CC BY
159
В.И. Габрюк, Е.Е. Мазур
Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет,
690087, г. Владивосток, ул. Луговая, 52б
МЕТОДИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ РАЗНОГЛУБИННЫХ ТРАЛОВ
Изложены аналитические методы определения характеристик проектируемых тралов. Рассмотрен пример проектирования трала для промысла командорского кальмара.
Ключевые слова: трал, проектирование, аналитические методы.
V.I. Gabruk, E.E. Mazur METHOD OF THE MIDWATER TRAWLS DESIGNING
The analytical methods of the determination of the features of the designed trawls are stated. The considered example of the designing the trawl for handicraft industry commander squid.
Keywords: trawl, designing, analytical methods.
Введение
Вопросы проектирования орудий рыболовства и других инженерных сооружений излагаются в работах [1-9]. Аналитические методы расчета характеристик проектируемых орудий рыболовства изложены в работах [10-17]
Проектирование тралов, как и любых других инженерных сооружений, является искусством, которое должно опираться на опыт предшественников и научную базу.
Основным методом проектирования тралов и других орудий рыболовства является метод проектирования по прототипу. Прототипы - это орудия рыболовства, созданные талантом и интуицией самородков. Такие орудия прекрасно работают на практике. Но они не являются оптимальными с точки зрения расхода материалов на их изготовление, уловистости и затрат энергии на их буксировку. При проектировании по прототипу его недостатки автоматически переносятся на новое проектируемое орудие рыболовства. Кроме того, такой способ проектирования не позволяет выполнять оптимизацию параметров орудия лова.
Оптимизация орудий рыболовства не может быть выполнена без обоснования их параметров, которое опирается на исследования их геометрии.
Геометрия конических оболочек канатной мотни тралов
Мотня пелагических тралов представляет собой коническую оболочку, набираемую из канатов и делевых пластин. Число ячей в поперечных сечениях канатной мотни тралов изменяется в широких пределах: пя =28 — 60. Шаг ячей в устье ct\ =5 — 30 м; в концевом сечении канатной мотни а = 2,4 - 4,8 м.
В большинстве конструкций тралов канатная мотня имеет ромбическую ячею. Причем используется два принципа комплектования мотни, когда число ячей в поперечных сечениях по ее длине постоянно и когда оно изменяется. Исследуем геометрию канатной мотни трала, когда число ячей в ее поперечных сечениях не изменяется.
На рис. 1, б показана развертка на плоскость конической оболочки и центральный угол 26, охватывающий один ряд продольных ромбических ячей. Из этого рисунка следует:
£v =е1+6, 2Vn = 26 пя, 2Vn1 - 2áij - ж1\, vN - Згя - nd^l 21 - я sin aN, 6 = л sin aN / пя .
Здесь пя - количество ячей в поперечных сечениях мотни; 2vN - угол между боковыми кромками развертки конуса; aN - угол между осью конуса и его образующей, рис. 1.
Шаг ячеи мотни уменьшается по длине трала от устья к мешку.
На рис. 2 показан угол д, охватывающий продольный ряд половинок ромбических ячей. Из этого рисунка следует:
h ~ h+1 = ai sin sictg5 ~ ai+1 sin £i+\ctgS = ai COS'"/ + ai+1 COS£7+l •
Откуда легко получить рекуррентную формулу, дающую связь между шагами ячей соседних рядов:
a¡+l - Ü;
Sin Sj - coss¡tgS
- a
SÍn( Ej ~ S)
sin £j+l + COS Sj+\tgS sin( sj+l + S)
(1)
Рис. 1. а - параметры конической оболочки; б - ее развертки на плоскость -криволинейной трапеции
Fig. 1. а - parameters of the cone-shaped shell; б - Its unrolling on plane -curvilinear trapezoid
Рис. 2. Угол S, охватывающий продольный ряд половинок ромбических ячей Fig. 2. Corner S, engulfing longitudinal row half rhombic meshes
Для тралов максимальное значение угла 6
лъта™* _3,14sinl2 _ n
¿ =-= -J-= 0,023 рад = 1,34
max йи 2g У
При малых углах 8 выполняется соотношение
tg8 = 8 + 83/3 + ...^8 = vN/nM = 7rsmaN/пя
Подставляя это выражение в (1), получим
аг+\ = ai-Т-:-:-"-:— • (2)
пя Sin + Л-Sin OCN COS£i+l
Здесь ah аг+1 - шаги ячей в i-м и /+1 рядах; e¡, s¡+\ - углы раскрытия ячей i-го и (/ 1 )-
го рядов; пя - количество ячей в поперечных сечениях мотни; alN - угол атаки сетной оболочки трала.
