BRPI0614950A2 - aparelho para reconfiguração de embarcação de calado variável - Google Patents

Abstract

APARELHO PARA RECONFIGURAçãO DE EMBARCAçãO DE CALADO VARIáVEL. Trata-se de um mecanismo de transiação vertical para reconfigurar o formato do casco de uma embarcação reconfigurável, dotada de cascos laterais móveis independentes e um casco central é revelado. O mecanismo de translação vertical inclui um atuador de força hidráulico e um mancal não metálico. O atuador de força hidráulico compreende uma haste que está disposta dentro de um cilindro hidráulico. Em função de alterações na pressão hidráulica no cilindro, a haste se estende ou se retrai. O movimento da haste controla a translação vertical do casco central e sua posição rotacional com relação aos cascos laterais.

Description

APARELHO PARA RECONFIGURAÇÃO DE EMBARCAÇÃO DE CALADOVARIÁVEL

RELAÇÃO DE CASOS RELACIONADOS

Este caso reivindica a prioridade do Pedido de PatenteProvisório US 60/710.171, depositado em 22 de agosto de2005, incorporado aqui à guisa de referência.

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção está relacionada com embarcaçõesde navegação marítima. Mais especificamente, a presenteinvenção se relaciona a uma embarcação com casco múltiplo,re-configurável de calado variável.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Tradicionalmente os cascos das embarcações têm sidoaprimorados para uso tanto em águas rasas como em águasprofundas. Por exemplo, para navegar em águas rasas se usaum casco relativamente chato para maximizar o deslocamentoe minimizar o calado. Ao contrário, embarcações que operamem águas profundas freqüentemente têm cascos com formato emV o que proporciona calado profundo para uma navegaçãoestável.

Se uma embarcação é projetada para utilização em águasrasas, o seu desempenho em águas profundas estarácomprometido, e vice-versa. Isso tem estimulado odesenvolvimento de embarcações de calado variável, as quaissão projetadas para operarem bem tanto em águas rasas comoem águas profundas.

De acordo com a denominação, a embarcação com caladovariável é capaz de variar o seu calado para acomodaralterações na profundidade da água conforme asnecessidades. A embarcação de calado variável revelada naPatente US N°. 6,877,450 B2, é capaz de re-configurar oformato do seu casco para alterar o seu calado. Aembarcação inclui um casco chato central que está acopladoa dois cascos laterais ou externos. 0 casco central é móvelverticalmente, relativamente aos cascos laterais paravariar o seu calado.

De acordo com a patente, o casco central pode sermovido sobre ou abaixo da linha d'água. Quando o cascocentral está sobre a linha-d'água, toda a flutuabilidade éproporcionada pelos cascos laterais e a embarcação adota ocalado máximo. Na medida em que o casco central submergeabaixo da linha-d'água, isso contribui para aflutuabilidade proporcionada pelos cascos laterais. Comoconseqüência o calado da embarcação é reduzido.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

A presente invenção fornece um mecanismo paratranslação vertical para re-configurar o formato do cascode uma embarcação re-configurável de calado variável. Talembarcação inclui um casco central flanqueado por doiscascos laterais. Os cascos laterais normalmente contêm omecanismo de propulsão da embarcação. 0 casco centralcontém a cabine de comando, os passageiros e o abrigo paraveículos.

De acordo com a modalidade ilustrativa da presenteinvenção, o mecanismo de translação vertical inclui umatuador de força hidráulico e um mancai não-metálico.

O atuador de força hidráulico compreende uma haste queestá disposta dentro de um cilindro hidráulico.Impulsionada pela força hidráulica, a haste é estendida ouretraída do cilindro hidráulico. 0 movimento da hastecontrola a translação vertical do casco central e suaposição de rotação relativamente aos cascos laterais.

O mancai não-metálico, que é (indiretamente) acopladoa uma extremidade de um dos cascos laterais, desliza aolongo de um poste guia ancorado no casco central. 0 fato deestar acoplado no casco lateral propicia uma conexãoestrutural para transmitir forças laterais planas aoscascos laterais.

