BR112015026171B1 - Aleta estabilizadora, e, sistema estabilizador de aleta ativo - Google Patents

Abstract

aleta estabilizadora, e, sistema estabilizador de aleta ativo uma aleta estabilizadora (10) e um sistema estabilizador ativo para uma embarcação com um casco (2). a aleta estabilizadora (10) compreende: - uma base de aleta (11) arranjada para ser articuladamente fixada no casco com meio pivô (20) e para pivotar em torno de um eixo geométrico de pivô (p), - uma ponta de aleta (30), - uma borda de avanço (12) e - uma borda traseira (13). uma direção para frente (f) da aleta estabilizadora (10) é definida da borda traseira (13) para a borda de avanço (12) na base de aleta (11), e a borda traseira (13) na ponta de aleta 30 é curvada para longe de um plano (15) definido pela direção para frente (f) e o eixo geométrico de pivô (p), para fornecer à borda traseira (13) um perfil côncavo na direção lateral (ld), perpendicular ao plano (15).

Description

Campo da Invenção

[001] A presente invenção refere-se ao campo de estabilização de uma embarcação, principalmente contrabalanço, que é desagradável e as vezes inseguro para passageiros e tripulação, porém esta invenção também melhorou a capacidade de reduzir as consequências de oscilação e guinada, em comparação com os tipos tradicionais de sistemas estabilizadores por aleta vertical ativos.

Fundamentos da Invenção

[002] A técnica de reduzir o desagradável e às vezes perigoso movimento de balanço de barcos e navios em ondas evoluiu durante muitos anos e há muitas tecnologias principais usadas com benefícios e resultados variáveis para diferentes condições, tipo de embarcação e especialmente custo de implementação e operação. Tais diferentes sistemas incluem estabilizadores de aleta vertical, estabilizadores giroscópicos e tanques de porão, para mencionar os mais comuns.

[003] Os tradicionais sistemas de estabilização, usados em navios de passageiro, navios navais etc., foram geralmente projetados para uso em situações a caminho e a maioria para barcos cruzando em modo de deslocamento e, desse modo, em velocidades relativamente baixas. A embarcação que tradicionalmente esteve usando estabilizadores teve, por seu tamanho e formato de casco, longos tempos de balanço, desse modo requerendo sistema de estabilização de ação relativamente lenta, onde forças contrárias são aplicadas às forças de onda através de períodos de tempo relativamente longos. Durante os últimos 15 anos, o mercado evoluiu para onde há uma exigência de também prover estabilização de balanço, quando a embarcação está ancorada, isto é, não tendo qualquer movimento para frente, bem como sistemas de estabilização sendo instalados em barcos muito mais rápidos, incluindo barcos de planejamento. Estas mudanças criam muitos novos desafios e problemas, como explicado abaixo.

[004] O primeiro dos problemas geralmente conhecidos é que, com a embarcação não se movendo para frente através da água, assim sendo capaz de usar as forças do fluxo de água passando pelas aletas verticais pelo movimento para frente do navio, para criar uma força para contrapor-se às forças das ondas que balançam a embarcação, a única maneira que um estabilizador de aleta vertical pode aplicar uma força oposta é golpear/flutuar com as aletas verticais. Isto significa que tanto a força pico possível bem como o tempo em que tal força pode ser aplicada é limitado. A força é um resultado do tamanho da aleta vertical e da velocidade em que a aleta vertical é movida e, como um oposto, quanto mais rápido a aleta vertical for movida, mais curto o período de tempo que a força pode ser aplicada, visto que há um movimento físico limitado da aleta vertical, e ele também tem que ser parado, sem provocar demasiada força contrária na direção indesejada na ocasião. Matematicamente ou como um termo de física, o impulso de força total é, principalmente, determinado pelo tamanho da aleta.

[005] O segundo problema geralmente é o fato de que as embarcações mais rápidas modernas têm um formato de casco e um peso que tornam seus períodos de balanço naturais muito mais curtos do que os dos navios tradicionais, em que foram instalados estabilizadores, e também que sua exigência física para força estabilizadora é um fator mais elevado, em comparação com o tamanho do barco, em comparação com a embarcação tradicional equipada com estabilizadores. A principal maneira matemática de calcular a força necessária de um sistema estabilizador, para reduzir o balanço em um grau desejado é, na maior parte, baseada em um fator chamado altura Metacêntrica (GM). Este é um fator decidido por quão rígida é a embarcação na água, isto é, quanto mais ela seguir os ângulos das ondas, mais força é requerida do sistema estabilizador para opor-se a este balanço e, o que um sistema estabilizador realmente faz, é forçar o barco a não seguir o ângulo das ondas.

