Трал и способ рыбной ловли
TRAWL AND FISHING METHOD

Настоящее изобретение относится к рыболовным сетям, а более конкретно, но не исключительно, - к тралам.
Трал обычно представляет собой мешковидную рыболовную сеть, предназначенную для буксировки по воде за рыболовным судном для захвата стай рыб, встречающихся на маршруте буксировки.
Для оптимизации процесса рыбной ловли с точки зрения расходов и разумного использования ресурсов трал должен как можно быстрее заполняться рыбой. Однако, как показывает опыт, трал фактически захватывает гораздо меньше рыбы по сравнению с тем объемом, который идентифицирует гидролокатор при прохождении рыболовного судна над стаями рыб. То есть, некоторое количество рыбы ускользает от попадания в трал в результате своего отклонения от траектории трала между рыболовным судном и тралом. Такая ситуация нежелательна с точки зрения экономики и потребления ресурсов, поскольку продлевается время, проводимое в море, и увеличивается преодолеваемое расстояние, что, в свою очередь, приводит к нежелательному увеличению потребления топлива и т.д.
Было предложено использовать звуковой сигнал для повышения эффективности рыбной ловли.
С этой точки зрения в советском авторском свидетельстве SU 935046T предлагается использовать тросы, имеющие излучатели звукового и электрического сигналов, распространяющихся между траловыми досками трала. Акустические излучатели предназначены для излучения звукового сигнала, привлекающего рыб, после чего излучаемые электрические сигналы запугивают рыбу и заманивают ее в устье трала. Сведения о реализации и эффективности этого способа не приводятся.
В российском патенте RU 2343704C предлагается размещать в трале оптико-акустические излучатели, а также гидролокационную систему. При обнаружении гидролокационной системой рыбы, передвигающейся в зоне действия гидролокатора по направлению к устью трала, шкипер рыболовного судна может активизировать оптико-акустические излучатели для излучения звуковых сигналов, таких как звуки, издаваемые хищными рыбами, и светового излучения. В результате этих действий рыба быстро дезориентируется, но этот промежуток времени достаточен для того, чтобы предотвратить ее непрерывное перемещение в направлении буксировки трала и, таким образом, -предотвратить покидание трала через его устье. Более подробные сведения о реализации и эффективности этого способа не приводятся.
В любом случае ни одно из двух приведенных выше предложений не привело к достижению коммерческого успеха.
На основе этого известного уровня техники настоящее изобретение предлагает устройство, способ и систему, повышающие эффективность рыбной ловли с использованием звуковых сигналов.
В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения это достигается с помощью трала, предназначенного для буксировки в направлении буксировки по требуемой траектории буксировки за буксировочным судном, при этом трал содержит: пару траловых досок, каждая из которых выполнена с возможностью присоединения к буксировочному тросу, протянутому от буксировочного судна; мешковидную сеть, имеющую передний конец и задний конец по отношению к направлению буксировки, при этом мешковидная сеть выполнена с возможностью присоединения к тросам, протянутым от траловых досок в заднем направлении, и мешковидная сеть имеет один или более передний край, определяющий отверстие устья, проходящее в поперечном направлении по отношению к направлению буксировки, и мешковидная сеть имеет куток на заднем конце; и трал отличается тем, что он содержит направленные акустические излучатели, выполненные с возможностью излучения звукового сигнала в прямом направлении под углом к направлению буксировки.
Путем направленного излучения звукового сигнала в прямом направлении перед тралом возникают звуковые барьеры. Эти барьеры формируют виртуальные расширения трала, поскольку звуковые сигналы пугают рыбу при приближении к звуковым барьерам и заставляют рыбу изменять направление перемещения при приближении к барьеру. Таким образом, с помощью надлежаще установленных акустических излучателей перед тралом может формироваться виртуальная звуковая воронка, направляющая рыбу в реальный трал.
В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения предлагается способ рыбной ловли, в котором трал, содержащий мешковидную сеть, буксируется в направлении буксировки по требуемой траектории буксировки за буксировочным судном, отличающийся тем, что звуковой сигнал, пугающий рыбу захватываемую в трал, излучается в прямом направлении под углом к направлению буксировки из направленных акустических излучателей, размещенных на трале.
