BRPI0614947A2 - método e aparelho para a reconfiguração de embarcação de calado variável através de lastreamento - Google Patents
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Abstract
MéTODO E APARELHO PARA A RECONFIGURAçãO DE EMBARCAçãO DE CALADO VARIáVEL ATRAVéS DE LASTREAMENTO. Um método para a reconfiguraçâ.o do calado de uma embarcação de calado variável tendo um casco central e um casco lateral. Em um método de acordo com a concepção ilustrativa da presente invenção, operações de lastreamento e deslastreamento assistem a movimentação vertical do casco central em relação ao casco lateral.
Description
MÉTODO E APARELHO PARA A RECONFIGURAÇÃO DE EMBARCAÇÃO DECALADO VARIÁVEL ATRAVÉS DE LASTREAMENTO
Declaração de Casos Relacionados
Este caso reivindica a prioridade do pedido de patenteamericana pendente US 60/710.049, depositado em 22 deagosto de 2005 e que é aqui incorporado para referência.
Campo da Invenção
A presente invenção se refere à embarcaçõesapropriadas para mar aberto. Mais particularmente, apresente invenção se refere a uma embarcação tendomúltiplos cascos reconfiguráveis e calado variável.
Histórico da Invenção
Cascos de embarcações têm sido, tradicionalmente,otimizados para o uso em águas rasas ou em águas profundas.Por exemplo, para navegar em águas rasas, um cascorelativamente chato é utilizado, de forma a maximizar odeslocamento e minimizar o calado. Por outro lado,embarcações para operação em águas profundas freqüentementetêm cascos em forma de V, que fornecem um grande caladopara boa navegabilidade.
Se uma embarcação é projetada para uso em águas rasas,sua performance em águas profundas será prejudicada, evice-versa. Isto tem incentivado o desenvolvimento deembarcações de calado variável, que são projetadas paraoperar de forma satisfatória em ambas águas rasas eprofundas.
Como o nome sugere, uma embarcação de calado variávelé capaz de variar o seu calado de forma a acomodar mudançasna profundidade das águas ou requerimentos do trabalho. Umaembarcação de calado variável que é descrita na patenteamericana número US 6.877.450 B2 é capaz de reconfigurar aforma de seu casco a fim de mudar o seu calado. Aembarcação inclui um casco central de fundo chato que éacoplado a dois outros cascos laterais ou externos. 0 cascocentral é capaz de movimentação vertical em relação aoscascos laterais, de forma a variar o calado.
De acordo com a patente, o casco central pode sermovido para cima ou para baixo da linha d'água. Quando ocasco central está acima da linha d'água, toda a flutuaçãoé fornecida pelos cascos laterais, e a embarcação apresentacalado máximo. Na medida em que o casco central afundaabaixo da linha d'água, ele contribui para a flutuaçãofornecida pelos cascos laterais. Em conseqüência, o caladoda embarcação é reduzido.
De forma a mover o casco central em relação aos cascoslaterais, uma variedade de mecanismos de elevação podem serusados. Independentemente da característica específica domecanismo de elevação, se toda a elevação vertical do cascocentral for feita através do mecanismo de elevação, aembarcação vai incorrer na penalidade de aumentar seu peso,custo e alocação de espaço.
Resvimo da Invenção
A presente invenção fornece uma maneira dereconfigurar a forma do casco de uma embarcação de caladovariável com reduzida ou ausente dependência em ummecanismo de elevação.
Em um método de acordo com a concepção ilustrativa dapresente invenção, operações de lastreamento edeslastreamento assistem a movimentação vertical do cascocentral. Conseguir ao menos alguma parte da necessáriamovimentação vertical de tal forma, reduz a latitude derequerimentos impostos ao mecanismo de elevação.
Em algumas concepções, a embarcação de calado variávelincorpora tanques de lastro especiais e excessivamentegrandes para operações de lastreamento, e possui acapacidade de travar os seus cascos em posições fixas, unsem relação aos outros.
Um método, de acordo com a presente invenção, para areconfiguração do calado de uma embarcação de caladovariável tendo um casco central e um casco lateral,compreende:
(1) adição de lastro ao casco lateral;
(2) mudança do estado de acoplamento do casco lateralao casco central; e
(3) deslastreamento do casco lateral.
Breve Descrição das Figuras
A Figura 1 mostra uma embarcação reconfigurável, decalado variável, de acordo com uma concepção ilustrativa dapresente invenção.
A Figura 2 mostra a embarcação da Figura 1, em umaconfiguração de grande calado.
A Figura 3 mostra a embarcação da Figura 1, em umaconfiguração de pequeno calado.
A Figura 4 apresenta um fluxograma de um método deacordo com a concepção ilustrativa da presente invenção.