Угол атаки сетных оболочек канатной мотни тралов составляет aN = 7 -12° . Для расчета шагов ячей по формуле (2) надо знать закон изменения угла раскрытия ячеи по длине трала.
Угол раскрытия ячей первого ряда определяется по формуле
Е-у = £у — 8 = £у — л" sin aN /пя . Здесь s - угол раскрытия ячей в устье трала, определяемый по формуле
и^ = sin sy = TrDy / 2 ainH ,
где Dy - диаметр устьевого сечения трала; a - шаг ячей в устье. По данным [4], в первом ряду ячей канатной мотни трала
ttf = sin ех = 0,15 - 0,20 => ех = 8,6 -11,5° .
В последнем ряду ячей канатной мотни
uf = sin £к = 0,26 - 0,30 => £к = 15 -17,5° .
Если равномерно увеличивать коэффициент раскрытия ячеи от устья трала к концу канатной мотни, то его приращение от ряда к ряду составит
К TJ
Ащ = (щ -щ )/(nR -1).
пя sin Sj — тс sin aN eosst
Коэффициент раскрытия ячей в i-м ряду
77 77 ТУ" 77
Щ = sin £j =иг + (/' - 1)А»| =иг + (i -1 )(щ - щ )/(nR -1) ,
H K
где nR - число рядов ячей по длине канатной мотни; щ , щ - коэффициенты раскрытия ячей в начале и конце канатной мотни.
Разработана программа StepMesh, позволяющая определять шаги ячей канатной мотни. В табл. 1 приведены результаты расчетов шагов ячей по длине канатной мотни пелагического трала, выполненные по программе StepMesh, при следующих исходных данных:
- число ячей в поперечных сечениях канатной мотни пя - 42;
- диаметр устья трала Dv = 50 м;
- число рядов ячей по длине канатной мотни nR=l;
- коэффициент раскрытия ячеи в конце канатной мотни щ — 0,3 .
- углы атаки сетной оболочки канатной мотни aN = 8; 9; 10° .
Расчеты выполнены при условии, что угол атаки канатной мотни постоянный по ее длине, т.е. aN = const.
Расчетные длины канатных элементов мотни трала Accounting lengths rope element of the trawl
Таблица 1 Table 1
aN, гр. ab м a2, м a3, м a4, м a5, м a6, м a7, м
8 11 8,5 6,8 5,5 4,6 3,9 3,4
9 11 8,4 6,6 5,3 4,3 3,7 3,1
10 11 8,2 6,3 5 4,1 3,4 2,9
Геометрия конических оболочек делевой мотни тралов
Делевая часть мотни комплектуется из сетных пластин с шагом ячеи: 1200, 800, 400, 200, 100, 80, 60 мм. Угол раскрытия ячей всех пластин делевой мотни тралов практически одинаков и составляет по данным Короткова [4]
г,- =15-5-17,5
о
//{ = sin6^= 0,26 - 0,30 .
Параметры 1-й пластины показаны на рис. 3. Здесь а^, di - шаг ячеи 1-й пластины и диаметр ее
нити;
п
вь.' пв
, nL - число ячеи по ширине
(0
верхней/нижней кромок пластины и по ее длине; п - число ячей, забираемых в шворочный шов с одной кромки пластины; - число ячей по ширине
верхней/нижней кромок пластины без учета ячей, забираемых в шов; ¿1г-, ¿2г-, ^ - ширина в жгуте верхней/нижней кромок пластины и ее длина; й<Г>,й£> - ширина в жгуте верхней/нижней кромок пластины без учета ячей, забираемых в шворочный шов; 2у{ - угол между боковыми
кромками пластины; ЦI - цикл кройки боковых кромок пластины.
Циклы кройки боковых кромок делевых пластин мотни определяются по формуле
Рис. 3. Параметры i-И пластины Fig. 3. Parameters i-ouch plate
Ц'к — (lg£¡ -tgv,)/2tgvl
(3)
Если все пласти делевой части трала одинаковы, то угол vt определяется по формуле
v,- = л-sin a'N /пр, (4)
где пр - количество пластей делевой части трала; а'х - угол атаки сетной оболочки трала
в районе i-й пластины.