Na modalidade ilustrativa, quatro mecanismos detranslação vertical estão posicionados nos quatro cantos docasco central.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A Figura 1 descreve uma embarcação re-configurável decalado variável, de acordo com a modalidade ilustrativa dapresente invenção.

A Figura 2 descreve a embarcação da Figura 1 naconfiguração de calado profundo.

A Figura 3 descreve a embarcação da Figura 1 naconfiguração de pequeno calado.

A Figura 4 descreve uma vista desde acima daembarcação da Figura 1, mostrando quatro mecanismos detranslação vertical.

A Figura 5 descreve a parte superior do mecanismo detranslação vertical.

A Figura 6 descreve uma vista lateral do mecanismo detranslação vertical quando a embarcação está naconfiguração de calado profundo.

A Figura 7 descreve uma vista lateral do mecanismo detranslação vertical quando a embarcação está naconfiguração de pequeno calado.DESCRIÇÃO DETALHADA

A Figura 1 descreve a embarcação re-configurável decalado variável 100 de acordo com a modalidade ilustrativada presente invenção. A embarcação 100 inclui cascoslaterais 102, escoras 104, contrafeito 106, e o convés 108.O convés, que também é referido como casco central,incorpora a cabine de comando, e internamente um convés(inferior) para veículos e um convés (superior) parapassageiros.

A embarcação 100 é capaz de re-configurar entre modocalado profundo (isto é, catamarã e SWATH) e modo pequenocalado (isto é, chata e convés molhado). Para tal, aembarcação 100 incorpora o mecanismo de translação vertical110 para mover o casco central 108 relativamente aos cascoslaterais 102. Para a embarcação 100, quatro mecanismos detranslação vertical 110 são usados, caracterizado pelo fatode que dois mecanismos estão dispostos em cada lado docasco central 102, um localizado na popa, e um localizadoem direção à popa.

A Figura 2 descreve a embarcação 100 numa configuraçãotípica de modo calado profundo, caracterizado pelo fato deque o fundo 212 do casco central 108 está disposto bemacima dos cascos laterais 102 e acima da linha-d'água WL.Uma vez que o casco central 108 normalmente não entra emcontato com a água quando a embarcação 100 está configuradaem modo calado profundo, esta pode navegar em velocidademaior ou com mais estabilidade relativamente ao modopequeno calado.

A Figura 3 descreve a embarcação 100 no modo típicopequeno calado, caracterizado pelo fato de que o fundo doscascos laterais 102 e o fundo 212 do casco central 108estão substancialmente co-planares. Na configuração de modopequeno calado que é descrita na Figura 3, uma parte doscascos laterais 102 e do casco central 108 estãosubmergidos. No modo pequeno calado, a embarcação 100 pode-se aproximar da orla para desembarcar ou embarcar veículose pessoal (por exemplo, via rampa etc.).

Referindo-se em geral às Figuras 2-7, cada mecanismode translação vertical inclui mancai 214, haste guia 216,dois cilindros hidráulicos 218, duas hastes 220 acopladasaos cilindros hidráulicos e uma chapa de suporte 416. 0mecanismo de translação vertical 110 é acionado por umabomba, não mostrada. Após a leitura da presente revelação,àqueles que conhecem a técnica, concluirão como dimensionare operar uma bomba para movimentar o mecanismo detranslação vertical hidráulico 110.

A haste guia 216 e as hastes 220 estão fixadas numasuperfície do casco central 108, numa região próxima à suamargem. A haste guia 216 é apoiada na chapa de suporte 416e no mancai 214. A chapa de suporte 416 está presa nocontrafeito 106. Os cilindros hidráulicos 218 estãoapoiados na chapa de suporte 416. Uma vez que os cascoslaterais 102 estão presos, via escoras 104, ao contrafeito106, a chapa de suporte 416 é considerada "acoplada" aoscascos laterais. Mais ainda, o casco central 102 éconsiderado como sendo "acoplado móvel" aos cascos laterais102 devido a essa relação estrutural.