As Figuras 5A-5C mostram a reconfiguração de umaembarcação de calado variável, de uma configuração depequeno calado para uma configuração de grande calado.
As Figuras 6A-6C mostram a reconfiguração de umaembarcação de calado variável, de uma configuração degrande calado para uma configuração de pequeno calado.
Descrição Detalhada
A Figura 1 mostra a embarcação reconfigurável decalado variável 100, de acordo com a concepção ilustrativada presente invenção. A embarcação 100 inclui cascoslaterais 102, tirantes 104, convés 106 e castelo 108. Ocastelo, que também é referido como casco central,incorpora uma ponte de comando e, internamente, um convés(inferior) para veículos e um convés (superior) para passageiros.
A embarcação 100 tem um mecanismo de elevação para amovimentação do casco central 108 em relação aos cascoslaterais 102. Na concepção ilustrativa, quatro mecanismosde elevação 110 são utilizados, sendo que dois mecanismossão dispostos de cada lado do casco central 102, umlocalizado atrás da ponte e outro localizado à popa.
Em conjunto com o mecanismo de elevação 110, o cascocentral 108 pode ser colocado em uma situação na qual ele étravado aos cascos laterais 102 de tal forma que o cascocentral e os cascos laterais movem-se solidariamente. Damesma forma, o casco central 108 pode ser desacoplado doscascos laterais 102 através do mecanismo de elevação 110 deforma que o casco central possa ser movido de maneiraindependente dos cascos laterais.
Na concepção ilustrativa, o mecanismo de elevação 110compreende um arranjo de cilindros hidráulicos, guias erolamentos, tais como descrito no pedido de patente co-pendente (Atty. Dkt. N0 711-090us), depositado nesta mesmadata, e aqui incorporado como referência. Aqueles versadosna arte, após a leitura da presente descrição, estarãoaptos a projetar e construir mecanismos de elevaçãoapropriados para o uso em conjunto com a presente invenção.A configuração específica do mecanismo de elevação 110 nãoé imprescindível para um entendimento da presente invençãoe, assim sendo, não será descrita de forma adicional.
A embarcação 100 é capaz de se reconfigurar entre asconfigurações de grande calado (i.e., catamarã e SWATH) epequeno calado (i.e., chata ou convés alagado). A Figura 2mostra a embarcação 100 em uma configuração típica degrande calado, caracterizada pelo fundo 212 do cascocentral 108 estar colocado bem acima dos cascos laterais102 e acima da linha d'água WL. Na medida em que o cascocentral 108 normalmente não toca a água, quando aembarcação 100 está configurada em uma configuração degrande calado, a embarcação 100 pode viajar a velocidadesmais altas ou com melhorada navegabilidade, em relação àconfiguração de pequeno calado.
A Figura 3 mostra a embarcação 100 em uma configuraçãotípica de pequeno calado, caracterizada pelos fundos doscascos laterais 102 e o fundo 212 do casco central 108estarem substancialmente co-planares. Na configuração depequeno calado que é descrita na Figura 3, porções doscascos laterais 102 e do casco central 108 estão submersas.Na configuração de pequeno calado, a embarcação 100 pode seaproximar da costa e desembarcar ou embarcar veículos epessoas (por exemplo, através de uma rampa 314, etc).
A embarcação 100 mantém um deslocamento constanteenquanto muda o calado via translação vertical do cascosuperior 108. Em particular, o casco central 108 étransladado para baixo até tocar a água, de forma a reduziro calado. Uma vez em contato com a água, o casco central108 desloca uma parte do peso que está sendo deslocadopelos cascos laterais 102. Conseqüentemente o calado éreduzido.
De acordo com a concepção ilustrativa da presenteinvenção, a atividade dos mecanismos de elevação 110 ésuplementada ou substituída pelo uso de uma seqüência deoperações de lastreamento e deslastreamento dos cascoslaterais 102 e, em algumas concepções, também do cascocentral 108. As características específicas das operaçõesde lastreamento e deslastreamento não são descritas aqui,na medida em que elas são bem conhecidas por aquelesversados na técnica.
A Figura 4 apresenta, via um fluxograma, o método 4 00para a reconfiguração de uma embarcação de calado variável100, utilizando operações de lastreamento edeslastreamento. As Figuras 5A a 5C mostram umarepresentação simplificada das partes relevantes de umaembarcação 100 durante a reconfiguração, de umaconfiguração de pequeno calado para uma configuração degrande calado.
A Figura 5A mostra a embarcação 100 sendoreconfigurada de uma configuração de pequeno calado parauma configuração de grande calado (vide também a Figura 3),onde os fundos dos cascos laterais 102 estãosubstancialmente co-planares com o fundo 212 do cascocentral 108.
