CC BY
54
Использование компьютерного рыбопромыслового тренажера при изучении курса "Промышленное рыболовство"
12 2 В.И. Лунин , М.А. Пасечников , М.А. Гладышевский
1 Судоводительский факультет МГТУ, кафедра УС и ПР
2 Судоводительский факультет МГТУ, кафедра судовождения
Аннотация. Рассматриваются вопросы применения комплексного тренажера РПТ-2000 в курсе "Промышленное рыболовство" на примере практического занятия по теме "Тарировка трала". По предварительно созданному сценарию обучающиеся проводят тарировку трала, строят графики: общей тарировки трала; зависимости скорости траления от шага винта; зависимости сопротивления трала (натяжения ваеров) от скорости траления; зависимости расхода топлива (мощности траулера) от скорости траления. На основе полученных графиков выявляют тарировочные зависимости и проводят их анализ при защите практического занятия.
Abstract. The application problems of the complex trainer RPT-2000 for the course "Commercial fishery" on the example of the theme "Trawl Calibration" practical training have been considered. Using the beforehand written script the cadets carry out the trawl calibration and plot some graphs. On the basis of the obtained graphs they find calibration dependences and carry out their analysis when defending the practical training.
1. Введение
Комплексный тренажер РПТ-2000, созданный специалистами Таганрогского КБ "Вектор", предназначен для имитации работы рыболовного судна при траловом и кошельковом лове. Появление такого тренажера стало возможным благодаря многолетней совместной работе преподавателей судоводительского факультета МГТУ (школа В.Е. Ольховского) по созданию моделей объектов и алгоритмов навигационных и промысловых процессов и творческой реализацией идей специалистами КБ "Вектор", воплотившими их на практике.
Теперь стало доступным для массового обучения активное применение средств вычислительной техники, как собственно в конкретных инженерных расчетах, так и в компьютерном моделировании различных процессов, устройств и объектов.
Применительно к курсу "Промышленное рыболовство" эффективность такого подхода стала ощутимой и реальной, когда на практических занятиях появилась возможность не только моделировать, но и визуально наблюдать динамику эволюции модели во времени (Лунин, 2000).
Моделирование взаимодействия процессов поиска рыбы, наведения орудия лова на скопление и его захвата, устройств - орудий лова, судна, промысловых механизмов и объектов лова позволяет судоводителю перейти от интуитивного выбора элементов маневрирования в условиях промысла к практическому использованию знаний и навыков, полученных в процессе "проигрывания" различных задач на промысловом тренажере.
За рамками нынешнего РПТ-2000 остаются еще многие проблемы, возникшие с появлением новых возможностей, которые дает компьютерное моделирование комплексного взаимодействия разнородных объектов. К примеру, необходимо иметь библиотеку моделей типовых реакций живых объектов - рыбы.
Но сделано главное. Теперь на практических занятиях (фактически нажатием одной клавиши) мы можем показать обучающимся подводную обстановку с привязкой к различным точкам пространства сцены сценария, движение орудия лова, динамику изменения геометрических (пространственных) характеристик объекта относительно наблюдателя. Имитация промысловой обстановки (в том числе наличие ветра, течения) дает возможность реально увидеть влияние этих факторов, то есть приобрести опыт.
В процессе обучения, работая на различных моделях промысловых судов (БМРТ "Пулковский меридиан", РТМК-С "Моонзунд", СТР "Альпинист"), систематизируя полученные знания и опыт работы с промысловыми орудиями лова, будущие штурманы получают возможность адаптации к требованиям, предъявляемым реальной работой, привыкают к комплексной работе с современной аппаратурой, находящейся на мостике, получают возможность многократного проигрывания и разбора "удачных" и "неудачных" ситуаций.
2. Проведение практических занятий по теме "Тарировка трала"
Новым содержанием наполнилась традиционная практическая работа "Тарировка трала". В ходе ее проведения рассматриваются следующие вопросы: тарировка трала, общая тарировочная зависимость, связь между скоростью траления и шагом винта, зависимость сопротивления трала от скорости, расхода топлива от скорости (сопротивления трала), влияние оснастки на глубину хода трала и его вертикального раскрытия, влияние изменения курса траулера на глубину и траекторию движения трала в горизонтальной плоскости, работа в придонном варианте и другие. Даются краткие теоретические сведения.
