Campo da invenção:

[001 ] A presente invenção se insere no campo das tecnologias relacionadas a veículos aéreos cativos mais leves do que o ar e os meios simplificados e otimizados de sua plataforma de ancoragem.

Fundamentos da invenção:

[002] O veículo aéreo cativo mais leve do que o ar, em especial o balão cativo ou aeróstato cativo, é destaque para soluções em

comunicação, monitoramento militar e monitoramento de grandes eventos.

[003] Geralmente os balões cativos são ancorados em

plataformas grandes que ocupam espaço consideravelmente maior do que o próprio aeróstato. Normalmente, a utilização dessas plataformas necessita de mais de uma pessoa para o manuseio do sistema, e além disso, as fixações têm de ser firmes e seguras para não permitirem que o balão escape da plataforma de ancoragem. Tais fixações geralmente são difíceis de implementar e exigem muito esforço manual. Devido a essas dificuldades os desenvolvedores desse setor tecnológico buscam adquirir cada vez mais simplicidade e praticidade no manuseio de aeróstatos cativos.

[004] Nos aeróstatos, a direção de saída do cabo varia de forma substancial, em um cone de abertura grande. Isto é, o aeróstato pode estar em qualquer direção tendo em vista que sua estabilização é passiva, ou seja, sempre estará orientado na direção e sentido do vento. Há ainda, a relação deslocamento horizontal versus altura (chamado blowby) que também depende da magnitude do vento, do diâmetro de seção do cabo, turbulência atmosférica e empuxo líquido (empuxo gerado pelo gás menos peso próprio, menos peso da carga útil). O problema é agravado quando são usados cabos eletromecânicos (EM) ou eletro- óptico-mecânicos (EOM), que exigem um raio de curvatura mínimo elevado no guincho para preservar a vida útil do cabo, evitando ruptura de seu núcleo.

[005] Portanto, a condição de operação da plataforma de ancoragem necessita dar liberdade para o funcionamento adequado do aeróstato e do cabo de ancoragem, sendo que, deve suportar esforços mecânicos no momento em que o balão está voando e ancorado em solo.

[006] Uma solução para este problema é criar uma forma de que a ancoragem possa ter operação automática sem necessitar de pessoas para o manuseio e que, além disso, suporte todas as características citadas anteriormente com relação à condição de operação da plataforma para a fixação segura do aeróstato.

Estado da técnica:

[007] Nos balões cativos, a plataforma de ancoragem inclui o dispositivo de ancoragem e a estrutura para ancorar o veículo aéreo cativo mais leve do que o ar. Tal sistema é de muita importância, pois, possibilita que os balões cativos desempenhem com eficiência suas funções táticas, além de favorecer o recolhimento, içamento e ancoragem do aeróstato.

[008] Quando o referido balão está ancorado é necessário que a plataforma propicie condições favoráveis para o manuseio do sistema aerostático, o que inclui o balão e todos os componentes instalados nele.

[009] A literatura de patentes descreve tanto aeróstatos como seus sistemas de ancoragem. O documento CN 101898633 revela um dispositivo de ancoragem em um semirreboque para aeróstatos de pequeno e médio porte, dotado de uma torre de amarração. O sistema é composto pelos seguintes componentes: um semirreboque, uma plataforma giratória fixa no semirreboque por meio de suporte giratório, uma torre de amarração posicionada na dianteira da plataforma giratória, uma pluralidade de braços de suporte horizontais posicionados na traseira da plataforma, e uma caixa de cápsulas que também são dispostas na traseira da plataforma giratória. Embora útil, esta plataforma de ancoragem tem um porte grande. Tal processo exige um mastro que tenha pelo menos a metade da altura do aerostato e ocupa um espaço maior do que o do referido aerostato, pois o balão necessita estar fixo dentro da estrutura da plataforma de ancoragem.