Na medida em que, neste exemplo, a embarcação 100 estásendo reconfigurada de uma configuração de pequeno caladopara uma configuração de grande calado, a pergunta 402 dométodo 4 00 é respondida de forma negativa e o procedimentosendo transferido para a pergunta 4 04. De acordo com apergunta 404, se os cascos laterais 102 e o casco central108 não estiverem acoplados, então o procedimento étransferido para a operação 408. Se, por outro lado, oscascos laterais 102 e o casco central 108 estiveremacoplados, então o procedimento é transferido para aoperação 4 06, onde o estado é invertido (isto é, os cascoslaterais 102 e o casco central 108 são desacoplados). Aoperação de desacoplamento (ou acoplamento) é efetuada emconjunto com os mecanismos de elevação 100. Após a mudançade estado pela operação 4 06, o procedimento continua com aoperação 4 08.
De acordo com a operação 4 08 do método 4 00, lastro éadicionado aos cascos laterais 102. Assim sendo, água éadicionada aos tanques de lastro de tamanho excessivo (nãoilustrados) que estão situados dentro dos cascos laterais102. O aumento de peso dos cascos laterais 102 causa o seumaior afundamento na água, conforme mostrado na Figura 5B.Este afundamento dos cascos laterais 102 resulta em umamudança na sua posição vertical em relação ao casco central108, uma vez que os cascos laterais 102 e o casco central108 estão desacoplados.
Na operação 410, o estado de "acoplamento" dos cascoslaterais 102 e do casco central 108 é mudado, através domecanismo de elevação 110. Neste caso, o estado muda de"desacoplado" para "acoplado".
Depois de completada esta mudança de estado, lastro éliberado dos tanques de lastro, na operação 412. Isto fazcom que a embarcação 100 busque um novo nível, mais alto,na água, consistente com a sua redução de peso. Na medidaem que os cascos laterais 102 e o casco central 108 estão,agora, acoplados uns aos outros, uma vez que os cascoslaterais 102 sobem, o casco central 108 também sobe.
Conforme ilustrado na Figura 5C, o casco central 108 sobeacima da superfície da água, para operação em águasprofundas.
As Figuras 6A a 6C mostram uma representaçãosimplificada das partes relevantes da embarcação 100,durante a reconfiguração de uma configuração de grandecalado para uma configuração de pequeno calado.
A Figura 6A mostra a embarcação 100 em umaconfiguração típica de grande calado (vide também a Figura2), caracterizada pelo fundo 212 do casco central 108 estarcolocado bem acima dos cascos laterais 102 e acima da linhad'água WL.
Na medida em que, neste exemplo, a embarcação 100 estásendo reconfigurada de uma configuração de grande caladopara uma configuração de pequeno calado, a pergunta 402 érespondida de forma afirmativa, e o procedimento étransferido diretamente para a operação 408. Note que, umavez que a embarcação 100 está em uma configuração de grandecalado tal que o casco central 108 está acima da linhad'água WL, os cascos laterais 102 e o casco central 108estarão, necessariamente, em um estado acoplado e travado.
De acordo com a operação 408 do método 400, lastro éadicionado aos cascos laterais 102. 0 peso aumentado doscascos laterais 102 faz com que eles afundem mais na água.Isto é ilustrado na Figura 6B. Na medida em que os cascoslaterais 102 estão acoplados ao casco central 108, o cascocentral 108 também é abaixado em direção à linha d'água WL.Em outras palavras, diferentemente do exemplo anterior, nãohá mudança nas posições verticais relativas entre o cascocentral 108 e os cascos laterais 102. Água é adicionada aostanques de lastro dos cascos laterais 102 até que o cascocentral 108 entre na água.
Na operação 410, o estado de "acoplamento" dos cascoslaterais 102 e casco central 108 é mudado através domecanismo de elevação 110. Neste caso, o estado muda de"acoplado" para "desacoplado".
Depois de completada a mudança de estado, os cascoslaterais 102 são completamente deslastreados na operação412. Isto faz com que os cascos laterais 102 flutuem na suaposição de calado mínimo. Uma vez que os cascos laterais102 e o casco central 108 estão desacoplados, o cascocentral 108 não sobe em decorrência disso.Conseqüentemente, ao final da operação 412, a embarcação100 está substancialmente em uma configuração de pequenocalado, como mostrado na Figura 6C.
Em algumas concepções, nas quais a embarcação 100 estásendo reconfigurada de uma configuração de grande caladopara uma configuração de pequeno calado, as operaçõesopcionais 414 e 418 são efetuadas. Estas operações permitemque o casco central 108 seja adicionalmente rebaixado emrelação aos cascos laterais 102.
Na operação 414, lastro é adicionado a um tanque delastro (não mostrado) dentro do casco central 108. Isto fazcom que o casco central afunde mais na água, em relação aoscascos laterais 102, uma vez que os cascos estãodesacoplados. Na operação 416, o estado de "acoplamento"dos cascos laterais 102 e do casco central 108 é novamentemodificado (de desacoplado para acoplado). Como desejado,na operação 418 os tanques de lastro no casco central 108são deslastreados, fazendo com que a embarcação emerja.
Dessa forma, através de apropriados lastreamento edeslastreamento, acoplamento e desacoplamento, o cascocentral pode ser reposicionado em relação aos cascoslaterais 102, de forma a reconfigurar a embarcação a 100sem o uso de mecanismos de elevação 110.
Deve ser entendido que as concepções descritas acimasão meramente ilustrativas da presente invenção, e quemuitas variações das concepções acima descritas podem serinventadas por aqueles versados na arte, sem que haja umafastamento do escopo da invenção. Por exemplo, nestaespecificação, numerosos detalhes específicos são descritosde forma a fornecer descrição e entendimento completos daconcepção ilustrativa da presente invenção. Entretanto,aqueles versados na arte reconhecerão que a invenção podeser levada a efeito sem um ou mais destes detalhes, ou comoutros métodos, materiais, componentes, etc.
Além disso, em alguns casos, estruturas bemconhecidas, materiais ou operações não são mostradas emdetalhes, evitando-se obscurecer aspectos das concepçõesilustrativas. Entende-se que as várias concepções mostradasnas Figuras são ilustrativas e não são, necessariamente,desenhadas em escala. Referências, em toda a especificação,a "uma concepção" ou "certa concepção" ou "algumasconcepções" significam que um atributo, estrutura oucaracterística particular, descrita em conexão com aconcepção(ôes), é incluída em ao menos uma concepção dapresente invenção, mas não necessariamente em todas asconcepções. Conseqüentemente, a presença das frases "em umaconcepção", "em certa concepção ou "em algumas concepções"em vários locais, por toda a especificação, não estão,necessariamente, sempre em referência à mesma concepção.Adicionalmente, os atributos, estruturas, materiais oucaracterísticas particulares podem ser combinados, dequalquer forma apropriada, em uma ou mais concepções. Assimsendo, tem-se por objetivo que tais variações sejamincluídas no escopo das reivindicações a seguir, ou suasequivalentes.
Claims (10)
1. Método para a reconfiguração de uma embarcaçãoconfigurável de calado variável, tendo um casco lateral eum casco central, caracterizado por compreender:a. adição de lastro ao dito casco lateral;b. mudança do estado de acoplamento do dito cascolateral e dito casco central; ec. deslastreamento do dito casco lateral.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato da dita embarcação de caladovariável ser reconfigurada de um estado de pequeno caladopara um estado de grande calado, o método compreendendoainda o desacoplamento do dito casco lateral e dito cascocentral antes de efetuar a operação (a).
3. Método, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato da dita embarcação de caladovariável ser reconfigurada de uma configuração de grandecalado para uma configuração de pequeno calado, o métodocompreendendo ainda, após a operação (c):d. adição de lastro ao dito casco central; ee. acoplamento do dito casco central e dito cascolateral.
4. Método, de acordo com a reivindicação 3,caracterizado por compreender ainda, após a operação (e):f. deslastreamento do dito casco central.
5. Método para a reconfiguração de uma embarcaçãoconfigurável de calado variável, tendo um casco lateral eum casco central, caracterizado por compreender a mudançade lastro.
6. Método, de acordo com a reivindicação 5,caracterizado por compreender ainda o acoplamento edesacoplamento, alternativamente, do dito casco central edito casco lateral.
7. Método, de acordo com a reivindicação 5,caracterizado pelo fato do mecanismo de elevação não serusado para mudar a posição relativa do dito casco central edito casco lateral.
8. Embarcação de calado variável, caracterizada porcompreender:um casco central;um casco lateral;um mecanismo para o acoplamento e desacoplamento dodito casco central e dito casco lateral, em que, quandodesacoplados, o dito casco central e o dito casco lateralpodem se mover independentemente um do outro; eum tanque de lastro, em que o dito tanque de lastro écolocado no dito casco lateral.
9. Embarcação de calado variável, de acordo com areivindicação 8, caracterizada por compreender ainda umtanque de lastro no dito casco central.
10. Embarcação de calado variável, de acordo com areivindicação 8, caracterizada por compreender ainda ummecanismo de elevação para a mudança da posição verticalrelativa do dito casco central e dito casco lateral.
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