При определении циклов кройки делевых пластин мотни необходимо учитывать то обстоятельство, что угол атаки сетной оболочки делевой части трала должен равномерно
уменьшаться от aN = 7 -НО0 в начале делевой мотни до aN = 2-^5° в ее конце.
Например, для восьмипластной мотни пр = 8 и п[ - 0,3 из (3) находим циклы кройки боковых кромок делевых пластин при различных углах атаки сетной оболочки трала:
a'N=9°, Цк= 2,056 *2 = -;
ОН 1 ^ 1
а' =7°, Цк =2,78 «28/10 = — + - = 9- + -;
к 9 111
п 4
a'N =5°, Цк =4,09 «4 = -.
Если делевые пласти разные, то углы между боковыми кромками их пластин определяется по формуле
2vfn = 2лsin / 4 , (ВП, БП).
Для восьмипластного трала
/¿=4/IF<->+4/IF<">.
Я Bh Bu
где п'я - суммарное количество ячей в поперечном сечении; - количество
ячей по верхним кромкам i-х пластин верхней и боковой пластей, без учета ячей, забираемых в шворочный шов.
Длина режущей кромки в посадке i-й пластины определяется по формуле
h= ai smsi/sin4= ПЦ ai + (1 + Щ^)2 cos^¿ ,
где Пц - число циклов реза по длине i-й пластины.
Минимальное число ячей по длине пластины при одном цикле реза
=П + 0,5К, (5)
где П, К - число узлов, срезаемых по прямой, и число ниток, срезаемых по косой.
Между числом ячей по верхней и нижней кромкам пластины в форме равнобочной трапеции и циклом кройки ее боковых кромок существует связь
п1В2=п1т-2п1ь/{\ + 2Ц1к).
(6)
Проект донно-пелагического трала для лова командорского кальмара
Большой опыт тралового промысла командорского кальмара накопил НБАМР, который занимается его промыслом с 1970 г. На лове кальмаров использовались тралы 108/1056 и 118/1240 м конструкции В.А. Кузика. С 2006 г. на промысле кальмара НБАМР использует тралы 140/1380 и 169/1380 м конструкции А.В. Ермошина. Для траления у дна и уменьшения порывов пелагических тралов используется фальшподбора и специальные дополнительные устройства.
Скорость траления на разных глубинах колебалась в пределах 3,8-4,2 уз. При меньшей скорости наблюдалось большое объячеивание кальмара. На промысле при тралении у дна осуществляется деформация устья трала, т.е. уменьшение вертикального раскрытия на 10-20 м.
Первый вопрос, который должен решить проектировщик: необходимо выбрать основные параметры трала так, чтобы судно могло буксировать его у грунта со скоростью 3,8-4,2 уз.
Основными параметрами трала являются:
- горизонтальное/вертикальное раскрытие устья By / Hy;
- шаг ячеи в начале/конце канатной мотни a / aK ;
- угол атаки сетной оболочки канатной мотни трала а у ;
- количество ячей в поперечных сечениях канатной мотни пя ;
ВП БП
- количество ячей по ширине верхней/боковой пластей канатной мотни п я / п я ;
H K
- коэффициенты раскрытия ячей в начале/конце мотни щ /щ ;
- длины канатной/делевой частей мотни / Lдм .
Значения указанных выше параметров тралов различных организаций приведены в табл. 2.