Тарировкой трала называется установление зависимостей, позволяющих управлять движением трала в вертикальной и горизонтальной плоскости при наводке его на косяк, обходе подводных препятствий, расхождении судов с тралами и т.д.
Зависимости, полученные в результате тарировки, называются тарировочными. К ним относятся:
- общая тарировочная зависимость (связь между глубиной хода трала, длиной ваеров и скоростью траления);
- время запаздывания (время от момента регистрации цели-косяка или подводного препятствия эхолотом или гидролокатором до момента регистрации ее сетным зондом);
- время динамического режима движения трала (время вывода трала в новый устойчивый горизонт);
- зависимость свободной тяги на гаке от скорости траления (в случае, если трал будет подниматься в более высокий горизонт за счет увеличения скорости траления);
- зависимость сопротивления трала от скорости траления (как в предыдущем варианте или в случае, если трал будет выводиться в более высокий горизонт за счет выборки ваеров);
- влияние загрузки трала (массы грузов-углубителей и распорных досок) на глубину хода трала и его вертикальное раскрытие;
- влияние работы щитковой оснастки на вертикальное раскрытие трала и глубину его хода;
- дистанция забега (совершаемого траулером с целью выхода на позицию спуска трала);
- изменение глубины хода трала при изменении курса траулера;
- величина изменения курса траулера при наводке трала на косяк, лежащий в стороне от курса траления;
и другие.
Тарировка трала может выполняться как подготовительная работа при облове локальных косяков и тогда она предшествует промыслу, или информация о тактических характеристиках трала собирается в процессе промысла, если судно работает на разреженных скоплениях, когда необходимость иметь подобные характеристики трала не столь высока, как при облове локальных косяков.
В качестве примера рассмотрим содержание и порядок выполнения лабораторной работы "Тарировка трала".
Цель работы: научиться производить тарировку трала, составлять тарировочные зависимости: график общей тарировки трала; график зависимости скорости траления от шага винта; график зависимости сопротивления трала (натяжения ваеров) от скорости траления; график зависимости расхода топлива (мощности траулера) от скорости траления. Порядок выполнения работы.
1) Выбрать из меню тренажера трал (№ чертежа) и его характеристики.
Для трала 2800+А65 НПО:
длина верхней (нижней) подбор 218.0 м
длина боковых подбор 204.0 м
площадь затенённая 259.0 м2
площадь доски 4 м2
количество грузов-углубителей 1 шт.
длина загрузочной цепи 35 м
площадь щитка 10 м2
количество кухтылей 20 шт.
длина кабелей 100 м
2) Выбрать из меню район промысла (желательно с большими глубинами, чтобы не возникало аварийных ситуаций).
3) Назначить погодные условия. Для основных режимов тарировки назначить волнение силой 3 и 5 баллов по направлению, совпадающему с выбранным курсом тарировки (траления). В процессе тарировки судно должно строго удерживаться на одном курсе.
4) Занять места у индикатора сетного зонда €N-14 и пульта управления судном.
5) Спустить трал на ваерах длиной 400 м и дать скорость траления, определив шаг винта БУШ = 0.4. Привести трал в устойчивый горизонт и снять следующие показания: глубину хода верхней подборы трала Нв, нижней подборы Нн, распорных досок Нд - с сетного зонда; скорость траления V, натяжение ваеров (суммарное) или сопротивление трала Я и удельный расход топлива (пропорциональный мощности Р) - по приборам пульта управления.
6) Менять режимы работы главного двигателя, увеличивая шаг винта до 0.5; 0.6; 0.7; 0.8 и длину ваеров до 600, 800, 1000 м. На стационарных режимах движения трала снимать указанные выше параметры и заполнять табл. 1.
7) На основе полученных данных строятся графики (рис. 1,2,3).
Вид указанных выше тарировочных зависимостей (в табличной и графической форме) приведен в табл. 1 и на рис. 1-3. Анализ этих зависимостей производится курсантом в устной форме во время защиты лабораторной работы.