[006] Dado o fato de que estes modernos navios tanto requerem mais força, enquanto também permitindo um mais curto período pra aplicar esta força, é evidente que estes navios são de estabilização muito mais difícil.

[007] A solução simples é instalar aletas grandes, para ser-se capaz de alcançar a desejada força de redução de balanço, entretanto, esta não é sempre uma solução muito boa por diversas razões, especialmente porque aletas muito grandes provocam muito arraste através da água e, desse modo, provocam aumentado consumo de combustível e reduzida velocidade, mais importante em navios rápidos, dado que o arraste, como tudo, é um fator quadrático da velocidade, <A>2 de modo que o impacto torna-se grande em embarcações rápidas. Os tamanhos físicos e consumo de força das unidades acionantes requeridas para atuar em aletas maiores também criam consideráveis problemas, visto que as modernas embarcações são projetadas com uma alta prioridade em espaço vital disponível e eficiência de custo.

[008] Como evidenciado por outras patentes e trabalhos durante os últimos anos, tal esforço foi colocado em criar aletas com baixo arraste e sistemas de força que sejam tão eficientes em custo e energia quanto possível.

[009] Entretanto, um terceiro problema que evidentemente não foi muito considerado porém é um benefício importante desta invenção, é que, utilizando-se aletas tradicionais muito grandes, para alcançar as desejadas forças de redução de balanço, isto também terá outros impactos sobre os navios, quanto mais rápida e mais leve a embarcação, mais negativos estes impactos se tornam. Uma embarcação tem 6 graus de liberdade de movimento em água, simplesmente aumentando-se o tradicional impulso de força provocar-se-á outros efeitos negativos sobre a embarcação causando aumentadas oscilação e guinada, tanto em deslocamento como em situações de ancoragem, que são então outros efeitos, porém ainda desconfortáveis e negativos, sobre o barco.

[0010] Atualmente, a visão do mercado global é que os estabilizadores de aleta, mesmo com as limitações das presentes aletas, fornecem as melhores soluções globais, como um único sistema de tecnologia a usar estabilização tanto em deslocamento como em ancoragem, visto que a maioria das outras soluções, como giroscópios ou tanques de estabilização, não têm um bom desempenho em situação de deslocamento de navios mais rápidos. Entretanto, o problema de ser-se capaz de aplicar bastante força em uma situação de ancoragem, ou em alta velocidade com navios leves, sem provocar demasiadas outras implicações negativas na embarcação em geral, ainda permanece para ser resolvido pelos estabilizadores de aleta.

[0011] Uma solução para melhorar esta situação é apresentada na patente US 2007/0272143/EP 1 577 210, que descrevem aletas estabilizadoras, que têm a capacidade de mudar seu tamanho e formato, para desse modo ter diferentes tamanhos em situações de deslocamento e em ancoragem, aumentando a possível força sem provocar arraste adicional quando não necessário.

[0012] O pedido de patente europeu EP1577210A1, descreve um sistema de estabilização de balanço ativo, compreendendo aletas com subelementos, em que os subelementos são móveis, isto é, ligados em relação às aletas.

[0013] A Patente US 2223562 A descreve uma quilha estabilizadora com uma base de quilha com uma borda traseira e uma de avanço, onde a base de quilha é disposta para pivotar em torno de um eixo geométrico perpendicular ao casco do barco.

[0014] Outras soluções conhecidas são aletas estabilizadora retráteis, que são somente posicionadas na água quando necessário, desse modo não criando arraste quando não necessário.

[0015] Ambas estas soluções são raramente usadas em embarcação com espaço de instalação e orçamentos limitados, devido a sua complexidade, exigências de espaço interno e custo.

[0016] Há também muitas outras patentes e pedidos de patente para vários meios e métodos de aumentar a eficiência dos estabilizadores de aleta, muitos destes referindo-se a vários tipos de mecanismo motriz ou algoritmos de controle e não são, desse modo, relacionados com a invenção.

Breve Sumário da Invenção

[0017] Um objetivo da presente invenção é descrever um sistema estabilizador ativo para uma embarcação, que seja mais eficiente do que o da técnica anterior.

[0018] Um dos problemas com a tecnologia da técnica anterior é que os estabilizadores de balanço ativos podem fazer com que a embarcação oscile ou guine devido às grandes forças aplicadas nos estabilizadores e, desse modo, crie outro movimento desagradável para os passageiros, como descrito anteriormente.

[0019] É, portanto, um objetivo da invenção descrever um sistema estabilizador ativo, que seja capaz de estabilizar o movimento de balanço da embarcação na ancoragem e em movimento, sem introduzir outros movimentos desagradáveis da embarcação.

