Geometria e Nomenclatura Básicas. Arquitectura Naval

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O que são a Embarcação, o Navio e o Barco?

• Embarcação é todo o engenho ou aparelho de qualquer natureza utilizado ou susceptível de ser utilizado como meio de transporte sobre a água.

• Navio é uma embarcação utilizada nas vias marítimas, lacustres ou fluviais, para transportar pessoas e carga, prestar serviços ou impôr o respeito pela soberania nacional.

• Barco designa uma embarcação de menor dimensão e menor interesse económico.

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Planos e Linhas de Referência

• Existem três planos de referência característicos para o navio:

– plano base

– plano de simetria (de mediania) – plano transversal

• O plano base coincide com a linha base.

• A linha base é a recta horizontal no plano de simetria que intersecta a linha de construção na perpendicular a meio navio.

• A linha de construção é a intersecção do plano de simetria com a face superior da quilha.

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Linha de Construção

• Consoante o tipo de quilha do navio, a linha de construção é:

– a intersecção da face superior da chapa-quilha com o plano de simetria,

– a intersecção com o plano de simetria da face superior da chaparia do fundo que se liga à quilha-barra,

– a intersecção com o plano de simetria de uma recta que passa

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Comprimento entre Perpendiculares

• Comprimento entre perpendiculares é o maior dos comprimentos definidos da seguinte forma:

– 96% do comprimento total da embarcação medido sobre uma linha de água traçada a 85% do pontal mínimo de construção,

– Comprimento, sobre aquela linha de água, entre a face de vante da roda de proa e o eixo da madre do leme.

• Perpendiculares de referência são rectas do plano de simetria perpendiculares ao plano base.

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As Perpendiculares

• Perpendicular a vante (PPAV) é a perpendicular que passa pelo extremo a vante do comprimento entre perpendiculares. • Perpendicular a ré (PPAR) é a perpendicular que passa pelo

extremo de ré do comprimento entre perpendiculares.

• Perpendicular a meio (PPAM) é a perpendicular que passa pelo meio do comprimento entre perpendiculares.

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Dimensões Características - 1

• A figura abaixo indica as principais dimensões características do navio.

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Dimensões Características - 2

• Boca na ossada é a distância máxima medida à face exterior das balizas, na secção mestra.

• Boca fora do forro é a distância máxima medida à superfície exterior do forro do casco, na secção mestra.

• Boca máxima é a distância máxima extrema, medida na secção mestra, incluindo os verdugos ou outros dispositivos fixos de protecção lateral.

• Pontal de construção é a distância vertical medida na secção mestra do navio entre a linha base e a linha recta do vau.

• Imersão a uma dada flutuação é a distância vertical de qualquer ponto da linha de construção ao plano dessa flutuação.

– Imersão a ré é a imersão na perpendicular a ré.

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Caimento de Traçado

• Para alguns navios de menor dimensão, como rebocadores, arrastões, etc, o diâmetro do hélice é elevado e há necessidade de o navio ter caimento de traçado.

• Nestas condições, a linha de construção não coincide com a linha base.

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Secções do Navio - 1

• As intersecções de planos transversais com a superfície na ossada geram secções transversais (balizas de traçado).

• As intersecções de planos longitudinais com a superfície na ossada geram secções longitudinais (cortes longitudinais).

• As intersecções de planos horizontais com a superfície na ossada geram linhas de água (figuras de flutuação).

• À secção longitudinal que passa pelo plano de simetria chama-se perfil do navio.

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Secções do Navio - 2

• O plano geométrico surge

por representação conjunta de secções do navio, em geral: • 21 balizas de traçado, • 12 linhas de água, • 7 cortes longitudinais. • As balizas de traçado e as

linhas de água podem ou não ser equidistantes.

• Os cortes longitudinais são equidistantes.

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Plano Geométrico - 1

• As balizas de traçado constituem o plano transversal.

• As linhas de água constituem o plano horizontal.

• Os cortes longitudinais

constituem o plano longitudinal. • Estes três tipos de linhas devem

ser, em geral, suaves, isto é, devem estar desempolados.

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x y z

O navio é definido nos eixos x, y, e z:

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Half-Breadths from Centerline (ft) WATERLINE 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Top of Bulwark 3.85 8.14 10.19 11.15 11.40 11.40 11.26 11.07 10.84 10.53 10.09 18' Waterline 3.72 -16' Waterline 3.20 7.92 10.13 11.15 14' Waterline 2.41 7.36 9.93 11.10 11.39 11.40 11.26 11.07 10.84 10.53 10.09 12' Waterline 1.58 6.26 9.20 10.70 11.19 11.32 11.21 11.02 10.76 10.45 10.02 10' Waterline 0.97 5.19 8.39 10.21 10.93 11.17 11.05 10.84 10.59 10.27 9.84 8' Waterline 0.46 4.07 7.43 9.63 10.64 10.98 10.87 10.66 10.41 10.07 9.65 6' Waterline 0.00 2.94 6.25 8.81 10.15 10.65 10.56 10.32 9.97 9.56 9.04 4' Waterline - 1.80 4.60 7.23 8.88 9.65 9.67 9.25 8.50 7.27 3.08 2' Waterline - 0.72 2.44 4.44 5.85 6.39 5.46 0.80