Таблица 2
Параметры пелагических тралов различных организаций
Table 2
Parameters of pelagic trawls different organization
Трал By /Hy, м LKM / L ДМ ' м h ,м Пя пВП/пБП uH / uK
1 2 3 4 5 6 7
Тралы России: НБАМР, Н аходка
108/1056 50/55 66/92 = 0,72 12 44 12/10 0,15/0,28
118/1240 55/60 82/92 = 0,89 12 52 14/12 0,15/0,28
102/960 50/50 56/85 = 0,66 15 32 8/8 0,16/0,30
114/1280 60/60 61/85 = 0,72 20 32 8/8 0,15/0,28
140/1380 70/60 91/100 = 0,91 15 46 14/9 0,16/0,30
Окончание табл. 2
1 2 3 4 5 6 7
Тралы России: ПБТФ, ТУРНИФ
100/752 40/40 66/52 = 1,27 9 44 16/6 0,167/0,3
80/792 45/40 63/48 = 1,31 9 44 12/10 0,16/0,3
57/720 40/40 48/43 = 1,17 8 48 12/12 0,174/0,3
130/1040 50/50 78/55 = 1,42 10 54 14/13 0,15/0,28
154/1400 70/70 100/60 = 1,67 12,5 56 16/12 0,157/0,3
172/1568 80/80 140/112 = 1,25 14 56 16/12 0,16/0,3
174/936 50/50 8 60 24/6 0,168/0,3
Тралы России: Fishing Service, Калининград
320/1920 180/100 182/108 = 1,68 20 48 15/9 0,23/0,32
206/1440 140/85 150/108 = 1,40 12 60 16/14 0,24/0,32
184/1320 100/80 125/65 = 1,92 18 36 11/7 0,214/0,3
155/1080 90/65 95/65 = 1,46 12 36 11/7 0,2/0,3
112/864 75/45 57/65 = 0,88 12 36 11/7 0,2/0,3
Тралы Южной Кореи: Bada Fis ling Systems
107/832 45/40 70/113 = 0,62 8 52 15/11 0,17/0,3
257/1344 60/50 175/98 = 1,79 24 28 9/5 0,26/0,34
Трал США: Net Systems
176/1650 80/70 109/109 = 1,00 15 56 16/12 0,15/0,28
Определение параметров канатной мотни трала. Раскрытие устья трала определяется размерами рыбных стай и тяговоскоростными характеристиками судна. При выборе раскрытия устья проектируемого трала будем использовать опыт НБАМР, который ловил кальмаров тралами 108/1056 и 118/1240 м. Причем в знаменателях этих дробей стоят периметры устьев в жгуте, а не в условной посадке 0,5, как это указывалось до сих пор. Раскрытие этих тралов составляло Ву /Иу = 50/55 и 55/60 м соответственно.
Шаг ячеи в устье этих тралов составлял 12 м.
Мотню трала будем рассматривать как усеченный круговой конус. Примем диаметр устья равным 1)у =56 м. Шаг ячеи в устье выбираем равным /| = 12 м. Задаемся
коэффициентом раскрытия ячеи в устье и^ =0,15. Количество ячей в поперечных сечениях мотни находим из соотношения
тЮу =2 аи{пя -.>пя = лОу/2аи{ = 3,14-56/(2-12-0,15) = 48 яч .
Принимаем число ячей верхней/нижней пластей по 14, а боковых пластей - по 10 яч., общее количество ячей по периметру канатной мотни трала пя = 2-14 + 2-10 = 48 яч.
По формуле (2), используя программу StepMesh, найдены следующие длины канатных элементов (шаги ячей) мотни:
1\ = 12 ; /2 = 9; /3 = 7; /4 = 5,7; /5 = 4,6; /6 = 3,9; /7 = 3,2 м при следующих исходных данных:
1)у = 56 м, ау = 9°, пя = 48 яч, щ = 0,29 .
Верхняя и боковая пласти канатной части трала показана на рис. 4. Длина верхней подборы без голых концов этого трала равна 132 м, а периметр устья в жгуте равен 1152 м.
Определение параметров делевой мотни трала. Делевую часть мотни будем набирать из сетных пластин с шагом ячеи 1600, 800, 400, 200, 100, 80, 60 мм. На рис. 5 показано соединение канатной и делевой частей трала.
Рис. 4. Канатная часть трала 132/1152 м Fig. 4. Rope part of trawl 132/1152 m
Рис. 5. Соединение канатной и делевой частей трала (пять ячей дели забирается в шворочный шов) Fig. 5. Join rope and net parts of the trawl (five meshes of net are withdrawaled in seam)
Делевую часть трала выполняем восьмипластной, т.е. пр = 8. Все делевые пласти
будем брать одинаковыми, поэтому угол между боковыми кромками пластин определяется по формуле
2\,(р- - 2 я sin a^j' 1пр—27г sin а^/ / 8.
Д')
Здесь а^ - угол атаки сетной оболочки трала в районе 7-й пластины. Углы атаки сетной оболочки трала от пластины к пластине будем уменьшать на один градус, т.е.
а
= ам -1 , чтобы в концевом сечении делевой мотни он составлял 2^-3 .
Параметры первой пластины верхней пласти. Шаг ячеи £^=1600 мм. Коэффициент раскрытия ячеи н\1> = sin ех = 0,29. Угол раскрытия ячеи
sx =arcsin 0,29 = 16,86°.