[0020] Um desafio relacionado com projeto de sistemas estabilizadores antibalanço é que as aletas não devem estender-se para fora do casco em uma direção lateral. Muitos barcos e, especialmente, barcos para lazer tem um casco plano, conformado em V e isto significa que as aletas têm que ser localizadas sob a parte plana, o que dá pouca liberdade para diferentes movimentos de aleta.

[0021] O problema de ser-se capaz de aplicar bastante força de redução de balanço com um sistema estabilizador de aleta ativo, para significativamente reduzir o movimento de balanço induzido por onda de uma embarcação, enquanto mantendo-se efeitos negativos, tais como aumentado- se o consumo de combustível, reduzida velocidade, consumo direto de energia do sistema estabilizador, consumo do espaço dentro do navio, custo inicial de investimento, custo de operação e manutenção e provocando-se outros movimentos desagradáveis da embarcação a um mínimo, foram resolvidos pela invenção.

[0022] A solução descrita aqui propõe utilizar um projeto de aleta que mude a direção da força criada pelas aletas estabilizadoras, tanto em situações de deslocamento como de ancoragem, de modo que as forças resultantes sejam dirigidas mais na direção desejada do que os sistemas da técnica anterior, para contrapor-se somente ao balanço. Uma vez que a direção das forças aplicadas é mais ideal para a tarefa pretendida, as aletas podem ser de menor tamanho, provocando menos arraste, ter a mesma força de redução de rolamento, com um consumo de força direto consideravelmente menor, e serem capazes de aplicar mais força na direção desejada, com menos força aplicada em uma direção indesejada e, desse modo, também provocar menos outros movimentos indesejados da embarcação.

[0023] Análise independente, baseada em modelos matemáticos, mostrou que o novo e inventivo formato da aleta estabilizadora, de acordo com a presente invenção, resolve os problemas resumidos acima.

[0024] A invenção é, portanto, em uma modalidade da invenção, uma aleta estabilizadora para uma embarcação com um casco, em que a aleta estabilizadora compreende: - uma base de aleta (11) arranjada para ser articuladamente montada no casco, com meio articulante (20), de modo que dita aleta estabilizadora (10) possa articular em torno de um eixo geométrico de pivô (p), - uma ponta de aleta (30), - uma borda de avanço (12) e - uma borda traseira (13), em que a direção para frente (f) da aleta estabilizadora (10) é definida da borda traseira (13) até a borda de avanço (12) na base da aleta (11) e em que a borda traseira (13) na ponta da aleta (30) é curvada para longe de um plano (15), definido pela direção para frente (f) e pelo eixo geométrico de pivô (p), para fornecer à borda traseira (13) um perfil côncavo em uma direção lateral (ld) perpendicular ao plano (15).

[0025] Em uma modalidade, a invenção é também um sistema estabilizador de aleta ativo para uma embarcação com um casco com uma linha central, em que o sistema estabilizador de aleta ativo compreende: - uma primeira aleta estabilizadora (10) de acordo com a reivindicação 1, com primeiro meio pivô arranjado para ser montado no casco (2) em um lado a bombordo da linha central, - uma segunda aleta estabilizadora (10) de acordo com a reivindicação 1, com segundo meio pivô arranjado para ser montado no casco (2) em um lado a estibordo da linha central, e que as pontas de aleta (30) das primeira e segunda aletas estabilizadoras (10, 10) são curvadas em direções laterais opostas para longe da linha central, - os primeiro e segundo meios pivô (20) arranjados para articular a primeira aleta estabilizadora (10) e a segunda aleta estabilizadora (10) respectivamente, - um sensor de balanço (60) e - um sistema de controle (70), em que o sistema de controle é arranjado para receber sinais de sensor de indicação de balanço do sensor de balanço (60) e arranjado ainda para remeter os sinais de controle para os primeiro e segundo meios pivô (20) para articular as primeira e segunda aletas estabilizadoras (10) para contraporem-se ao balanço da embarcação.

[0026] A invenção, assim, provê uma significativamente aumentada força de redução de balanço, em comparação com o tamanho, consumo de energia, complexidade técnica, impactos de movimento de navio negativos e custo da aleta em um nível básico, totalmente independente da tecnologia de acionamento que é usada, isto é, ela provê os mesmos benefícios de todas as tecnologias de acionamento.

Textos Explicativos Das Figuras

[0027] As figuras anexas ilustram algumas modalidades da invenção reivindicada.

[0028] A Figura 1 é uma vista isométrica de uma aleta estabilizadora de acordo com a invenção.

[0029] A Figura 2 ilustra uma aleta estabilizadora de acordo com uma modalidade da invenção, articulando em torno de um eixo geométrico de pivô (p) em três diferentes posições.

[0030] A Figura 3 ilustra duas aletas estabilizadoras de acordo com uma modalidade da invenção, montadas em um casco de um barco.