USNA YARD PATROL CRAFT TABLE OF OFFSETS

STATION

Half Breadth Plan

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Stations (x-axis) Y -a xi s 10 ft w aterline 8 ft w aterline 6 ft w aterline 4 ft w aterline 2 ft w aterline

Linhas de Água - 2

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Half Breadth Plan 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 Y -a xi s 2 ft w aterline

Half-Breadths from Centerline (ft)

WATERLINE 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Top of Bulwark 18' Waterline 16' Waterline 14' Waterline 12' Waterline 10' Waterline 8' Waterline 6' Waterline 4' Waterline 2' Waterline - 0.72 2.44 4.44 5.85 6.39 5.46 0.80

STATION

Estas são as semi-bocaduras para a linha de água a 2 pés. As balizas são estes valores.

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Half Breadth Plan 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Stations (x-axis) Y -a xi s 4 ft w aterline 2 ft w aterline

Half-Breadths from Centerline (ft)

WATERLINE 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Top of Bulwark 18' Waterline 16' Waterline 14' Waterline 12' Waterline 10' Waterline 8' Waterline 6' Waterline 4' Waterline _- _1.80 _4.60 _7.23 _8.88 _9.65 _9.67 _9.25 _8.50 _7.27 _3.08 2' Waterline - 0.72 2.44 4.44 5.85 6.39 5.46 0.80

STATION

O processo pode ser repetido para a linha de água a 4 pés.

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Half-Breadths from Centerline (ft) WATERLINE 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Top of Bulwark 18' Waterline 16' Waterline 14' Waterline 12' Waterline 10' Waterline 8' Waterline 6' Waterline _0.00 _2.94 _6.25 _8.81 _10.15 _10.65 _10.56 _10.32 _9.97 _9.56 _9.04 4' Waterline - 1.80 4.60 7.23 8.88 9.65 9.67 9.25 8.50 7.27 3.08 2' Waterline - 0.72 2.44 4.44 5.85 6.39 5.46 0.80

STATION

4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 Y -a xi s 6 ft w aterline 4 ft w aterline 2 ft w aterline

Linhas de Água - 5

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Half-Breadths from Centerline (ft) WATERLINE 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Top of Bulwark 18' Waterline 16' Waterline 14' Waterline 12' Waterline 10' Waterline _0.97 _5.19 _8.39 _10.21 _10.93 _11.17 _11.05 _10.84 _10.59 _10.27 _9.84 8' Waterline _0.46 _4.07 _7.43 _9.63 _10.64 _10.98 _10.87 _10.66 _10.41 _10.07 _9.65 6' Waterline 0.00 2.94 6.25 8.81 10.15 10.65 10.56 10.32 9.97 9.56 9.04 4' Waterline - 1.80 4.60 7.23 8.88 9.65 9.67 9.25 8.50 7.27 3.08 2' Waterline - 0.72 2.44 4.44 5.85 6.39 5.46 0.80

STATION

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Stations (x-axis) Y -a xi s 10 ft w aterline 8 ft w aterline 6 ft w aterline 4 ft w aterline 2 ft w aterline

E para outras linhas de água…

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y z 10 8 6 4 2 keel 2 4 6 8 10 Secções Longitudinais C ot a B as el in e 2 4 6 8 10 1 2

Balizas de Traçado - 1

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USNA YARD PATROL CRAFT TABLE OF OFFSETS Buttocks (y-axis) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Top of Bulwark 18.50 17.62 16.85 16.19 15.65 15.24 14.97 14.79 14.71 14.71 14.70 10' Buttock 14.20 9.24 5.63 4.48 4.49 5.11 6.08 7.52 11.75 8' Buttock 16.59 9.14 4.82 3.24 2.71 2.77 3.16 3.71 4.36 4.97 6' Buttock 11.51 5.65 3.00 2.07 1.88 2.10 2.55 3.10 3.69 4.30 4' Buttock 7.87 3.40 1.76 1.32 1.41 1.78 2.30 2.86 3.45 4.08 2' Buttock 13.09 4.36 1.63 0.82 0.73 1.02 1.53 2.10 2.68 3.27 3.91 Keel 6.00 0.66 0.10 0.09 0.28 0.71 1.34 1.95 2.54 3.14 3.76 STATION

Heights Above Baseline, ft (z-axis)

Section Areas 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 Z -A xi s Sta 0 Sta 2 Sta 1 Sta 3 Sta 4 Sta 5 Sta 6 Sta 7 Sta 8 Sta 9 Sta 10 • As balizas são apresentadas

em meias bocaduras devido à sua simetria.

