultaneamente. O flutter é uma condição de instabilidade dinâmica durante em um corpo elástico. Esse fenômeno é caracterizado pela auto-exitação de um sistema em vibração, que é alterada e realimentada pelo escoamento de um fluido. A auto-exitação pode causar o crescimento exponencial da amplitude das oscilações ,levando a estruturaa uma falha dinâmica.
d. Explique o fenômeno de divergência.
É classificado como um fenômeno aeroelástico estático, portanto fica fora do triangulo Collar já que não é afetado pela força de inercia. A divergência é uma condição de instabilidade estática em uma superfície elástica de elevação. Esse fenômeno é caracterizado pela deformação da superfície de elevação causando uma mudança do ângulo de ataque(CL) e consequentemente um aumento de sustentação que deforma mais ainda a superfície. Esse processo de realimentação pode levar ao colapso da estrutura devido a “divergência” do movimento da asa.
A divergência é uma instabilidade independente da magnitude dos esforços (momentos), mas sim dependente da rigidez aeroelástica
Uma falha estrutural pode alterar a característica aeroelástica e levar a divergência
Conforme apresentou-se anteriormente, o aumento de sustentação ocorre devido ao aumento do ângulo de ataque. ; † Se a pressão dinâmica do escoamento for suficientemente alta, este processo realimentado pode levar ao colapso da estrutura devido a “divergência” do movimento da asa; † Caso contrário, a asa permanece estaticamente deformada.
e. Explique o fenômeno de reversão de comandos.
É classificado como um fenômeno aeroelástico estático, portanto fica fora do triangulo Collar já que não é afetado pela força de inercia. A Reversão de Comandos é uma condição de voo que pode causar ineficiência, perda ou até a reversão de uma ação de comando devido as deformações elásticas da superfície de controle. 
f. O que acontece a estrutura da aeronave ao atingir a velocidade de flutter?
Ao atingir a velocidade de Flutter a estrutura elástica é induzida a esforços de torção e tensão as quais causam deformação a estrutura. Essas forças são realimentadas pelo escoamento do fluido causando uma oscilação e uma instabilidade dinâmica, caracterizando o Flutter. 
g. O que acontece a estrutura da aeronave ao atingir a velocidade de divergência?
Ao atingir a velocidade de Divergência a superfície de elevação é sujeita a um efeito de torção que deforma a superfície, aumentando seu ângulo de ataque e assim aumentando a sustentação. O aumento da sustentação causa mais deformação e assim por diante , 
caso a pressão dinâmica do escoamento for suficientemente alta, este processo pode levar ao colapso da estrutura.
h. O que acontece a estrutura da aeronave ao atingir a velocidade de reversão de comandos?
Ao atingir a velocidade de Reversão de Comandos as superfícies de controle estão sujeitos a deformação devido a esforços o que pode anular as ações de comandos.
Bibliogragia c)-h): 
· Aeroealasticity – Raymond L. Bisplinghoff ,Holt Ashley , Robert L. Halfman
· http://www.aer.ita.br/~gil/disciplinas/ae-249/ae-249-1.pdf
· Canal Engenharia Aeronautica (https://www.youtube.com/watch?v=AwepCLjBtn4&t=520s)
· https://www.youtube.com/watch?v=tTZht3lskJE
· Laboratory of Mechanics and Structures (LMEst) School of Mechanical Engineering Federal University of Uberlandia, Brazil AN INTRODUCTORY COURSE IN AEROELASTICITY(file:///C:/Users/Alice/Downloads/Link_06.pdf)
· http://www.aer.ita.br/~gil/disciplinas/est-56/EST5622009.pdf