[0031] A Figura 4 ilustra o momento resultante de um barco com aletas de acordo com a técnica anterior na Fig. 4a, e de acordo com a invenção na Fig. 4b.

[0032] A Figura 5 mostra em um gráfico o momento de impulso melhorado na direção de balanço, em comparação com a técnica anterior.

[0033] A Figura 6 ilustra uma aleta estabilizadora montada sob o casco de um barco e um atuador dentro do barco.

[0034] A Figura 7 ilustra um sistema estabilizador de aleta ativo, de acordo com uma modalidade da invenção.

Modalidades Da Invenção

[0035] A invenção será a seguir descrita e modalidades da invenção serão explicadas com referência aos desenhos acompanhantes.

[0036] Para facilidade de entendimento dos desenhos, a borda da frente ou de avanço da aleta foi marcada com um ponto preto. Esta marcação não é de forma alguma relacionada com a invenção.

[0037] A Fig. 1 ilustra uma aleta estabilizadora de acordo com uma modalidade da invenção.

[0038] Nesta modalidade, a aleta estabilizadora compreende: - uma base de aleta (11) arranjada para ser articuladamente montada no casco com meio pivô (20), de modo que dita aleta estabilizadora (10) possa articular e torno de um eixo geométrico de pivô (p), - uma ponta de aleta (30), - uma borda de avanço (12) e - uma borda traseira (13), e que a direção para frente (f) da aleta estabilizadora (10) é definida da borda traseira (13) para a borda de avanço (12) na base da aleta (11) e em que a borda traseira (13) na ponta da aleta (30) é curvada para longe de um plano (15) definido pela direção para frente (f) e o eixo geométrico de pivô (p), para dar à borda traseira (13) um perfil côncavo na direção lateral (Id) perpendicular ao plano (15).

[0039] Deve ser observado que o plano (15) ilustrado na Figura 1, que define as direções da aleta de acordo com a presente invenção, também pode representar a direção das aletas de acordo com a técnica anterior, onde o corpo de aleta da técnica anterior tipicamente situar-se-ia no plano (15).

[0040] Em uma modalidade, o eixo geométrico de pivô (p) é ortogonal à base de aleta (11).

[0041] Diferentes tipos de perfis curvados podem ser usados para melhorar as forças antibalanço, tais como um perfil com uma ou mais curvas distintas ou um perfil curvado liso.

[0042] De acordo com uma modalidade, o perfil côncavo da borda traseira (13) é curvado.

[0043] De acordo com uma modalidade, a borda traseira (13) na ponta da aleta (30) é curvada para longe do plano (15) pelo menos 15 graus da borda traseira (13) na base da aleta (11).

[0044] De acordo com uma modalidade, a borda traseira (13) na ponta de aleta (30) é curvada pra longe do plano (15) pelo menos 20 graus a partir da borda traseira (13) na base da aleta (11).

[0045] As Figs. 2a, 2b e 2c mostram como tal aleta pode ser projetada para montagem sob o lado a bombordo do casco. A aleta estabilizadora é mostrada em três diferentes posições, todas vistas pela frente. Na Fig. 2b a aleta é uma posição neutra, isto é, uma posição em que a aleta não forneceria quaisquer forças antibalanço, quando a embarcação não estiver balançando em água estável. A Fig. 2a mostra a aleta articulada com a parte traseira em direção à linha central do barco e a Fig. 2c mostra a aleta articulada na direção oposta com a parte traseira em direção a estibordo do barco.

[0046] A aleta de acordo com a presente invenção é uma folha metálica hidrodinamicamente perfeita, conformada de modo que sua força resultante, quando sendo girada no fluxo de água ou girada rápido em um movimento flutuante, provoque um vetor de força resultante, que é maior na direção antibalanço e menor na direção lateral, isto é, a direção de guinada e oscilação, em comparação com as aletas da técnica anterior. A aleta é também conformada para reduzir o arraste, enquanto sendo capaz de força crescente.

[0047] A presente invenção resolve o problema remanescente da técnica anterior, isto é, onde instalar as aletas, de modo que elas somente apliquem força direta e somente na desejada direção para opor-se ao balanço. As aletas de acordo com a técnica anterior aplicam sua força em uma direção paralela à direção ao ângulo de casco, onde elas são instaladas. Esta é então transformada em uma força de balanço pela força sendo vista como atuando em torno do centro de gravidade dos barcos em que é matematicamente considerada balançar, onde o centro de gravidade pode ser imaginado como uma referência. Entretanto, uma vez que o barco esteja flutuando em água, o centro de gravidade não é realmente um ponto de referência fixo, ele somente atua como uma referência dentro da limitação de sua inércia nas direções em que não desejamos que se mova, como movimentos de oscilação e guinada. Praticamente falando, o problema é uma questão da inércia dos barcos nas direções de movimento desejadas, é um fator de limitação claro ao impulso de força total que você pode aplicar, em consequência apenas aumentando a força em uma direção imperfeita não resolverá o problema completo e requererá mais do que um compromisso de em que nível você pode praticamente aplicar, para opor-se ao balanço sem outros efeitos negativos, especialmente em embarcação moderna leve. Ao mesmo tempo, a presente invenção também melhorará a eficiência em navios mais pesados tradicionais, onde o potencial de guinada e oscilação não é tão dominante, devido a seus mais elevados níveis de inércia.