Sob a pressão hidráulica que é exercida nos cilindroshidráulicos 218, as hastes 220 são impulsionadas paraabaixo pelos cilindros hidráulicos. Na medida em que ashastes 220 são estendidas, o casco central 108 éimpulsionado para baixo. Ao contrário, na medida em que ashastes 220 são retraídas nos cilindros hidráulicos 218, ocasco central 108 é puxado para acima. A haste guia deslizalivremente através do mancai 214, que é constituído de ummaterial elastômero.

Desse modo, os cilindros hidráulicos 218 e as hastes220 executam a translação vertical do casco central 108. Autilização de múltiplos (por exemplo, quatro, etc.)mecanismos de translação vertical 110 (por exemplo, videFigura 4, mostrando quatro mecanismos 110, etc.) permite ocontrole do posicionamento do casco central 108 viaacionamento diferencial. Isto permite, por exemplo, aumentodo calado na popa dos cascos laterais 102 para aumentar aeficiência da propulsão ou diminuição do calado na proapara desembarques na praia.

A chapa de suporte 416, em conjunto com o mancai 214 ea haste guia 216 resistem às forças planares horizontais. Omancai, uma vez que não é metálico, tal como borracha ouplástico moldado, permite o movimento não-vinculado epropicia uma forma de controlar a posição e o comportamentoentre o casco central 108 e o contrafeito 106/cascoslaterais 102. Da maior importância, os mancais nãometálicos 214 propiciam um meio para segurar o cascocentral 108 permitindo as inevitáveis deflexõesestruturais, que são preponderantes em estruturas leves deembarcações de alumínio.

Retornando à discussão da Figura 2, que descreve aembarcação 100 no modo calado profundo, o mecanismo detranslação vertical 110 está em estado retraído. Isto é, ashastes 220 estão substancialmente retraídas nos cilindroshidráulicos 218. Esse estado retraído também está descritona Figura 6. Uma vez que as hastes 220 são fixadas no cascocentral 108, isto coloca o casco central numa posiçãovertical máxima relativamente aos cascos laterais 102.

Voltando agora ã discussão da Figura 3, que descreve aembarcação 100 no modo pequeno calado, o mecanismo detranslação vertical 110 está em estado estendido. Emespecial, as hastes 220 estão substancialmente estendidasnos cilindros hidráulicos. Esse estado estendido tambémestá descrito na Figura 7. As hastes 220 estendidas forçamo casco central 108 a uma posição vertical mínimnarelativamente aos cascos laterais 102.

Um projeto exemplificativo para um mecanismo detranslação vertical 110 é fornecido abaixo. O projeto estábaseado na utilização de quatro mecanismos 110 e nasseguintes suposições:

- peso do casco central 108, carregado: 149,3 L (151,7Toneladas);

- peso do casco central 108, vazio: 99,6 L (101,2Toneladas);

- deslocamento do casco central 108 a 1,181 m do calado(vazio): 391,7 L (398 Toneladas)

Baseado nas suposições precedentes, cada mecanismo 110inclui dois cilindros de pino aberto tendo um curso de 6,71metros. A pressão hidráulica dos cilindros é de 19,3 05 MPapressão de operação e 20,684 MPa de pressão máxima. Cadacilindro precisa ser capaz de empurrar 74,198 kg e precisaser capaz de elevar 37,924 kg. 0 furo do cilindro é de0,254 m e a haste é de 0,203 m. O diâmetro externo docilindro é 0,292 m.

Cada cilindro, cheio de fluido hidráulico, pesa 2992kg. O fluido no cilindro pesa 109,9 kg. Para ativar osistema num período de dois minutos necessitará de 99,22kJ/s.

Deve ser entendido que as modalidades da presenteinvenção anteriormente descritas são meramenteilustrativas, e várias variações das modalidades acimadescritas podem ser desenvolvidas por àqueles que conhecema técnica, sem afastar-se do escopo da invenção. Porexemplo, nesta especificação, numerosos detalhesespecíficos são fornecidos de forma a propiciar ampladescrição e a compreensão das modalidades ilustrativas dapresente invenção. Àqueles que conhecem a técnicaconcluirão, no entanto, que a invenção pode serdesenvolvida sem um ou mais daqueles detalhes, ou comoutros métodos, materiais, componentes, etc.