[010] Os documentos US 20120181380, WO23014200566A2 e US4421286A são semelhantes à patente citada anteriormente no que tange à existência de um sistema de atracação com mastro. O

US20120181380 se diferencia somente por possuir um sistema para inflar o aerostato com hélio e um sistema computadorizado de controle do aerostato. O WO23014200566A2 se diferencia, pois possui um sistema para a manutenção do aerostato inflado, com uma reserva de hélio na plataforma de ancoragem. A patente US4421286A se diferencia, pois é maior do que todas as outras plataformas de ancoragem, ela possui três bases para a sustentação do aerostato, em que, cada base é constituída de um guincho distinto.

[01 1 ] O documento US4842219 se assemelha com as citadas anteriormente no que tange à existência de um mastro para a fixação do aerostato, mas antecipa um sistema com fixação de indicativos luminosos no cabo durante o lançamento, também possui um dispositivo de ancoragem dotado de um grau de liberdade que permite seu giro em torno do eixo vertical e uma leve inclinação para cima e para baixo, para tentar controlar a tensão do cabo de segurança evitando seu rompimento. Este dispositivo de ancoragem, no entanto, não é capaz de girar verticalmente e a ancoragem é feita por uma extremidade do referido aerostato em uma torre presente na plataforma.

[012] O documento de patente US2012181381 trata de uma plataforma de ancoragem do aerostato no solo que possibilita manter um raio de curvatura mínimo no cabo, que é dotado de uma estrutura rígida que serve para o direcionamento do cabo de segurança. Entretanto, como a estrutura é rígida, é aplicado no cabo uma força de magnitude alta. A composição deste sistema é de metal, e com isso, o atrito do cabo na estrutura deve ser consideravelmente grande, o que é desvantajoso, pois pode causar danos mecânicos ao cabo de ancoragem, além de trazer exigências estruturais relevantes à estrutura de guia de cabo. Outra característica é de que o sistema não possui um sistema seguro que consiga suportar o aeróstato ancorado, o referido aeróstato tem de ficar preso em solo quando não está em voo.

[013] O documento US20150083849 proporciona um sistema com uma estação de base. A plataforma rotativa incluindo trilhos para ancorar o aeróstato permite encaixe sem amarras auxiliares, minimizando ou eliminando a equipe de terra necessária para atracar sistemas

aerostáticos tradicionais. Porém ela utiliza quatro cabos de ancoragem que fixa o aeróstato à plataforma de ancoragem. Utilizar quatro cabos de ancoragem restringe a liberdade do aeróstato de auto orientar de acordo com o sentido do vento, o que o torna mais vulnerável a ventos de alta velocidade. Além disso, o sistema fica com um custo mais elevado, pois os pesos dos cabos são muito relevantes para determinar o peso que os balões com até centenas de metros cúbicos de volume conseguem suportar em voo.

[014] O estado da técnica, portanto, antecipa diferentes formas de plataforma de ancoragem de aerostatos. Porém, todas as que são aptas a suportarem o aeróstato em uma posição adequada para o manuseio da carga paga ocupam um espaço muito maior do a do próprio aeróstato. Além disso, a maioria necessita de uma equipe de terra para atracar sistemas aerostáticos tradicionais.

Vantagens da invenção:

[015] Buscando solucionar as deficiências do estado da técnica, as quais foram acima discutidas, a presente invenção propõe soluções disruptivas aplicadas em veículos aéreos cativos para que seja factível operações com o menor nível de complexidade possível, focando em necessitar menos pessoas para uma aplicação segura e prática. [016] O sistema é composto pelo berço e guincho, cujo primeiro possui formato de aro circular fechado com suporte baseado em hastes cilíndricas de tamanho ajustável de 1 a 3 metros de altura e 1 a 3 metros de diâmetro. Além disso, o referido berço tem como função ser a base de sustentação do aeróstato ancorado e de ser um limitante do ângulo de inclinação em voo do cabo de ancoragem, fazendo com que ele não escape de seu interior em caso de perdas de altura do aeróstato, o segundo fica dentro do berço e tem como função recolher e içar o cabo de ancoragem fixado ao balão.