[0048] A Figura 2 ilustra uma aleta (10) de acordo com uma modalidade da invenção, vista pela frente, e montada sob o lado de bombordo fg wo ecueq *4+ eqo woc cuegpu«q oottc *1+0 Q fgugpjq kpVgtogfkátkq mostra a aleta (10) em uma posição neutra, isto é, não aplicando quaisquer forças na direção do balanço, se a água estiver aplainada e o barco não estiver balançando.

[0049] O desenho à esquerda mostra a aleta (10) em uma posição em que as costas da aleta foram forçadas em direção à linha central do barco e o desenho à direita mostra a aleta (10) em uma posição em que as costas da aleta foi forçada da linha central do barco. Quando a aleta está se movendo em direção à linha central, o lado do barco, em que a aleta é localizada, será levantado, enquanto ele será abaixado quando a aleta estiver se movendo em direção ao lado do barco.

[0050] A Figura 3 mostra um exemplo de um barco com duas aletas montadas no casco (2), uma de cada lado da linha central. Nesta figura, as aletas são ilustradas em uma posição articulada para neutralizar um movimento de balanço. As forças (F21, F22) ilustram as forças resultantes do movimento de aleta atuando sobre o barco. As forças antibalanço são o componente vertical das forças, ilustradas como setas tracejadas.

[0051] A melhoria da eficiência de estabilização antibalanço foi verificada por modelos e simulações matemáticos do sistema que mostra uma considerável mudança, em comparação com as aletas estabilizadoras ativas tradicionais, com um corpo reto.

[0052] Na Fig. 4, os resultados das simulações para um barco exemplar específico são mostrados. O barco é um barco de ponte de voo de 56 pés, com uma ascensão morta *l+"fg"38.7o. Além disso, a altura da linha de tgfetêpekc rctc Nknjc Fóáiwc fg RtqjgVq *FYN+ fi fg 2.:8o g fc nknjc cπignc de projeto para o centro vertical de gravidade (VCG) de 0,99 m.

[0053] Os dois projetos de aleta requerem no total a mesma força aplicada pelos dois atuadores atuando sobre as aletas.

[0054] As forças atuando sobre o barco, quando as aletas são ativadas, depende do torque aplicado à aleta e do comprimento do braço de alavanca. Na seguinte descrição, o estibordo é para a direita nos desenhos.

[0055] Na Fig. 4a, são mostradas as forças resultantes atuando sobre o barco, quando são usadas aletas estabilizadoras retas tradicionais, de acordo com a técnica anterior, enquanto na Fig. 4b as forças resultantes da aleta estabilizadora aperfeiçoada, de acordo com a técnica anterior.

[0056] Na Fig. 4a, o braço de alavanca (L11, L12) é o mesmo do estibordo e do lado de bombordo, neste caso 2,27 m, uma vez que as aletas retas são simétricas em torno da linha central também quando acionadas. A força líquida resultante (F11, F12) sobre cada aleta é 1325N. Isto fornece um torque de 6015Nm.

[0057] Na Fig. 4b, as aletas a estibordo e a bombordo serão assimétricas quando acionadas como visto na Fig. 3, e os braços de alavanca nos dois lados serão diferentes. O braço de alavanca de bombordo (L21) é 2,55 m e o braço de alavanca de estibordo (L22) é 2,49m. As forças de bombordo e estibordo líquidas resultantes (F21, F22) de cada aleta é de 1610N e 1310N, respectivamente.

[0058] Isto dá um torque de 7396Nm. A melhoria total no torque de balanço é de 23% neste caso. O mesmo modelo também mostrará que as forças laterais, atuando sobre o barco, foi reduzida em 8%.

[0059] Quando decompondo os vetores de força (F11, F12) da Figura 4a e os vetores de força (F21, F22) da Figura 4b, é evidente que as forças na direção do balanço aumentaram consideravelmente e que as forças na direção de guinada e oscilação foram reduzidas.

[0060] Quando o barco está ancorado, há pouco ou nenhum arrasto ou levantamento da aleta estabilizadora que possa ser usado para neutralizar os movimentos de balanço. Neste caso, as aletas têm que estabilizar o barco levantando água em um lado e pressionando água para baixo no outro lado e estes movimentos antibalanço têm que ocorrer instantaneamente, para impedir o balanço.