Таблица 1. Значения тарировочных параметров
Длина ваеров, L ВУШ = 0.4 штиль ВУШ = 0.5 штиль
нк Нн Щ V R нк Нн Щ V R P%
400 136 186 138 3.89 48 42 69 102 74 4.79 69.9 48
600 213 255 211 3.77 50 42 111 136 112 4.73 74.3 49
800 293 331 288 3.68 51.5 42 161 182 160 4.65 76.1 49
1000 375 412 369 3.62 52.7 42 215 234 213 4.59 77.5 49
L ВУШ = 0.6 штиль ВУШ = 0.7 штиль
400 24 53 33 5.66 92.2 55 1 23 6 6.42 109.9 61
600 54 75 59 5.51 95.3 55 14 34 22 6.21 115 61
800 87 104 90 5.42 97.5 55 34 51 41 6.11 117.5 62
1000 124 139 126 5.35 99.2 56 59 73 64 6.04 119.4 62
кН
Рис. 1. График общей тарировки трала. Зависимость H = f(L, V)
Рис. 2. Зависимость БУШ = f(V)
0 50 100 150
Рис. 3. Зависимость агрегатного сопротивления от скорости траления Т = f(V)
Примечание. В процессе траления штурман обычно ориентируется не на скорость траления в узлах, а на угол разворота лопастей ВРШ (на шаг винта), потому что ход судна зависит именно от шага винта. Этот параметр легко контролировать, а главное, им легко управлять (устанавливать). Какую при этом судно будет иметь скорость, не столь важно. Процесс захвата рыбы тралом штурман контролирует по записям сетного зонда.
3. Заключение
Использование РПТ-2000 на практических занятиях по курсу "Промышленное рыболовство" делает актуальным изменение сетки часов.
Осенью 2000/2001 учебного года была пересмотрена учебная программа курса, в нее внесены изменения. Часть практических занятий была заменена лабораторными работами, которые выполнялись на рыбопромысловом тренажере. Составлен перечень лабораторных работ. Эти изменения в рабочей программе были оперативно утверждены на заседании Совета СВФ, учебный отдел откорректировал расписание. По измененной рабочей программе осенью работали курсанты 5-го и 6-го курсов.
По результатам этих лабораторных занятий составлен первый вариант методических указаний для их выполнения. Признано целесообразным увеличить количество часов лабораторных работ на 5-ом и 6-ом курсах до 10-12 за семестр.
В эту программу (первый вариант методических указаний) не вошли лабораторные работы по поиску рыбы и оценке скоплений, технологическим операциям по спуску и подъему трала, настройке тралов, наведению тралов на рыбное скопление и работе с кошельковым неводом. Это наши планы на ближайшее будущее. Хотя часть из этих работ уже проводилась.
Рыбопромысловый тренажер находится в стадии освоения и доводки. Однако это не мешает использовать его и для проведения исследовательских работ, в частности, для выполнения исследовательского раздела УИРК и дипломной работы. Курсанты могут получить здесь первый опыт проведения научного эксперимента, его планирования, обработки полученных данных. Правда, они ограничены тем, что тренажер работает по вполне определенным наперед заданным математическим моделям.
Нисколько не умаляя достоинств тренажера, отметим, что он рассчитан только на два активных судна. Следовательно, только два курсанта из группы могут выполнять маневры с тралом, а остальные только пассивно наблюдать за изменением положения трала, по персональным репитерам, снимая его глубину. Для повышения активности курсантов работа тренажера проводится в ускоренном масштабе времени, что позволяет менять "вахту", позволяет каждому курсанту попробовать себя на мостике. И они это с удовольствием делают.
К другому недостатку тренажера относится неадекватное описание формы устья трала, которую он принимает при изменении скорости траления и длины ваеров.
И третий крупный недостаток тренажера - неспособность обозначить аварийную ситуацию: посадку трала на грунт.
Литература
Лунин В.И. Физическое и математическое моделирование в промышленном рыболовстве. Учеб. пособие по курсу "Промышленное рыболовство". Мурманск, изд-во МГТУ, 141 е., 2000.