[017] A referida plataforma pode ser instalada por apenas uma pessoa em uma base móvel, como um reboque ou ser instalada em uma base fixa.

[018] Durante a instalação da referida plataforma de ancoragem é necessário apenas uma pessoa para fixar as cordas do balão, abastecê-lo com gás mais leve que o ar (geralmente gás hélio ou gás hidrogénio) e fixar a gôndola com a carga paga no referido aeróstato. Após esses procedimentos, o içamento e o recolhimento do aeróstato podem, ou não, ser comandados remotamente, sendo dispensável a presença de pessoas no local da operação.

[019] Portanto, a presente invenção se destaca por apresentar uma plataforma de ancoragem que possibilita a automação dos procedimentos de içamento e recolhimento e pelo aumento da segurança de operação ao não necessitar de contato físico de pessoas com o aeróstato, suas cordas ou qualquer componente mecânico enquanto o aeróstato não estiver firme na plataforma de ancoragem. A invenção também possibilita que a gôndola e a carga paga sejam instaladas ou desinstaladas somente quando o aeróstato estiver ancorado de maneira resoluta sobre o berço.

[020] Para as tecnologias sugeridas no estado da técnica, quando o aeróstato está ancorado é necessário retirar a carga paga e manter as pessoas afastadas do sistema, pois geralmente ele fica em uma plataforma giratória em constante movimento que pode danificar equipamentos e causar algum incidente envolvendo pessoas. Esses problemas foram solucionados por essa invenção que mantém o aerostato fixo na plataforma, com possibilidade de manutenção da carga paga por pessoas, com risco reduzido de acidentes.

[021 ] Em suma, a presente invenção resolve um dos principais problemas no manuseio de balões cativos, que é a excessiva carga de trabalho para colocá-lo em condição de voo ou em condição ancorada.

Breve descrição da invenção:

[022] A presente invenção refere-se a uma plataforma de ancoragem de veículos aéreos cativos mais leves do que o ar, compreendendo um berço (2), cuja função é ser a base de sustentação do aerostato ancorado, juntamente com o guincho (1 ) que fica dentro do referido berço, e tem como função recolher e içar o cabo de ancoragem (1 1 ) fixado ao aerostato. É necessário fazer o uso de uma configuração de cordas, denominadas cordins (4), fixadas no balão e no cabo de ancoragem, configuração essa tal que permita que estes cordins sejam bobinados pelo guincho.

[023] Por meio da presente invenção, é possível que a plataforma de ancoragem ocupe até três vezes menos espaço do que ocupa o aerostato. Além disso, a instalação da referida plataforma necessita de apenas uma pessoa e a execução da operação poder ser realizada remotamente ou pelo comando de um usuário.

Breve descrição das figuras:

[024] A figura 1 é uma representação gráfica do sistema aerostático com a aplicação da plataforma de ancoragem de veículos aéreos cativos mais leves do que o ar, na qual está caracterizado o referido aerostato em formato de esferóide oblato no estado de voo.

[025] A figura 2 é uma representação gráfica do sistema aerostático com a aplicação da plataforma de ancoragem de veículos aéreos cativos mais leves do que o ar, na qual está caracterizado o referido aerostato em formato de esferóide oblato (5) no estado ancorado.

[026] A figura 3 é uma representação gráfica do sistema aerostático com a aplicação da plataforma de ancoragem de veículos aéreos cativos mais leves do que o ar, na qual está caracterizado o referido aerostato em formato charuto (6) no estado de voo.

[027] A figura 4 é uma representação gráfica da plataforma de ancoragem de veículos aéreos cativos mais leves do que o ar com detalhamento do berço (2) e do guincho (1 ).

[028] A figura 5 é uma representação gráfica do ponto de confluência e o conceito de laços entre olhais macios dos cordins (4) e olhai macio do cabo de ancoragem (1 1 ).