[0061] Neste modo a eficiência melhorada das aletas estabilizadoras de acordo com a presente invenção é mesmo maior do que o modo de cruzeiro. Para o mesmo barco de ponte de voo de 56 pés, como descrito acima, o momento de balanço de impulso foi comparado com a técnica anterior com aletas retas e os resultados são resumidos na Figura 5, onde pode ser visto que o momento de balanço é consideravelmente melhor para a invenção do que para a técnica anterior para movimentos antibalanço de impulso.

[0062] De acordo com uma modalidade da invenção, a seção transversal da aleta estabilizadora (10) tem um perfil NACA. De acordo com uma modalidade, o perfil é assimétrico com uma maior cambagem no lado côncavo do que no lado convexo. Isto compensa a menor superfície côncava que também forneceria um arrasto, ou levantamento do outro lado da aleta estabilizadora.

[0063] Um outro efeito vantajoso pode ser obtido provendo-se a aleta estabilizadora com asinhas na ponta da aleta. As asinhas são conhecidas na técnica anterior, em que elas se estendem ortogonalmente da ponta da aleta. Entretanto, de acordo com uma modalidade da invenção, a estabilizador de aleta estabilizadora compreende uma primeira aleta auxiliar (40) estendendo- se da ponta da aleta (30) na direção lateral (ld), que melhora as propriedades antibalanço da aleta, sem criar cavitação indesejada.

[0064] De acordo com uma modalidade, a aleta estabilizadora compreende uma primeira aleta auxiliar (40) estendendo-se da ponta de aleta (30), paralelo à base de aleta (11) na direção lateral (ld). Isto é ilustrado na Figura 1 e no desenho intermediário da Figura 2. A primeira aleta auxiliar (40) dirigirá então a força, quando virada ou flutuada para uma direção que não é paralela à superfície do casco. Em uma modalidade, a aleta (10) compreende uma segunda aleta auxiliar (50) estendendo-se da ponta de aleta (30), em que a segunda aleta auxiliar (50) estende-se em uma direção ortogonal à base da aleta (11). Como para a primeira aleta auxiliar (40), a segunda aleta auxiliar também contribuirá para as propriedades antibalanço da aleta, sem criar cavitação indesejada. A aleta estabilizadora pode compreender somente a primeira aleta auxiliar (40), somente a segunda aleta auxiliar (50) ou ambas aletas auxiliares.

[0065] A Figura 6 mostra uma modalidade do meio pivô (20), onde a aleta (2) é vista articuladamente montada no casco (2) com o meio pivô (20). Nesta modalidade, a aleta tem um furo (22) da linha de referência para dentro da aleta. A direção e centro do furo é na direção e centro do eixo geométrico de pivô (p), respectivamente. Um eixo atuador (21) é fixado no furo, p. ex., por cola ou meio de fixação alternativo, e se estende para cima através de uma penetração no casco (2). No lado interno do casco (2), um módulo atuador (23) é preso ao casco (2) e o módulo atuador é arranjado para receber e fixar o eixo atuador (21) para evitar que cais. O módulo atuador (23) é um atuador de duas direções, arranjado para deslocar o eixo atuador (21) em uma direção angular, para fazer com que a aleta (10) articule em torno do eixo geométrico de pivô (p), quando operada.

[0066] O módulo atuador (23) pode ser acionado por uma multidão de fontes de força direta e indireta, tais como cilindros hidráulicos, atuadores eletromecânicos, motores elétricos de qualquer espécie, unidades de braço de ligação mecânico ou similares, através de um eixo ou outro método de fixação direta adequado.

[0067] Em uma modalidade da invenção, a unidade de suporte e acionante tem um projeto mecânico que muda o ângulo do eixo ou outro método de fixação adequado do mencionado novo projeto de aleta ou um tradicional projeto de aleta reta, para obter-se a mesma direção de força mudada, geralmente sempre, ou na realidade como um ângulo ajustável para uma instalação de um tempo ou como uma função variável, dependendo da condição de uso na ocasião, por exemplo, somente em uma situação de ancoragem.

[0068] A Figura 7 mostra um diagrama de blocos de um sistema estabilizador de aleta ativa, de acordo com uma modalidade da invenção.

[0069] As partes a bombordo e a estibordo do casco (2), com respectivas aletas estabilizadoras (10) e meio de articulação (20), compreendendo os atuadores (23), são ilustradas à esquerda eà direita da figura. A linha central do casco não é ilustrada, porém seria localizada entre as partes de casco (2) em um sistema real. De acordo com a invenção, as pontas de aleta (30) são dobradas ou curvadas e direções opostas, para longe da linha central.