Верхняя канатная пласть по ширине имеет 14 ячей. Так как она соединяется с двумя делевыми пластями, то на каждую делевую пласть приходится по 7 ячей. На каждую канатную ячею с шагом 3,2 м приходится по две ячеи дели с шагом 1,6 м. На семь ячей
канатной мотни приходится п<~> = 14 ячей дели. В шворочный шов будем забирать по
и
пзш — 5 ячей дели с каждой боковой кромки. Общее число ячей по верхней кромке первой пластины пп - + 2= 14 + 2 • 5 = 14 +10 = 24 яч.
£>11 £¡11 ЗШ
Ширина в жгуте верхней кромки пластины с учетом ячей, забираемых в шворочный
!п
Принимаем цикл кройки боковых кромок первой пластины Ц^ = — = - . Число ячей
К 1
по длине пластины при одном цикле реза равно п™т = П + 0,5К = 1 + 0,5 ■ 1 = 1,5.
Принимаем число циклов реза гЩ = 4. Число ячей по длине пластины пЬ1 -
шов, bn = 2ахпв , = 2 ■ 1,6 ■ 24 = 76,8 м .
цр
„-----------
, , , , > ™ > ( \\
= 10
= и® • /7"1111 = 4 х 1,5 = 6 яч. Определяем число ячей по нижней кромке пластины без учета
. > Í л\
ячей, забираемых в шворочный шов, пВ2\ = п)^ Í - 2/?¡Á / '+ 2/(д1' =14 - 2 • 6/
1 + 2.1 1
/ яч.
Число ячей по нижней кромке пластины с учетом ячей, забираемых в шворочный шов, nB2l = + 2Пзш = 10 + 2 • 5 = 20 яч .
Ширина в жгуте нижней кромки пластины с учетом ячей, забираемых в шворочный шов, ¿21 = ^а\пв2\ = 2 • 1,6 • 20 = 64 м. Длина пластины в жгуте 4 = 2 anLl = 2 • 1,6 • 6 = 19,2 м. Длина пластины в посадке L" = Lx cos^ = 19,2cosió,86° = 18,375 м . Половина угла vx между боковыми кромками пластины
tgvl = tg£x /(1 + mf) = Ígl6,86° /(1 + 2 • - j) = 0,101 => Vj = 5,768° .
Длина режущей кромки в посадке
lx = sinех / sin vx = 4■ 1,6• 0,29/sin 5,768° = 18,466 м.
Параметры первой пластины боковой пласти. Шаг ячеи ¿^=1600 мм.
Коэффициент раскрытия ячеи и^ = sin = 0,29. Угол раскрытия ячеи
el =arcsin 0,29 = 16,86°.
Боковая канатная пласть по ширине имеет 10 ячей. Так как она соединяется с двумя делевыми пластями, то на каждую делевую пласть приходится по 5 ячей. На каждую канатную ячею с шагом 3,2 м приходится по две ячеи дели с шагом 1,6 м. На пять ячей
канатной мотни приходится 10 ячей дели. В шворочный шов будем забирать по
пзш — 5 яч дели с каждой боковой кромки. Общее число ячей по верхней кромке первой пластины nR = + 2= 10 + 2 • 5 = 10 +10 = 20 яч.
Пц зш
Ширина в жгуте верхней кромки пластины с учетом ячей, забираемых в шворочный шов, bn = la^n^ = 2 • 1,6 • 20 = 64 м .
Принимаем цикл кройки боковых кромок первой пластины Ц^р = = ^ . Число ячей
по длине пластины берем таким же, как и для первой пластины верхней пласти nLl = 6 яч . Число ячей по нижней кромке пластины без учета ячей, забираемых в шворочный шов, пт\ =пш =1°яч.
Число ячей по нижней кромке пластины с учетом ячей, забираемых в шворочный
шов, nR = + 2= 10 + 2 • 5 = 20 яч .
21 ¿>21 ^^
Ширина в жгуте нижней кромки пластины с учетом ячей, забираемых в шворочный шов, ¿21 - 2^1 пв21 = 2 ■ 1,6 ■ 20 = 64 м. Длина пластины в жгуте 4 = 2апц =2-1,6-6 = 19,2м.
Длина пластины в посадке
L" = Lx cos^ = 19,2cosió,86° = 18,375 м .
Параметры всех остальных пластин верхней и боковых пластей, начиная со второй, одинаковы.