Путем направленного излучения звукового сигнала в прямом направлении рыба может пугаться и не ускользать из трала. Эти звуковые сигналы, таким образом, используются для формирования барьеров, функционирующих в качестве виртуальных расширений трала, поскольку звуковые сигналы пугают рыбу, приближающуюся к звуковым барьерам, и заставляют рыбу изменять направление перемещения при приближении к барьеру.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления первого аспекта настоящего изобретения акустические излучатели устанавливаются на траловых досках и/или на указанных одном или более передних краях мешковидной сети. Таким образом, звуковые барьеры могут объединяться для формирования воронки для виртуального расширения трала.
В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления траловые доски содержат дополнительные направленные акустические излучатели, выполненные с возможностью излучения звукового сигнала по направлению по меньшей мере к некоторым из указанных одному или более передним краям мешковидной сети. Установка акустических излучателей на траловых досках обеспечивает для них стабильную платформу и помогает закрывать любые промежутки между звуковыми барьерами между верхним и нижним передними краями сети.
В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления акустические излучатели излучают звуковой сигнал в диапазоне частот от 10 Гц до 50 кГц. Было определено, что звуковые сигналы в таком частотном диапазоне эффективно пугают рыбу и заставляют ее изменять направление передвижения. Таким образом, если рыба проплывает в направлении, поперечном направлению буксировки, и достигает звукового барьера, создаваемого направленными акустическими излучателями, то она быстро пугается, изменяет направление перемещения и остается в виртуальном расширении трала. Кроме того, этот акустический диапазон не вносит помех в работу гидролокатора или ультразвуковых систем связи.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления акустические излучатели выполнены с возможностью излучения звукового спектра. Таким образом, один и тот же излучатель или излучающая система может использоваться для различных разновидностей рыбы, обладающих различными слуховыми возможностями.
В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления акустические излучатели выполнены с возможностью излучения чистых тонов. Это позволяет звуковым сигналам настраиваться на частоты, подходящие для отпугивания конкретных разновидностей рыбы.
В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления акустические излучатели выполнены с возможностью прерывистого излучения. Прерывистое излучение уменьшает потребляемую излучателями энергию и позволяет осуществлять излучение на протяжении всего тралового лова с использованием одного комплекта батарей, что, в свою очередь, устраняет необходимость в линиях внешнего источника питания.
В этом отношении акустические излучатели выполнены с возможностью излучения сигнала со скважностью в диапазоне 5-50%, предпочтительно 10%, и с периодом менее 1 секунды, предпочтительно 0,5 секунды. Этого достаточно для отпугивания рыбы в течение периода времени, требуемого для того, чтобы не пропустить ее через звуковой барьер.
Способ, соответствующий второму аспекту настоящего изобретения, может быть реализован в соответствии с указанными выше предпочтительными вариантами осуществления настоящего изобретения для достижения тех же преимуществ.
Далее настоящее изобретение описывается более подробно на примерах осуществления, не ограничивающих его объем, со ссылкой на прилагаемые чертежи.
На фиг. 1 в соответствии с настоящим изобретением схематично показан вид сбоку трала, буксируемого по воде за буксировочным судном.
На фиг. 2 схематично показан вид сверху трала, изображенного на фиг. 1.
На фиг. 3 схематично показан вид спереди трала, изображенного на фиг. 1 и 2.
На фиг. 4 показана траловая доска с акустическими излучателями в соответствии с настоящим изобретением.
Для правильного понимания характеристик трала в последующем описании предполагается, что такие характеристики, как верх, низ, передняя сторона, задняя сторона, слева, справа, должны восприниматься в своем обычном смысле, применимом к используемому тралу, то есть в отношении направления буксировки, в котором буксируется трал по водной траектории буксировки.
На фиг. 1 показан разноглубинный трал 1 в соответствии с настоящим изобретением. Трал 1 буксируется по воде между поверхностью 2 и дном 3 за буксировочным судном 4, перемещающимся по поверхности.