[0070] Nesta modalidade, a invenção é um sistema estabilizador de aleta ativo para uma embarcação com um casco (2) com uma linha central, em que o sistema estabilizador de aleta ativo compreende: - uma primeira aleta estabilizadora (10) de acordo com a reivindicação 1, com um primeiro meio pivô arranjado para ser montado no casco (2) em um lado a bombordo da linha central, - uma segunda aleta estabilizadora (10) de acordo com a reivindicação 1, com segundo meio pivô arranjado para ser montado no casco (2) em um lado estibordo da linha central, em que as pontas de aleta (30), das primeiras e segundas aletas estabilizadoras (10, 10), são dobradas em direções laterais opostas, para longe da linha central, - o primeiro e segundo meios pivô (20) arranjados para pivotar a primeira aleta estabilizadora (10) e a segunda aleta estabilizadora (10), respectivamente - um sensor de balanço (60) e - um sistema de controle (70), em que o sistema de controle é arranjado para receber sinais sensores de indicação de balanço do sensor de balanço (60) e arranjado ainda para remeter sinais de controle para os primeiro e o segundo meios pivô (20) para pivotar as primeira e segunda aletas estabilizadoras (10) para neutralizar o balanço da embarcação.

[0071] Na Figura 7 as linhas tracejadas representam conexões elétricas, enquanto as linhas cheias representam conexões hidráulicas.

[0072] O outro componente ilustrado na figura é uma bomba hidráulica (81). Esta pode ser uma unidade de alimentação hidráulica acionada por eletricidade ou qualquer outra bomba adequada.

[0073] Além disso, um tanque hidráulico (83), acumulador hidráulico (82) e unidades de válvula (84) são componentes comuns de um sistema hidráulico.

[0074] A ilustração da Figura 7 é apenas um exemplo de como implementar um sistema estabilizador ativo, de acordo com a invenção. Em outras implementações poderia, p. ex., haver uma bomba para cada aleta estabilizadora, atuadores elétricos etc.

[0075] O sensor de balanço (60) remete um sinal de balanço para o sistema de controle (70), que abre e fecha as unidades de válvula (84), dependendo do balanço atual.

[0076] Um ou mais painéis de controle (71) podem ser usados para estabelecer os parâmetros antibalanço, p. ex., girando antibalanço, ligando e desligando, e para apresentar os parâmetros de balanço ao operador.

[0077] De acordo com uma modalidade da presente invenção, o sistema de controle é arranjado para remeter sinais de controle para o primeiro e segundo meio pivô (20), para pivotar a primeira e segunda aletas estabilizadoras (10) simultaneamente na mesma direção lateral (ld).

[0078] O sistema de acordo com a invenção pode compreender mais do que duas aletas estabilizadoras. Preferivelmente, o número de aletas é par, p. ex., 2, 4 etcÈ

[0079] De acordo com uma modalidade da invenção, o sistema estabilizador de aleta ativo compreende - uma terceira aleta estabilizadora (10), de acordo com a reivindicação 1, arranjada para ser montada no casco (2) em um lado da linha central, - uma quarta aleta estabilizadora (10) de acordo com a reivindicação 1, arranjada para ser montada no casco (2) no lado de estibordo da linha central, - m que as pontas de aleta (30) das terceira e quarta aletas estabilizadoras (10, 10) são curvadas em direções opostas para longe da linha central, - um terceiro e quarto meios pivô (20), de acordo com a reivindicação 5, arranjados para articular a terceira aleta estabilizadora (10) e a quarta aleta estabilizadora (10), respectivamente, em que as primeira e segunda aletas estabilizadoras (10, 10) são arranjadas para serem montadas em uma primeira distância da popa da embarcação, e a terceira e quarta aletas estabilizadoras (10, 10) são arranjadas para serem montadas em uma segunda distância da popa da embarcação.

[0080] De acordo com uma modalidade, os pares de aletas estabilizadoras podem ser operados independentemente, isto é, um primeiro par compreendendo primeira e segunda aletas estabilizadoras (10) e um segundo par compreendendo terceira e quarta aletas estabilizadoras (10). Isto pode ser vantajoso quando o barco opera em diferentes modos, tais como cruzeiro e ancorado. Em uma modalidade, o par da frente dos estabilizadores opera somente ancorado, enquanto o par de popa opera tanto em modo ancorado como em cruzeiro.

Claims (11)

1. Aleta estabilizadora (10) para uma embarcação com um casco (2), em que dita aleta estabilizadora (10) compreende: - uma base de aleta (11) arranjada para ser articuladamente montada no casco com meio pivô (20), de modo que a aleta estabilizadora (10) possa se articular em torno de um eixo geométrico de pivô (p), - uma ponta de aleta (30), - uma borda de avanço (12) e - uma borda traseira (13), em que uma direção para frente (f) da dita aleta estabilizadora (10) é definida da borda traseira (13) para a borda de avanço (12) na base de aleta (11), em que a borda traseira (13) na dita ponta de aleta (30) é curvada para longe de um plano (15) definido pela direção para frente (f) e dito eixo geométrico de pivô (p), para dar à borda traseira (13) um perfil côncavo em uma direção lateral (ld) perpendicular ao dito plano (15); caracterizada pelo fato de que o meio pivô (20) compreende: - um eixo atuador (21) arranjado para ser fixado na dita base de aleta (11) e estendendo-se da base de aleta (11) na direção do eixo geométrico de pivô (p), - um atuador (23) arranjado para ser fixado dentro do casco (2) e arranjado ainda para receber e fixar o eixo atuador (21) através de um furo no casco (2).

2. Aleta estabilizadora de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a seção transversal da dita aleta estabilizadora (10) tem um perfil NACA.

3. Aleta estabilizadora de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que dito eixo geométrico de pivô (p) é ortogonal a dita base de aleta (11).

4. Aleta estabilizadora de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que dito perfil côncavo da dita borda traseira (13) é curvado.

5. Aleta estabilizadora de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que dita borda traseira (13) na ponta de aleta (30) é dobrada para longe do dito plano (15) pelo menos 15 graus a partir da dita borda traseira (13) em dita base de aleta (11).

6. Aleta estabilizadora de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que compreende uma primeira aleta auxiliar (40) estendendo-se da dita ponta de aleta (30), paralela a dita base de aleta (11), em dita direção lateral (ld).

7. Aleta estabilizadora de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que compreende uma segunda aleta auxiliar (50), estendendo-se da dita ponta de aleta (30), em que a segunda aleta auxiliar (50) estende-se em uma direção ortogonal a dita base de aleta (11).

8. Sistema estabilizador de aleta ativo para uma embarcação com um casco (2) com uma linha central, em que dito sistema estabilizador de aleta ativo é caracterizado pelo fato de que compreende: - uma primeira aleta estabilizadora (10) como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 7, como primeiro meio pivô arranjado para ser montado em dito casco (2) no lado a bombordo da dita linha central, - uma segunda aleta estabilizadora (10) como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 7, com o segundo dispositivo pivô arranjado para ser montado no casco (2) no lado a estibordo da dita linha central, em que ditas pontas de aleta (30) das ditas primeira e segunda aletas estabilizadoras (10, 10) são curvadas em direções laterais opostas para longe da dita linha central. - ditos primeiro e segundo meios pivô (20) arranjados para articular dita primeira aleta estabilizadora (10) e dita segunda aleta estabilizadora (10) respectivamente, - um sensor de balanço (60), e - um sistema de controle (70), em que dito sistema de controle é arranjado para receber sinais de sensor de indicação de balanço do dito sensor de balanço (60), e ainda arranjado para remeter sinais de controle para os primeiro e segundo meios pivô (20), para articular ditas primeira e segunda aletas estabilizadoras (10) para neutralizar o balanço da dita embarcação.

9. Sistema estabilizador de aleta ativo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o sistema de controle é arranjado para remeter sinais de controle para ditos primeiro e segundo meio pivô (20) para articular ditas primeira e segunda aletas estabilizadoras (10) simultaneamente na mesma direção lateral (ld).

10. Sistema estabilizador de aleta ativo de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que compreende: - uma terceira aleta estabilizadora (10) como definida na reivindicação 1, arranjada para ser montada no dito casco (2) em um lado a bombordo da dita linha central, - uma quarta aleta estabilizadora (10) como definida na reivindicação 1, arranjada para ser montada no dito casco (2) em um lado a estibordo da dita linha central, em que as pontas de aleta (30) das ditas terceira e quarta aletas estabilizadoras (10, 10) são curvadas em direções laterais opostas para longe da dita linha central, - um terceiro e quarto meios pivô (20), como definida na reivindicação 5, arranjados para articular a dita terceira aleta estabilizadora (10) e a dita quarta aleta estabilizadora (10), respectivamente, em que as ditas primeira e segunda aletas estabilizadoras (10, 10) são arranjadas para serem fixadas a uma primeira distância de uma popa da dita embarcação, e as ditas terceira e quarta aletas estabilizadoras (10, 10) são arranjadas para serem montadas em uma segunda distância da popa da dita embarcação.

11. Sistema estabilizador de aleta ativo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que dito sistema de controle (70) é arranjado para operar as ditas primeira e segunda aletas estabilizadoras (10, 10) independentemente das ditas terceira e quarta aletas estabilizadoras (10, 10).

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