Mais ainda, em alguns exemplos, estruturas bemconhecidas, materiais, ou operações não são mostradas oudescritas em detalhe para evitar encobrir aspectos dasmodalidades ilustrativas. Entende-se que as váriasmodalidades mostradas nas Figuras são ilustrativas, e nãosão necessariamente desenhadas em escala. A referência naespecificação a "uma modalidade" ou "a modalidade" ou"algumas modalidades" significa que em especial um recurso,estrutura, material ou característica descrita em relaçãocom a modalidade (s) está incluída em pelo menos umamodalidade da presente invenção, porém, não necessariamenteem todas as modalidades. Consequentemente, a aparição defrases como "numa modalidade", "na modalidade" ou "emalgumas modalidades" em várias citações ao longo daespecificação, não estão necessariamente se referindo àmesma modalidade. Além disso, em especial os recursos,estruturas, materiais ou características podem sercombinadas de qualquer maneira adequada numa ou maismodalidades. Assim sendo, então se entende que taisvariações estão incluídas no âmbito das reivindicaçõesseguintes e seus equivalentes.

Claims (8)

1. Embarcação com calado variável, tendo um cascocentral que é móvel em relação ao casco lateral,caracterizada por compreender um aparelho (110) paratranslação vertical do casco central (108) relativamente aocasco lateral (102), onde o aparelho inclui:uma haste guia (216) , onde a dita haste depende dodito casco central;uma chapa de suporte (416) acoplada ao dito cascolateral;um mancai não metálico (214) que é recebido pela chapade suporte e que recebe de forma deslizante a haste guia;um cilindro hidráulico (218), onde o dito cilindrohidráulico depende da dita chapa de suporte; euma haste (220), onde a dita haste é operacionalmenteacoplada à primeira extremidade do dito cilindro hidráulicoe se estende ou retraí em função de alterações na pressãohidráulica do dito cilindro (218), e onde a dita haste éfixada à segunda extremidade e daí ao dito casco central.

2. Embarcação com calado variável, de acordo com areivindicação 1, caracterizada pelo fato de, quando a haste(220) estiver completamente estendida do dito cilindro(218) , o dito casco central (108) e o dito casco lateral(102) estarem na distância vertical máxima em relação um aooutro.

3. Embarcação com calado variável, de acordo com areivindicação 1, caracterizada pelo fato de, quando a ditahaste (220) estiver completamente retraída dentro do ditocilindro (218) , o dito casco central (108) e o dito cascolateral (102) estarem na distância vertical mínima emrelação um ao outro.

4. Embarcação com calado variável, de acordo com areivindicação 1, caracterizada por compreender ainda umadiversidade dos ditos aparelhos (110) , onde cada um dosditos aparelhos são ativados individualmente, permitindoassim o controle sobre a posição do dito casco central(108).

5. Embarcação com calado variável, de acordo com areivindicação 1, caracterizada por compreender ainda umadiversidade dos ditos aparelhos (110), onde pelo menos umdos ditos aparelhos (110) é disposto em direção à popa epelo menos um dos ditos aparelhos está próximo à proa dadita embarcação.

6. Embarcação de calado variável, de acordo com areivindicação 5, caracterizada pelo fato do dito aparelho(110) que é disposto em direção à popa e do dito aparelho(110) que está próximo à proa da dita embarcação seremacionados independentemente para permitir o controle daposição do dito casco central (108).

7. Embarcação com calado variável, de acordo com areivindicação 1, caracterizada por compreender ainda umadiversidade dos ditos aparelhos (110) , em que cada ditoaparelho acopla de forma móvel o dito casco central (108) àum dos ditos dois cascos laterais (102).

8. Embarcação de calado variável, de acordo com areivindicação 1, caracterizada pelo fato do mancai nãometálico ser um mancai elastomérico.