Параметры второй пластины. Шаг ячеи а2 — 800 мм. Коэффициент раскрытия ячеи н\2> = sin s2 = 0,3 . Угол раскрытия ячеи s2 - arcsin0,3 = 17,46°. Угол атаки делевой мотни
42) = 9°.
Цикл съячейки первой и второй пластин a2 /a = 800 / 1600 = 1/2. Число ячей по верхней кромке пластины без учета ячей, забираемых в шворочный шов, п(~} = 2п(~} = 2 • 10 = 20 яч.
В шворочный шов забираем по 5 ячей с каждой боковой кромки. Число ячей по
12
Ширина в жгуте верхней кромки пластины с учетом ячей, забираемых в шворочный шов, bl2 = 2а2пВп = 2 ■ 0,8 • 30 = 48 м.
Размеры делевых пластин всех пластей (верхних и боковых), начиная со второй пластины, будем брать одинаковыми.
Используя формулу (3), находим цикл кройки боковых кромок пластины:
верхней кромке второй пластины Пщ2 —пв'+ 2— 20 + 2 • 5 = 30 яч.
(2) _ 0gg2 -tginsmaff Inр) _ ¿gl7,46° -tg(nsin9° /8) Цк ~ ri\ ~ n —2,05.
2tg(7rsma^'/np) 2tg(xsm 9U /8)
/2\ 2
Принимаем Цук'= — . Минимальное число ячей по длине пластины при этом цикле
кройки равно nfm = 77 + 0,5К = 2 + 0,5 • 1 = 2,5 .
(2
1
цр
Принимаем число циклов реза Пр = 4. Число ячей по длине второй пластины
п ¡2 = Пцрп™т = 4x2,5 = 10 яч. Определяем число ячей по нижней кромке пластины без учета
ячей, забираемых в шворочный шов, п(В22 = п^2~2пЬ2/^+2Ц^ =20-2-10/
' 2Л 1 + 2 —
v О
= 16
яч.
Число ячей по нижней кромке пластины с учетом ячей, забираемых в шворочный шов,
пв22 =пВ22 +2пзш - 16 + 2-5 = 26 ЯЧ .
Ширина в жгуте нижней кромки пластины с учетом ячей, забираемых в шов, Ъ22 = 2а2пВ22 = 2 • 0,8 • 26 = 41,6 м .
Длина пластины в жгуте Ь1=2апЬ1 =2-0,8-10 = 16 м.
Длина пластины в посадке
Ьп2 = Ь2 со$е2 = 16соз17,46° = 15,26 м.
Угол 1/2 между боковой кромкой пластины и ее осью симметрии
tgv2 = tgs2 / <+ 2Ц<£> У lg\7,46° /
2)
1 + 2 • у I — 0,0629 .
у2=3,6°.
Длина режущей кромки в посадке /2 =и2)азт^2/8ту2 =4-0,8-0,3/зтЗ,6° =15,29 м.
Расчет параметров третьей, четверной, пятой и шестой пластин опускаем. Их характеристики показаны на рис. 6.
Параметры седьмой пластины. Шаг ячеи а7 = 60 мм. Коэффициент раскрытия ячеи
щ = эт б = 0,3 . Угол раскрытия ячеи £ = 17,46 . Угол атаки делевой мотни а^Р = 5°. Цикл съячейки шестой и седьмой пластин а7 / а6 = 60 / 80 = 3 / 4. Число ячей по верхней кромке пластины без учета ячей, забираемых в шворочный шов, п^ = (4/3= 4 ■ 42 /3 = 56 яч.
В шворочный шов забираем по пзш = 10 яч. с каждой боковой кромки. Число ячей по верхней кромке второй пластины
1 =пв1 +2п™ =56 + 2-10 = 76 яч.
Ширина в жгуте верхней кромки пластины с учетом ячей, забираемых в шов, ЬХ1 = 2а1пВу1 = 2 • 0,06 • 76 = 9,12 м.
Находим цикл кройки боковых кромок пластины:
г(7) _ (Яе-Я^ята^/пр) _ tgП,460 -^(л-8ш4°/8)
тту > = ____а_= ° ' _-ov------ . _
5
2tg{ns.ma]^' /пр) 2tg(^sin 4V /8)
Принимаем Ц^ = — . Число ячей по длине седьмой пластины nLj = 24x5,5 = 132 яч.
1
Определяем число ячей по нижней кромке пластины без учета ячей, забираемых в шворочный шов,
пВ21 = ПВ\1 ~ 1пЫ ' ^ К
/(+2Ц(Р = 56-2-132/
' 5 1 + 2 — 1
= 32
яч.
V
Число ячей по нижней кромке пластины с учетом ячей, забираемых в шворочный шов,
пв27 =п{в21 +2пзш -32 + 2-10 = 52 яч.
Ширина в жгуте нижней кромки пластины с учетом ячей, забираемых в шов, Ь21 = 2а1п,^1 = 2 • 0,06 • 52 = 6,24 м.
Длина пластины в жгуте 17 =2а7иХ7 = 2-0,06-132 = 15,84 м. Длина пластины в посадке Щ =Ь7со$е7 = 15,84 сов17,46° =15,11 м.
Угол V7 между боковой кромкой пластины и ее осью симметрии
>
1 + 2-у = 0,028594 .
= Щ^п / (+ 2ЦР = #17,46" /
Откуда у7 = 1,63786° . Длина режущей кромки в посадке
/7 =п^а1?,т£1 = 24• 0,06-0,3/ею 1,63786° =15,114 м.
Из вышеперечисленных расчетов следует, что длина режущей кромки слабо отличается от длины пластины в посадке.
Полная длина режущих кромок всех пластин (длина топенанта) равна 1Т =1Л +/2 +/3 +/4 +/5 +/6 +/? =18,466 + 15,29 + 15,29 +
+16,04 +13,367 +15,804 + 15,114 = 109,371 м. Количество ячей в концевом сечении мотни Пя = Ъп^ = 8 • 32 = 256 яч.
Диаметр концевого сечения мотни трала в посадке Бк = 2а1пяи1 /п = 2• 0,06 • 256 • 0,3/3,14 = 2,93 м. Делевая часть трала показана на рис. 6.
ВЕРХ - НИЗ
БОК
Рис. 6. Делевая часть трала 132/1152 м Fig. 6. Net part of trawl 132/1152 m
Используя программу MS-Excel, по методике, изложенной в [11], найдены следующие параметры трала 132/1152 м:
- масса передней части трала М = 1606 кг;
- затененная площадь передней части трала с учетом ячей, забираемых в шворочный
шов, = 469 м ;
- затененная площадь передней части трала без учета ячей, забираемых в шворочный шов, = 356 м" ;
- фиктивная площадь передней части трала без учета ячей, забираемых в шворочный шов, = 98700 м2 ;
- фиктивная площадь передней части трала с учетом ячей, забираемых в шворочный шов, =111 240 м2;
СО
- коэффициент сопротивления трала С.х = 0,18 ;
- сопротивление сетной оболочки трала при скорости 4,0 уз равно 142 кН.
В районе обитания командорского кальмара в зоне Курильских о-вов сильные течения, поэтому использование обычных досок как российского, так и иностранного производства затруднительно, так как они заваливаются на сильном течении. Поэтому мы рекомендуем использовать доски конструкции В.А. Кузика, специально сконструированные для лова командорского кальмара. Доска Кузика является прямоугольно-цилиндрической доской с предкрылком. Причем она сконструирована так, что ее центр масс сдвинут назад от оси симметрии на 0,1 м, что предотвращает ее
заваливание на сильных течениях. Площадь доски в плане $ = 7,2 м2, ее масса М = 3020 кг . Доска показана на рис. 7.
Рис. 7. Таловая доска В.А. Кузика Fig. 7. The trawl door V.A. Kuzika
Для устранения порывов пелагических (разноглубинных) тралов при тралении у дна необходимы дополнительные конструктивные мероприятия. Эти мероприятия заключаются в том, что нижняя подбора оснащается специальным способом, позволяя вести траления с деформацией вертикального размера устья до 20 %, при этом пелагический трал превращается в донно-пелагический. Один из вариантов оснастки нижней подборы донно-пелагических тралов показан на рис. 8. В этом варианте используется фальшподбора из тяжелой якорной цепи калибром 30 мм и длиной 54 м. При задеве этой цепи за скалу она должна разрываться. Поэтому ее изготовляют из двух отрезков, каждый по 27 м, соединенных между собой гужиком из стального каната диаметром 9,7 мм.
Так как тралы работают в районах с сильным течением, то оснастка их верхней подборы щитком неприемлема. Поэтому верхняя подбора оснащается кухтылями. Общая подъемная сила оснастки верхней подборы равна 3000 Н.
Рис. 8. Оснастка нижней подборы донно-пелагического трала 132/1152 м для лова командорского кальмара:
1 - голый конец нижней подборы; 2 - якорная цепь;
3 - сосредоточенный груз; 4 - нижняя подбора; 5 - голый конец фальшподборы; 6 - гужик (ст. канат d = 16,5 мм); 7 - фальшподбора; 8 - поводец (стальной канат d = 9,7 мм, l = 15 м); 9 - двухзвенка; 10 - гужик (стальной канат d = 9,7 мм); 11 - звено цепи; 12 - скоба
Fig. 8. The rigging of footrope bottom-pelagic trawl 132/1152 m for catch commander squid: 1 - footrope leg;
2 - anchor chain; 3 - concentrated weight; 4 - footrope; 5 - falsrope leg; 6 - wirerope d = 16,5 mm; 7 - falsrope;
8 - wirerope d = 9,7 mm, l = 15 m; 9 - twolinks; 10 - catching-up rope (wirerope d = 9,7 mm); 11 - link of chain; 12 - shackle
Заключение
Приведенные математические соотношения геометрии сетных пластин и сетных конических оболочек с ромбической ячеей позволяют на этапе проектирования аналитически определять параметры разноглубинных тралов: размеры устья, длины канатных элементов, размеры сетных пластин и циклы кройки их боковых кромок, гидродинамическое сопротивление трала.
На примере проектирования трала для лова командорского кальмара показано, как приведенный аналитический аппарат используется на практике.
Список литературы
1. Андреев Н.Н. Проектирование кошельковых неводов. - М.: Пищ. пром-сть, 1970. -278 с.
2. Розенштейн М.М. Проектирование орудий рыболовства. - Калининград: КГТУ, 2003. - 367 с.
3. Габрюк В.И., Чернецов В.В., Бойцов А.Н. Проектирование ярусных, ловушечных и траловых рыболовных систем. - Владивосток: Дальрыбвтуз, 2010. - 412 с.
4. Коротков В.К. Морфология и гидромеханика схематизированных и натурных тралов. - Калининград: КГТУ, 2008. - 172 с.
5. Коротков В.К. Реакция рыб на трал, технология их лова. - Калининград: ЭКБ АО «МариНПО», 1998. - 398 с.
6. Осипов Е.В. Совершенствование методов расчета конструкций ставных неводов // Материалы Междунар. науч.-практ. конф. - Владивосток: Дальрыбвтуз, 2011. - С. 217221.
7. Раков А.И., Севастьянов Н.Б. Проектирование промысловых судов. - Л.: Судостроение, 1981. - 372 с.
8. Евгеньев Г.Б. Интеллектуальные системы проектирования. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2012. - 410 с.
9. Норенков И.П. Основы автоматизированного проектирования. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009. - 430 с.
10. Габрюк В.И. Основные соотношения геометрии сетных оболочек разноглубинных тралов // Рыб. хоз-во. - 2012. - № 3. - С. 70-75.
11. Габрюк В.И. Моделирование орудий и процессов рыболовства. - Владивосток: Дальрыбвтуз, 2012. - 175 с.
12. Кручинин О.Н. Тактика замета кошелькового невода и способы управления поведением рыб в зоне облова. - Владивосток: ТИНРО-Центр, 2006. - 127 с.
13. Мельников В.Н. Биотехническое обоснование показателей орудий и способов промышленного рыболовства. - М.: Пищ. пром-сть, 1979. -376 с.
14. Недоступ А.А. Метод расчета силовых и геометрических характеристик плавных сетей. Физическое моделирование плавных сетей // Изв. ТИНРО. - 2008. - Т. 154. - С. 280294.
15. Никоноров И.В. Взаимодействие орудий лова со скоплением рыб. - М.: Пищ. пром-сть, 1973. - 236 с.
16. Трещев А.И. Теоретические основы лова рыбы разноглубинным тралом // Тр. ВНИРО. - 1959. - Т. 41. - С. 24-33.
17. Шевченко А.И. Пути повышения селективности промысла минтая. - Владивосток: ТИНРО, 2004. - 98 с.
Сведения об авторах: Габрюк Виктор Иванович, профессор, доктор технических наук, e-mail: gabrukvi@rambler.ru;
Мазур Евгений Евгеньевич, аспирант.
