BRPI0718193A2 - Navio, e, lâmina de leme torcida - Google Patents

Description

"NAVIO, Ε, LÂMINA DE LEME TORCIDA"

A presente invenção refere-se a uma lâmina de leme para um navio bem como a um navio com pelo uma lâmina de leme de acordo com a invenção.

Se o fluxo ao longo do casco de um navio quando se move é

considerado, então pode ser claramente visto que, em uma popa adelgaçada do navio, o fluxo não se estende exatamente em paralelo à linha da quilha do navio, mas segue a configuração da popa do navio.

Um leme de configuração convencional, isto é, expresso em termos simples, uma placa chata que é montada lateralmente deslocada da linha de quilha na região de popa do navio é orientada na posição de zero grau exatamente em paralelo à linha da quilha teria, por conseguinte, um fluxo de afluxo contra a mesma em um ângulo inclinado e, assim, origina uma resistência ao fluxo. Esta resistência ao fluxo significa maior consumo de combustível e, assim, um nível mais alto de poluição ambiental ou, com o mesmo consumo de combustível ou a mesma potência do motor, uma menor velocidade e, assim, um maior tempo de deslocamento e, assim, por sua vez, maior consumo de combustível e poluição ambiental mais severa.

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E conhecido da US no 5 415 122 a adaptação de uma lâmina de leme a um fluxo gerado pela hélice. Neste caso, as direções de fluxo produzidas pela hélice são levadas em consideração e o leme é apropriadamente adaptado em uma multiplicidade de perfis na direção da corda. Por exemplo, a tabela 1 desta publicação especifica uma redução em um ângulo da lâmina de leme com uma crescente altura (posição Y) do perfil respectivo, partindo do eixo geométrico da hélice disposto à frente. Esta configuração específica de uma lâmina de leme também leva em conta, em particular, os efeitos devidos à turbulência sobre o leme.

O objetivo da presente invenção é prover uma lâmina de leme que é particularmente vantajosa em termos de fluxo, para montagem na região da popa de um navio, lateralmente ao lado da linha de quilha.

Este objetivo é atingido por meio de uma lâmina de leme que é torcida em si própria, em que a torção é adaptada à configuração do fluxo da água na popa do navio, isto é, na região do local de montagem das lâminas de leme. As vantagens destas lâminas de leme são eficiência mais alta para as lâminas de leme, o que conduz a menores lâminas de leme, e também um fluxo de afluxo aperfeiçoado com respeito aa hélice (desde que exista um).

Este efeito de acordo com a invenção é atingido quando, em uma posição de leme de zero grau, isto é, uma localização de leme que é ajustada para precisamente deslocar retilineamente à frente, o ângulo de fluxo de afluxo no leme é também precisamente zero grau.

Quando o fluxo (em qualquer caso na superfície da água) segue exatamente a configuração do casco na região de popa do navio, o ângulo de incidência preciso da lâmina de leme, em seu lado de topo (o lado em direção ao casco) é naturalmente dependente da configuração geométrica da popa. A torção gradualmente diminui em direção a seu lado inferior (como o lado afastado do casco do navio).

No presente caso, a lâmina de leme é torcida em sua região superior (próxima ao casco) por aproximadamente 10 graus, enquanto em sua região inferior (remota ao casco) ela é torcida por aproximadamente 2 graus. Aqueles valores foram determinados, no exemplo específico de um formato de casco predeterminado, primeiramente pela simulação e então empiricamente. Uma vez que, como mencionado acima, a torção é dependente da geometria de casco, uma torção de até 20 graus é certamente imaginada, para não ser irrealista, na região da lâmina de leme que está próxima ao casco (a região superior). Variações de até 5 graus podem ser certamente consideradas na região inferior (remota ao casco).

A este respeito, todavia, deve-se ter em mente que a torção tem sempre que estar em relação com a linha de quilha, isto é, em direção ao centro do casco. A lâmina de leme é, por conseguinte, sempre torcida para dentro.

De acordo com a invenção é proposto um navio que tem pelo menos uma lâmina de leme torcida, disposta para o controle do navio, em que a torção da lâmina é adaptada à configuração do fluxo da água na região da respectiva lâmina de leme, quando nenhuma hélice em operação é disposto à frente das lâminas de leme. Por conseguinte, a lâmina de leme é adaptada ao fluxo da água em relação ao navio, em que este fluxo não é gerado por uma hélice montado à sua frente. Ao contrário, é o fluxo que resulta do movimento do navio através da água que é principalmente de significância. Outros fluxos não são levados em consideração ou não ocorrem. De acordo com um aspecto, portanto, nenhuma hélice é disposto à frente dos lemes. Se uma hélice deva ser disposto em uma posição a montante em outra forma de realização, a hélice não está em operação. Em outras palavras, ele não é acionado, mas é, por exemplo, em uma condição de marcha inativa.

De acordo com uma forma de realização, por conseguinte, são propostas pelo menos duas lâminas de leme que são providas lateralmente deslocadas com respeito à linha de quilha, em que a torção da lâmina é adaptada à configuração, causada pela geometria do casco, do fluxo da água na região da respectiva lâmina de leme. O movimento do navio através da água proporciona, em relação ao navio, um fluxo que, em termos de sua magnitude, corresponde aproximadamente à velocidade do navio através da água. A configuração especificada do fluxo é determinada principalmente pela geometria do casco do navio, desde que ele esteja na água. As lâminas de leme são adaptadas a este fluxo.

O termo torção da lâmina de leme é usado para denotar deslocamento rotacional da lâmina de leme em torno de um eixo geométrico longitudinal da mesma. Os ângulos de torção respectivamente especificados são, todavia, especificados como o ângulo da lâmina de leme na altura respectiva com relação à linha de quilha e podem também ser referidos como o ângulo de incidência.

De acordo com uma forma de realização, as lâminas de leme apresentam um ângulo de incidência em direção à linha de quilha de modo que a respectiva lâmina de leme é voltada para a linha de quilha na direção de fluxo no deslocamento para frente do navio. Devido ao formato de casco que converge para trás em direção à popa e, se os lemes são dispostos, como usual, na região de popa do navio, o fluxo da água também converge para trás - em relação ao navio - quando o navio está fazendo espaçamento através da água. Esta forma de realização leva em conta este efeito. Por conseguinte, quando do movimento retilineamente à frente, as lâminas de leme também estão voltadas para a linha de quilha e, assim, em direção ao centro do navio.

De acordo com uma configuração, o ângulo de incidência em relação à linha de quilha da respectiva lâmina de leme diminui com uma distância crescente a partir do casco do navio. A lâmina de leme é, por conseguinte, torcida de tal maneira que, na proximidade do casco, existe um maior ângulo de incidência que é então diminuído com crescente distância a partir do casco do navio, isto é, para trás.

De acordo com uma forma de realização, o ângulo de incidência ou ângulo de torção é entre 2 graus e 20 graus. A este respeito, o maior valor está usualmente na proximidade do casco do navio e o menor valor está na extremidade inferior da lâmina de leme. Por exemplo, o ângulo pode cair, a partir do casco do navio, de 20 graus no casco ou na proximidade do casco, até 5 graus na extremidade inferior, ou, em outro exemplo, de 10 graus a 2 graus.

De acordo com uma configuração, o ângulo de incidência ou ângulo de torção é entre 10 graus a 20 graus na região próxima ao casco e 2 graus a 5 graus na região remota ao casco.

Preferivelmente, dois lemes são respectivamente dispostos simetricamente nos dois lados da linha de quilha. Por conseguinte, um leme está à direita na direção de movimento e, assim, no lado do estibordo do navio e uma contraparte para ele está no lado oposto da linha de quilha, mas, de outro modo, no mesmo local. Tais dois lemes são preferivelmente também de uma configuração mutuamente simetricamente, mais precisamente, de uma configuração simétrica de imagem em espelho.

Preferivelmente, pelo menos um rotor Magnus é provido como o acionamento para o navio. Um tal rotor Magnus gera propulsão à frente para o navio, utilizando o efeito Magnus. Por exemplo, uso é feito de um cilindro que está de pé verticalmente e que gira a alta velocidade e em torno do qual flui o vento. Dependendo da respectiva direção de vento e direção de rotação, o resultado é a propulsão à frente para o navio. Portanto, não existe acionamento pelo movimento da hélice e o fluxo da água na região de casco é dirigido substancialmente de acordo com o movimento do navio através da água e o perfil de fluxo é determinado pela geometria do casco do navio. As lâminas de leme são correspondentemente configuradas. Outros efeitos vantajosos podem também ocorrer se outros tipos de acionamento são usados, os quais não penetram ou não substancialmente penetram no fluxo da água na região de casco. De acordo com a invenção, uma hélice pode também ser provido, por exemplo, como propulsão auxiliar. Neste caso, todavia, a configuração da lâmina de leme ou laminas de leme é preferivelmente implementada quando a hélice não é acionado e que, para este exemplo, está na condição de marcha inativa.

De acordo com a invenção, uma lâmina de leme é também reivindicada, a qual é provida para uso com um navio.

Quatro desenhos acompanham esta descrição. Eles são identificados como a figura 4, a figura 3, a figura 2 e a figura 1.

A figura 4 dos desenhos mostra a região de popa do navio com duas lâminas de leme que são dispostas em ambos os lados lateralmente ao lado da linha de quilha do navio. Uma das lâminas de leme é disposta à esquerda, isto é, no lado da porta da linha de quilha, enquanto a segunda lâmina de leme é disposta direita, isto é, no lado estibordo da linha de quilha. Quer o navio seja um puro navio a vela, como o presente desenho poderia indicar, quer também esteja presente pelo menos uma hélice com uma outra lâmina de leme (por exemplo, precisamente na linha de quilha), é completamente imaterial para a presente invenção, mas não está fora de questão.

A figura 3 do desenho mostra uma outra vista da popa do navio, embora a partir de uma perspectiva um pouco modificada. Pode ser claramente visto deste desenho que a lâmina de leme de porta (esquerda) é torcida em direção à direita, isto é, em direção à linha de quilha, enquanto a lâmina de leme de estibordo (direita) é torcida para a esquerda, isto é, também em direção à linha de quilha. Ainda pode ser claramente visto que o ângulo de incidência ou o ângulo de torção de cada lâmina de leme diminui com distância crescente a partir do casco. Na forma de realização específica, todavia, não atinge zero até mesmo na extremidade inferior (remota ao casco) da lâmina de leme, mas ainda envolve sempre um ângulo de 2 graus.

Também pode ser visto das figuras 3 e 4 que nenhuma hélice é deposto à frente dos lemes. Nenhuma hélice, sobretudo, está presente na forma de realização ilustrada.

A figura 2 mostra somente as duas lâminas de leme sem o casco (disposto acima). A torção pode mais uma vez ser claramente vista neste desenho. A vista neste desenho é novamente dirigida da parte traseira até sobre o popa do navio. A figura 1 também mostra somente as lâminas de leme de

acordo com a invenção, mas como uma vista a partir de baixo, de modo que a quilha do navio seria vista entre aquelas lâminas de leme. A torção na borda traseira das lâminas de leme (para baixo na figura) pode ser vista aqui de forma particularmente clara.

Claims (10)

1. Navio, caracterizado pelo fato de compreender pelo menos lâmina de leme torcida, disposta para o controle do navio, em que a torção da lâmina é adaptada à configuração do fluxo da água na região da respectiva lâmina de leme, quando nenhuma hélice em operação é disposta em frente das lâminas de leme na direção do deslocamento do navio.

2. Navio de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que são providas pelo menos duas lâminas de leme lateralmente deslocadas com respeito à linha de quilha, em que a torção da lâmina é adaptada à configuração, causada pela geometria do casco, do fluxo da água na região da respectiva lâmina de leme.

3. Navio de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que as lâminas de leme apresentam um ângulo de incidência em direção à linha de quilha de modo que a respectiva lâmina de leme é voltada para a linha de quilha na direção de fluxo no deslocamento para frente do navio.

4. Navio de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que um ou o ângulo de incidência em relação à linha de quilha da respectiva lâmina de leme diminui com uma distância crescente a partir do casco do navio.

5. Navio de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que um ou o ângulo de incidência ou ângulo de torção é entre 2 graus e 20 graus.

6. Navio de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que um ou o ângulo de incidência ou ângulo de torção é entre 10 graus a 20 graus na região próxima ao casco e 2 graus a 5 graus na região remota ao casco.

7. Navio de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que dois lemes são respectivamente dispostos simetricamente nos dois lados da linha de quilha.

8. Navio de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que pelo menos um rotor Magnus é provido como acionamento para o navio.

9. Lâmina de leme torcida, caracterizada pelo fato de que a torção da lâmina é adaptada à configuração do fluxo da água na região do local de montagem da respectiva lâmina de leme quando nenhuma hélice em operação é disposta em frente das lâminas de leme na direção de deslocamento do navio

10. Lâmina de leme torcida de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que são providas pelo menos duas lâminas de leme lateralmente deslocadas com respeito à linha de quilha, em que a torção da lâmina é adaptada à configuração, causada pela geometria do casco, do fluxo da água na região do local de montagem da respectiva lâmina de leme.