Descrição detalhada da invenção

[029] A presente invenção refere-se a uma plataforma de ancoragem de veículos aéreos cativos mais leves do que o ar,

compreendendo:

um guincho (1 );

um berço (2);

um ponto de confluência (3);

cordins (4), em conjunto com um olhai macio do cabo de ancoragem (4.1 ) e laçadas de cordins (4.2);

um veículo aéreo cativo do tipo aerostato com formato de esferóide oblato (5) opcionalmente substituído por um aerostato com formato de charuto (6);

uma gôndola (7);

um aro fechado circular (8);

suporte para o aro (8) baseado em hastes cilíndricas (9);

uma ponteira (10), e

cabo de ancoragem (1 1 ).

[030] Em suma, berço (2) é a base de sustentação do veículo aéreo cativo e é também um limitante do ângulo de inclinação do cabo de ancoragem (1 1 ); o guincho (1 ), que fica dentro e na parte inferior do referido berço (2), é utilizado para recolher e içar o cabo de ancoragem (1 1 ) fixado ao veículo aéreo cativo. Adicionalmente, a presente invenção possui a configuração de cordins (4), que é fixada no veículo aéreo cativo e no cabo de ancoragem (1 1 ), os quais permitem que os referidos cordins (4) sejam bobinados pelo guincho (1 ).

[031 ] O veículo aéreo mais leve do que o ar deve ser

preferencialmente do tipo aerostato com formato esferóide oblato (5), apresentando as dimensões ainda preferenciais de dois eixos iguais entre 2 e 10 metros de comprimento, com capacidade volumétrica até 200 metros cúbicos de gás. Opcionalmente, o veículo aéreo mais leve do que o ar pode assumir um formato charuto (6), com as dimensões ainda preferenciais sendo de até 26 metros de comprimento e até 480 metros cúbicos de volume, voando a uma altura de até 1000 metros.

[032] Na modalidade preferencial da presente invenção, o berço (2) é uma estrutura de ancoragem que apoia o aerostato e possui formato de aro fechado circular (8) com suporte baseado em hastes cilíndricas (9) de tamanho opcionalmente ajustável, de 1 a 3 metros de altura e 1 a 3 metros de diâmetro. De maneira diferencial ao que constitui o estado da técnica, a presente invenção inova revelando uma plataforma pequena em relação ao aerostato, o qual possui comprimento entre 2 a 26,0 metros, permitindo que o aerostato mude da condição de voo para ancorado e de ancorado para voo sem contato físico entre o operador e estrutura ou aerostato.

[033] No caso, especialmente, de o aerostato possuir o formato opcional de charuto (6), o berço (2) pode possuir um aro fechado circular rotativo. Nesta configuração o aro é composto por dois discos circulares e, entre eles, rolamentos. O disco inferior está fixo na base do berço (2) e o disco superior apoia o aerostato e fica livre para girar. Esta configuração permite que o aerostato em formato de charuto se oriente na direção do vento quando ancorado. [034] O guincho (1 ) é responsável pelo recolhimento e içamento do veículo aéreo cativo e seu controle em solo, devendo ser capaz de girar em torno de seus eixos vertical e horizontal, favorecendo o enrolamento do cabo de ancoragem (1 1 ) com pouco ou nenhum atrito, em que, ainda preferencialmente, é um dispositivo portátil de dimensões menores que 1 ,5 metros de comprimento, 1 ,5 metros de largura e 1 ,0 metro de altura. Enquanto o suporte para a sustentação de ancoragem do balão é o berço (2) que apoia o aeróstato, o guincho (1 ) exerce uma tração para mantê-lo fixo na estrutura.

[035] Os cordins (4) são fixados em duas extremidades e suas terminações consistem em olhais macios dos cordins, ou seja, sem partes metálicas, obtidos ao costurar-se os cordins (4) sobre si mesmos. A primeira extremidade de fixação é uma argola metálica no topo do veículo aéreo cativo mais leve do que o ar. Os cordins (4) passam então por olhais fixados no aeróstato que mantém os cordins em espaçamento simétrico, sendo bipartidos por mosquetões localizados entre 10cm e 1 m abaixo do equador. A outra extremidade na qual os cordins (4) estão fixados é no acoplamento entre o veículo aéreo cativo mais leve do que o ar e o cabo de ancoragem (1 1 ), local denominado ponto de confluência (3). O cabo de ancoragem (1 1 ) é terminado em um olhai macio (4.1 ), sem materiais metálicos, em torno do qual os cordins (4) são laçados (por meio das laçadas de cordins (4.2), passando-se os cordins (4) por dentro de seus próprios olhais macios de cordins). Assim, os referidos cordins (4) são responsáveis por distribuir as forças de empuxo e aerodinâmicas no balão e concentrá-las em um único ponto, que é o ponto de confluência (3), tornando-o um ponto de concentração de cordas macio ao invés de uma peça mecânica sólida, viabilizando o recolhimento e bobinamento deste ponto pelo guincho (1 ). Devido a esta função de promover o equilíbrio das forças aplicadas no balão, este local geométrico contribui para a estabilização do aeróstato. [036] Esta invenção utiliza o guincho (1 ) com adaptação de uma ponteira (10), localizada na extremidade do guincho (1 ) para a passagem do cabo e feita, preferencialmente, de teflon, capaz de suportar o recolhimento do ponto de confluência (3), o qual possui uma distância até o aeróstato definida a partir de requisitos de estabilidade em voo do aeróstato. A entrada do ponto de confluência (3) através da ponteira propicia um aumento gradativo da estabilidade do aeróstato enquanto o balão assenta suavemente sobre o berço (2). O fato de os cordins serem bobinados pelo guincho (1 ) permite que a altura do berço (2) seja menor, o que promove a redução da estrutura e possibilitando que o operador alcance a gôndola (7).

[037] Cabe ressaltar que a ponteira (10) atuante na passagem dos cabos durante o recolhimento, obedecendo a ordem de recolhimento em que passa o cabo de ancoragem (1 1 ), depois o ponto de confluência (3) e, por fim, os cordins (4), implica no ganho de maior estabilidade na etapa de ancoragem do aeróstato.

[038] A referida plataforma pode ser instalada por apenas uma pessoa em uma base móvel, como um reboque ou ser instalada em uma base fixa.

[039] Durante a instalação da plataforma é necessário apenas uma pessoa para fixar as cordas do balão, enchê-lo e fixar a gôndola (7) com carga paga no referido aeróstato. A fixação da gôndola (7) é feita diretamente no aeróstato, preferencialmente em seu polo inferior caso seu formato seja de ume esferóide oblato (5), ou em posição análoga quando seu formato for um charuto (6), tal que permita a gôndola (7) ficar em posição protegida e suficientemente afastada das estruturas metálicas da plataforma e dos cordins (4), mesmo na posição ancorada.

[040] Os comandos para realizar a operação tanto no içamento quanto no recolhimento podem ser feitos por somente uma pessoa, que controla os movimentos através de uma botoeira com conexão sem fio com o guincho (1 ). [041 ] Outra possibilidade é que esses comandos sejam remotos através de uma central sem precisar de operadores no local de instalação do sistema. Para isso, o sistema tem que estar conectado em uma rede (a Internet, por exemplo) com a função de receber e enviar os dados de controle do balão. Para a tomada de decisão, quanto a içamento ou recolhimento do sistema, pode-se usar uma combinação de sensores e/ou informações meteorológicas. Além disso, é possível tomada de decisão autónoma quando se possui sistema capaz de interpretar a leitura dos sensores e atuar de acordo com parâmetros pré-definidos.

[042] Os versados na arte valorizarão os conhecimentos aqui apresentados e poderão reproduzir a invenção nas modalidades apresentadas e em outras variantes, abrangidas no escopo das reivindicações anexas.