Casco

O casco é o invólucro exterior de qualquer embarcação. Podemos dividi-la em três partes: fundo (parte mais baixa), costado (parte lateral) e bojo (contorno de transição do fundo e costado). Para facilitação da geometria tridimensional complexa do casco, é feita uma representação bidimensional mais simples, porém precisa e clara. Resumidamente, são realizados cortes planos imaginários, formando os contornos na forma bidimensional do casco, conhecido como plano de linhas.

No caso de cortes transversais no casco através de planos verticais imaginários, obtem-se o que se conhece comumente como plano de balizas. A seção mestra é a baliza central da embarcação. Pela simetria nos bordos, só é necessário representar um deles. As representações bidimensionais avante (AV) da seção mestra ficam do lado direito e as a ré, do lado esquerdo. as balizas são então sobrepostas e numeradas de proa a popa. A baliza mais avante, proa, é sempre identificada como baliza zero. No sentido longitudinal, os cortes feitos na vertical forma o plano de linhas de alto; com cortes horizontais, obtem-se o plano de linhas d'água.

As principais medidas de uma embarcação são:

Comprimento total (LOA);
Boca (B) é a máxima largura do navio;
Pontal (D) é a altura da seção transversal, medida da linha de base até a intersecção entre costado e convés

Para o reforço do casco é formado uma estrutura, ou “esqueleto”, que ajuda em sua resistência. Algumas das principais peças são:

Quilha: é a peça básica da estrutura do navio. Encontra-se na parte mais baixa do fundo e vai da proa a popa
Caverna: colocada transversal ou longitudinalmente, formando arcabouço do navio e dando apoio ao forro exterior
Duplo Fundo: casco constituído por forro exterior e forro interior (fixado sobre as hastilhas)
Hastilhas: reforço transversal que vai de um bordo a outro
Vau: é uma viga colocada no “teto” do casco no sentido transversal, que liga duas partes da baliza. Sustenta o convés. Completa o reforço transversal do navio, com a caverna e as hastilhas

Alpha 01: Projetado para a edição do DUNA 2016, seu casco foi baseado em rebocadores portuários

Alpha 02: Mesmo protótipo do DUNA 2016, mas aprimorado e com novas tecnologias implementadas para 2017

Omega 01: Projetado para o DUNA 2017, seu casco é inspirado em modelos reais de AHTS, embarcação cuja função e características se assemelham muito com o objetivos da competição

Propulsão

O sistema propulsivo de uma embarcação é um dos componentes mais importantes durante a fase de projeto, pois o seu dimensionamento está relacionado diretamente ao desempenho da embarcação como um todo uma vez que este subsistema que é o responsável por gerar força à vante de forma a mover a embarcação com uma dada velocidade. Dentre os vários sistemas de propulsão, o propulsor do tipo hélice é o mais utilizado.

Em geral o dimensionamento de um hélice consiste na determinação de parâmetros geométricos, tais como: número de pás (Z), razão de área expandida (Ae/Ao), razão passo-diâmetro (P/D) e o diâmetro do propulsor. Logo, diz-se que tendo determinado estes parâmetros o hélice está especificado. É comum que para a determinação destes parâmetros geométricos sejam utilizados dados de hélices já previamente ensaiados em testes experimentais. Este conjunto de dados ensaiados recebe o nome de série sistemática. Portanto, o projeto do propulsor consiste, basicamente, na adaptação destes resultados dos ensaios, através de diagramas de aguas abertas, para a embarcação em desenvolvimento.

Existem vários tipos de séries sistemáticas, tendo cada série uma finalidade específica que deve ser considerada de acordo com a atuação da embarcação do projeto.

Neste projeto, o objetivo consiste em desenvolver um rebocador portuário em escala reduzida, que, em geral, é uma embarcação que atua nos portos auxiliando na manobrabilidade de navios maiores. Portanto, é um tipo de embarcação que necessita de muita tração estática, isto é, muita força. Tendo isso em mente, a série que melhor se encaixa nestas características é a série de propulsores KAPLAN, a qual é própria para hélices que operam em dutos (ou tubulão). Este tipo de propulsor, para baixar velocidades, possui valores de empuxo a vante maiores que hélices que operam fora de tubulão. Logo, é um tipo de propulsor que possui características que se encaixam muito bem com os objetivos deste projeto. É comum, também, que sejam utilizados dois propulsores para um casco (bi-helice), ou seja, dois hélices, uma vez que desta forma consegue-se, em geral, uma eficiência maior, pois a carga distribuída por propulsor é reduzida. Isto, associadas a tubulões, que tem a função de acelerar o fluxo, e consequentemente gerar um empuxo maior.

Elétrica

Em seu primeiro ano de participação na competição, em 2016, a equipe inovou em seu projeto elétrico com a utilização de boosts elevadores de tensão DC-DC. Logo em 2017 a equipe continuou buscando alternativas inovadoras ao adicionar um projeto de telemetria no monitoramento de dados como temperatura do motor, tensão da bateria, nível de água, entre outras, além da utilização de placas solares para aumentar a autonomia do sistema. O desenvolvimento da telemetria no nautimodelo serviu, inclusive, como base para artigos científicos e apresentações extra-projeto, valorizando o esforço dos acadêmicos responsáveis.

Transmissão

O sistema de transmissão da embarcação é responsável pela redução/multiplicação do número de rotação entregue pelo motor com a finalidade de fornecer ao propulsor a rotação adequada para que o mesmo opere próximo a sua eficiência máxima.

Compondo o Alpha 01, a primeira transmissão projeta pela equipe Nauticam em 2016 contava com uma redução na escala de 8 para 1 divididos em 3 estágios, sendo 3 engrenagens fabricadas de nylon e 3 engrenagens fabricadas de aço.

Com a alteração do motor para a competição de 2017, a transmissão do Alpha 01 foi totalmente remodelada para comportar dois motores e apenas um propulsor, no Alpha 02, sendo todas as engrenagens fabricadas em poliacetal branco.

A transmissão projetada para o Omega 01 contava com dois motores e duas caixas multiplicadores, uma para cada motor, e também teve suas engrenagens fabricadas em poliacetal branco.