• As secções de vante estão à direita do plano de simetria. • As secções de ré estão à

esquerda do plano de simetria.

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USNA YARD PATROL CRAFT TABLE OF OFFSETS Buttocks (y-axis) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Top of Bulwark 18.50 10' Buttock 8' Buttock 6' Buttock 4' Buttock 2' Buttock 13.09 Keel 6.00 STATION

Section Areas 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 Z -A xi s Sta 0 A secção 0.

Balizas de Traçado - 3

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USNA YARD PATROL CRAFT TABLE OF OFFSETS Buttocks (y-axis) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Top of Bulwark 18.50 17.62 10' Buttock 8' Buttock 16.59 6' Buttock 11.51 4' Buttock 7.87 2' Buttock 13.09 4.36 Keel 6.00 0.66 STATION

Section Areas 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 Z -A xi s Sta 0 Sta 1 E a secção 1.

Balizas de Traçado - 4

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USNA YARD PATROL CRAFT TABLE OF OFFSETS Buttocks (y-axis) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Top of Bulwark 18.50 17.62 16.85 10' Buttock 14.20 8' Buttock 16.59 9.14 6' Buttock 11.51 5.65 4' Buttock 7.87 3.40 2' Buttock 13.09 4.36 1.63 Keel 6.00 0.66 0.10 STATION

Section Areas 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 Z -A xi s Sta 0 Sta 2 A secção 2.

Balizas de Traçado - 5

(31)

USNA YARD PATROL CRAFT TABLE OF OFFSETS Buttocks (y-axis) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Top of Bulwark 18.50 17.62 16.85 16.19 10' Buttock 14.20 9.24 8' Buttock 16.59 9.14 4.82 6' Buttock 11.51 5.65 3.00 4' Buttock 7.87 3.40 1.76 2' Buttock 13.09 4.36 1.63 0.82 Keel 6.00 0.66 0.10 0.09 STATION

Section Areas 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 Z -A xi s Sta 0 Sta 2 Sta 1 Sta 3 A secção 3.

Balizas de Traçado - 6

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USNA YARD PATROL CRAFT TABLE OF OFFSETS

Buttocks (y-axis) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Top of Bulwark 18.50 17.62 16.85 16.19 15.65 10' Buttock 14.20 9.24 5.63 8' Buttock 16.59 9.14 4.82 3.24 6' Buttock 11.51 5.65 3.00 2.07 4' Buttock 7.87 3.40 1.76 1.32 2' Buttock 13.09 4.36 1.63 0.82 0.73 Keel 6.00 0.66 0.10 0.09 0.28 STATION Section Areas 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 Z -A xi s Sta 0 Sta 2 Sta 1 Sta 3

Balizas de Traçado - 7

A secção 4.

(33)

USNA YARD PATROL CRAFT TABLE OF OFFSETS Buttocks (y-axis) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Top of Bulwark 18.50 17.62 16.85 16.19 15.65 15.24 14.97 14.79 14.71 14.71 14.70 10' Buttock 14.20 9.24 5.63 4.48 4.49 5.11 6.08 7.52 11.75 8' Buttock 16.59 9.14 4.82 3.24 2.71 2.77 3.16 3.71 4.36 4.97 6' Buttock 11.51 5.65 3.00 2.07 1.88 2.10 2.55 3.10 3.69 4.30 4' Buttock 7.87 3.40 1.76 1.32 1.41 1.78 2.30 2.86 3.45 4.08 2' Buttock 13.09 4.36 1.63 0.82 0.73 1.02 1.53 2.10 2.68 3.27 3.91 Keel 6.00 0.66 0.10 0.09 0.28 0.71 1.34 1.95 2.54 3.14 3.76 STATION

Section Areas 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 Z -A xi s Sta 0 Sta 2 Sta 1 Sta 3 Sta 4 Sta 5 Sta 6 Sta 7 Sta 8 Sta 9 Sta 10 Finalmente, todas as secções estão representadas.

Balizas de Traçado - 8

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Coeficientes de Forma – 1

• A finura da carena do navio é

expressa através dos

coeficientes de finura:

– Coeficiente de finura total

– Coeficiente de finura da figura de flutuação i B L V c f f b . . =

(35)

Coeficientes de Forma – 2

• A finura da carena do navio é

expressa através dos

coeficientes de finura: – Coeficiente de finura da secção mestra – Coeficiente de finura prismático f m p L A V c = i B A c f m m =

(36)

Coeficientes de Forma – Valores Característicos

• A finura da carena

dos vários tipos de

navios,

expressa

pelos coeficientes de

finura, tem valores

diferentes consoante

o tipo de navio:

(37)

Coeficientes de Forma – Razões de Dimensões

• A esbelteza da carena pode também ser expressa com recurso a razões de dimensões: comprimento/boca (L/B), boca/imersão (B/i) e comprimento/imersão (L/i).

• Em geral, os valores dos coeficientes de finura e das razões de dimensões compreendem-se dentro dos seguintes limites: