CC BY
1036
УДК 639.2
ТРАЛОВЫЕ ДОСКИ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В МИРОВОМ РЫБОЛОВСТВЕ В.В. Кудакаев, Дальрыбвтуз, Владивосток
Горизонтальное и вертикальное раскрытие устья тралов обеспечивается распорными устройствами. В статье представлен обзор распорных устройств, используемых для горизонтального раскрытия устья тралов, а именно траловых досок.
Горизонтальное раскрытие устья трала обеспечивается распорными устройствами, которые бывают жесткими (ЖРУ) с неизменяемой геометрией и гибкими (ГРУ) с изменяемой геометрией (Габрюк, Кулагин, 2000). Дерево распорных устройств для обеспечения горизонтального раскрытия трала приведено на рис. 1.
Распорные устройства
Жесткие распорные устройства (траловые доски) Гибкие распорные устройства (ГРУ)
Донные Пелагические 1 ! 1 Щитки Парашюты
Универ< зальные
Рис. 1. Дерево распорных устройств
К жестким распорным устройствам относятся траловые доски. По конструкции траловые доски бывают прямоугольные; прямоугольные цилиндрические; круглые сферические; овальные; овальные цилиндрические; щелевые; крыловидные; У-образные; композитные и т.д. С точки зрения механики трала, функция траловых досок состоит в создании сил, приложенных к концам крыльев тралов, противодействующих составляющим натяжений в подборах, стремящихся сжать их и привести в состояние безразличного равновесия. Одновременно распорные доски, обладая достаточно большой массой, исполняют функцию устройства, стремящегося заглубить трал, степень которого определяется изменением их крена.
Впервые траловые доски были применены рыбаками Шотландии в 90-х годах Х1Х в. (Информационная поисковая система Корабел.ру, 2007). Одна из первых траловых досок была изготовлена из стального каркаса и дерева и представляла плоскую прямоугольную конструкцию. Вариант такой доски представлен на рис. 2.
7
> Xi
- 8
6 Z1
Рис. 2. Плоская деревянная траловая доска: 1 - стальная рама; 2 - деревянные вставки; 3 - киль; 4 - металлические пластины для обвязки; 5 - треугольные дуги; 6 - скоба для крепления дуги; 7 - скоба для крепления ваера; 8 - кольцо для крепления лапки досок
Такие доски являются классическими и, по утверждению компании «Poly-Ice», до сих пор используются в некоторых странах. Они очень удобны в изготовлении и ремонте, но несовершенны с точки зрения экономии топлива. Эти доски показывали максимальную производительность по распорной силе при соприкосновении с морским дном. Эффективность распорных досок чаще всего выражается коэффициентом распорной силы Cyv. На
рис. 3 показан коэффициент распорной силы для плоской деревянной траловой доски (информация предоставлена группой компаний «Hampydjan Group»). Максимальное значение коэффициента Су = 0,93 у деревянной доски достигается на угле
атаки 32°.
(С Деревянная
- 2,5 £ 2 § 1.5
25° 30° 35° 40°
Рис. 3. Гидродинамический коэффициент распорной силы для деревянной доски
История отечественных траловых досок берет свое начало с 1894 г., когда на смену бим-тралам пришли оттер-тралы, имевшие траловые доски непосредственно на крыльях. Так же, как и шотландские
траловые доски, они изготавливались из деревянных брусьев толщиной 10-15 см и имели прямоугольную форму. Низ доски окантовывался листовым железом (отдел научно-технической информации СПКТБ «Дальрыба», 1976). Немного позже между траловой доской и крылом трала появились кабели длиной 100 метров. Такая система (Виньерон-Даля) позволила увеличить раскрытие тралов и соответственно площадь облова.
Наиболее широко разработкой отечественных траловых досок занимались в СССР следующие ученые, инженеры и конструкторы: И.Р. Матросов, В.С. Калиновский, П.А. Старовойтов, М.П. Поляков, Э.М. Рыкунов, В.К. Саврасов.
Качество траловых досок, помимо вышеуказанного коэффициента распорной силы Су , оценивают по коэффициенту лобового
сопротивления Сх , а также отношению Cyv /Сх , которое называют коэффициентом качества траловой доски. Эти коэффициенты были получены при проецировании гидродинамической силы R на оси Xv,YvZv , где % совпадает с вектором скорости потока, yv лежит в плоскости стрингеров доски. Проекции полной гидродинамической силы R на оси xv,yv,zv записываются в форме
R = Сх PpV^ S , R = Су pV2 S, RZ = CZ S,
Xv XV 2 yV yV 2 ZV ZV 2
где p - массовая плотность воды, кг/м3; V - скорость потока, м/с; S -площадь доски в плане, м2
В связи с тем, что заглубляющая сила RZ очень мала, при
расчете траловых досок коэффициент CZv просто опускают.
В табл. 1 указаны максимальные коэффициенты распорных сил, углы атаки, при которых они возникают, а также соответствующие коэффициенты лобового сопротивления и качества различных типов отечественных досок в пелагическом варианте траления, эти данные были предоставлены Э.М. Рыкуновым в 1969 г.
Таблица 1
Гидродинамические характеристики отечественных траловых досок
Тип доски Угол Коэффициент Коэффициент Коэффициент
атаки распорной лобового качества
а, силы С yv сопротивлени Cx / Су xv yv
град я Cx х v
Прямоугольные плоские доски 40 1,2 1,05 1,1
Овальные однощелевые конструкции Матросова 40 1,3 1,0 1,3
Прямоугольные У-образные 45 1,1 1,2 1,0
Круглые сферические конструкции Рыкунова- Калиновского 33 1,73 1,25 1,5
Прямоугольные цилиндрические конструкции Зюберкрюба 20 1,1 0,35 3,4
Овальные безщелевые траловые доски 37 1,35 1,0 1,3
Для рассмотрения современных зарубежных траловых досок воспользуемся информацией, любезно предоставленной известной в Европе группой компаний «Hampydjan Group». Эта группа была основана в 1934 г. в Исландии. Среди российских рыбаков она более известна по самораскрывающимся разноглубинным тралам Gloria, а также по траловым доскам Poly-Ice. Одна из последних разработок, а именно траловая доска Opex представлена в учебном пособии «Промышленное рыболовство» (Добровинский С.С., Корнейчук Ю.А., 2004).
Траловая доска Oval (рис. 4) впервые была изготовлена Джемом Генриксоном в 1968 г. из стали и дерева, но после 1975 г. она стала полностью стальной.
Рис. 4. Траловая доска Oval: 1 - щиток; 2 - киль; 3 - отверстия для крепления ваера; 4 - щелевое отверстие; 5 - отверстия для крепления верхней лапки;
6 - отверстия для крепления нижней лапки; 7, 8, 9 - стрингеры жесткости
Максимальное значение коэффициента С = 1,19 (рис. 5) на угле атаки 32°, при этом Сх = 0,79 и Су /Сх = 1,50.
35" 40"
Угол атаки а
Рис. 5. Гидродинамические коэффициенты Cyv, Сх , Cyv /CXv для траловой доски Oval
Пелагическая траловая доска Super Foil (рис. 6) была впервые представлена группой компаний «Hampidjan Group» в конце 1995 г. Эта доска является результатом гидродинамических исследований при помощи компьютерного моделирования траловых досок в потоке воды. Получив наилучшую обтекаемость, разработчикам удалось достичь меньшего лобового сопротивления доски и в то же время увеличить коэффициент распорной силы.
Максимальное значение коэффициента Су = 2,20 (рис. 7) на угле
атаки 33°, при этом Сх = 0,96 и Cyv /Сх = 2,29.
Рис. 6. Траловая доска Super Foil: 1 - щиток; 2 - киль; 3 - поворачиваемая планка с отверстиями для крепления ваера; 4 - предкрылки;
5 - стрингеры с отверстиями для крепления верхней лапки; 6 - стрингеры с отверстиями для крепления нижней лапки; 7, 8 - стрингеры жесткости
15° 20° 25 0 30" 355
Угол атаки а
Рис. 7. Гидродинамические коэффициенты Cyv, CXv, Cyv /CXv для траловой доски Super Foil
Траловая доска Concord (рис. 8) представляет собой V-образную овальную щелевую траловую доску, относится к донному типу досок, но в то же время она обеспечивает 85 % раскрытия без касания дна.
Максимальное значение коэффициента C = 1,37 (рис. 9) на угле
атаки 34°, при этом CXv = 0,89 и Cyv /CXv = 1,54.
Траловая доска El Cazador (рис. 10) является универсальной, поскольку может использоваться на судах, которые ведут как пелагический, так и донный вид промысла. При промысловых испытаниях этой доски было установлено, что трал раскрывается сразу после спуска досок на 100 % и ведет себя стабильно на протяжении всего траления, что, в свою очередь, делает этот тип доски безопасным для
окружающей среды, так как она позволяет раскрыть трал на 100 % без касания дна.
Рис. 8. Траловая доска Concord: 1 - щиток; 2 - киль; 3 - поворачиваемая планка с отверстиями для крепления ваера; 4 - предкрылок; 5 - отверстия для крепления верхней лапки; 6 - отверстия для крепления нижней лапки;
7, 8, 9 - стрингеры жесткости
Угол атаки а
Рис. 9. Гидродинамические коэффициенты Cy ,CX ,Cy /CXv для траловой доски Concord
Рис. 10. Траловая доска Е1 Cazador: 1 - щиток; 2 - поворачиваемая планка для крепления ваера; 3 - предкрылки; 4, 5, 6, 7 - отверстия для крепления лапок;
8, 9, 10 - стрингеры жесткости Максимальное значение коэффициента Су = 1,77 (рис. 11) на
угле атаки 43°, при этом С^ = 1,32 и С^ /С^ = 1,34.
Угол атаки а
Рис. 11. Гидродинамические коэффициенты Су ,СХ ,Су /Сх для траловой доски Е1 Cazador
Траловая доска Viking B (рис. 12) относится к тому же типу, что и Е1 Cazador, но с меньшим коэффициентом распорной силы и имеет высокую эффективность при тралении на сложных грунтах.
Коэффициенты
Рис. 12. Траловая доска Viking B: 1 - щиток; 2 - киль;
3 - отверстия для крепления ваера; 4 - предкрылки;
5 - отверстия для крепления верхней лапки; 6 - отверстия для крепления нижней лапки; 7, 8, 9, 10, 11 - стрингеры жесткости Максимальное значение коэффициента C = 1,61 (рис. 13) на
угле атаки 37°, при этом C = 1 и Cy /Сх = 1,61.
-Су,
■с*.
■Cv !Су
У v х\
25° 30° 35е
Угол атаки а
Рис. 13. Гидродинамические коэффициенты Су ,CXv Cyv /CXv для траловой доски Viking B
Траловая доска Sputnik представлена на рис. 14.
Рис. 14. Траловая доска Sputnik: 1 - щиток; 2 - киль; 3 - поворачиваемая планка с отверстиями для крепления ваера; 4 - предкрылки; 5 - стрингеры с отверстиями для крепления верхней лапки; 6 - стрингеры с отверстиями для крепления нижней лапки; 7, 8, 9, 10 - стрингеры жесткости Максимальное значение коэффициента C = 1,90 (рис. 15) на
угле атаки 45°, при этом CXv = 0,92 и Cyv /CXv = 2,07.
О -I-------' I ' I ~ I -------------------------------------1---------
25° 30° 35° 40° 45°
Угол атаки а
Рис. 15. Гидродинамические коэффициенты Cy ,CX ,Cy /Cx для траловой доски Sputnik
В табл. 2 приведены сравнения характеристик отечественных и зарубежных траловых досок по коэффициенту распорной силы C .
Таблица 2
Гидродинамические коэффициенты Деревянная траловая доска Прямоугольные плоские доски Овальные одно щелевые конструкции Матросова Прямоугольные V-образные Круглые сферические конструкции Рыкунова-Калиновского Прямоугольные цилиндрические конструкции Зюберкрюба Овальные безщелевые траловые доски Траловая доска Oval Траловая доска Super Foil Траловая доска Concord Траловая доска El Cazador Траловая доска Viking B Траловая доска Sputnik
а, град 32 40 40 45 33 20 37 32 33 34 43 37 45
Cyv 0,93 1,2 1,3 1,1 1,73 1,1 1,35 1,19 2,2 1,37 1,77 1,61 1,9
C XV 1,05 1,0 1,2 1,25 0,35 1,0 0,79 0,96 0,89 1,32 1 0,92
Cyv / Cxv 1,1 1,3 1,0 1,5 3,4 1,3 1,5 2,29 1,54 1,34 1,61 2,07
Из табл. 2 можно сделать вывод, что с момента создания первой траловой доски, конструкторы добились значительного прогресса в улучшении гидродинамических качеств траловых досок. Следует отметить круглую сферическую траловую доску Рыкунова-Калиновского, так как из отечественных досок она имеет самый большой коэффициент распорной силы, который составляет 1,73.
Наиболее подходящие по конструкции зарубежные аналоги (Oval, Concord, Viking B) имеют меньший коэффициент распорной силы. Но у зарубежных аналогов и меньше коэффициент лобового сопротивления, что обеспечивает более высокий коэффициент качества.
Библиографический список
1. Габрюк В.И., Кулагин В.Д. Механика орудий рыболовства и АРМ промысловика. М.: Колос, 2GGG. С. 186.
2. Информационно поисковая система Корабел.ру, 2GG7 г. http://www.korabel.ru/dictionary/detail/20/10ЭЭЭ9981б.html.
3. Траловые доски промысловых судов // Отдел научно-технической информации ЦПКТБ «Дальрыба». Владивосток, 1976. С. б-7.
4. Добровинский С.С., Корнейчук Ю.А. Промышленное рыболовство: Учеб. пособие. Владивосток: ДИПК, 2GG4. C. 116.