Трал, показанный на фиг. 1, обычно представляет собой традиционный разноглубинный трал, состоящий из мешковидной сети 5 с передним концом 6 и задним концом 7 относительно направления D буксировки, указанного стрелкой на фиг. 1 и 2, соответственно.
Мешковидная сеть 5 содержит ряд секторов 5а-5d с различным размером ячеек, уменьшающимся от переднего конца 6 к заднему концу 7. Задний конец последнего сектора 5d, обычно называемый кутком, закрыт, и размеры его ячеек сконфигурированы для предотвращения выхода из трала рыбы 8, превышающей конкретные допустимые размеры для требуемых разновидностей. Размеры ячеек передних секторов 5а-5с позволяют рыбе 8 покидать трал, однако шум, давление, передвижение и т.д. из сети, перетаскиваемой по воде, предотвращают покидание трала рыбой 8. См., например, "Fish Reactions to Trawl Gear - A Study Comparing Light and Heavy Ground Gear" (реакция рыбы на траловое оборудование - сравнительное исследование оборудования для твердого и мягкого грунта), Main, J. и др., министерство сельского хозяйства и рыболовства Шотландии (1983), URL: <http://www.gov.scot/Uploads/Documents/No%2027.pdf>. Передний конец 6 сети 5, сформированный передним концом переднего сектора 5а, открыт для создания отверстия устья, то есть отверстия, ведущего в сеть 5 и простирающегося поперек по отношению к направлению D буксировки. Как показано на фиг. 3, отверстие устья может представлять собой обычную прямоугольную область, просматриваемую в направлении D буксировки, то есть, область, спроецированную на плоскость (не показанную на чертеже), перпендикулярную направлению D буксировки.
Для сохранения этого отверстия устья в открытом состоянии верхний передний край 6а переднего конца 6, сформированный тросом и часто называемый верхняя подбора сети 5, имеет поплавки, часто называемые бобинцами, в то время как нижний передний край 6b переднего конца 6, сформированный тросом и часто называемый нижняя подбора, имеет грузы, имеющие, например, форму цепей. Благодаря положительной и отрицательной плавучести верхняя и нижняя подборы, соответственно, оттаскиваются друг от друга и сохраняют отверстие устья открытым в вертикальном направлении.
Для сохранения отверстия устья открытым в горизонтальном направлении трал содержит пару траловых досок 10, часто называемых распорными досками. В настоящем описании и в формуле изобретения два термина являются синонимами и различий между ними не делается. Траловые доски 10 представляют собой до некоторой степени, детально разработанные пластины, выполненные с возможностью перемещения по воде обычно в вертикальном положении под углом атаки к горизонтальному направлению поперек направления D буксировки таким образом, чтобы принудительно сдвигать их в сторону от траектории буксировки. Четыре угла переднего конца 6 сети 5, то есть соответствующие концы верхней и нижней подборы, формирующие верхний и нижний передние края 6а, 6b, соединяются с соответствующим тросом 9. Четыре троса 9, в свою очередь, парами соединяются с каждой из пар траловых досок 10. Каждая траловая доска 10, в свою очередь, выполнена с возможностью присоединения к буксировочному тросу 11, тянущемуся от буксировочного судна 4. Как указывалось выше, траловые доски 10 могут быть в той или иной степени детально разработаны, и могут, как это хорошо видно на фиг. 4, иметь сложную гидродинамическую форму для повышения стабильности в воде, повышения эффективности и уменьшения гидравлического сопротивления.
Как указывалось выше, на современном уровне техники некоторые рыбы могут покинуть трал 1, даже если трал 1 буксируется с корректной скоростью, траекторией и глубиной для захвата стаи рыб 8, идентифицированной и найденной гидролокатором буксировочного судна 4.
Для того чтобы избежать этого, в рамках настоящего изобретения предлагается виртуальное расширение трала 1 путем акустических средств. Было обнаружено, что звуковые сигналы на заданных частотах и уровнях звукового давления пугают рыбу 8 и заставляют ее быстро изменять направление передвижения.
В соответствии с этим в рамках настоящего изобретения предложен трал 1 с направленными акустическими излучателями 13, которые выполнены с возможностью излучения звукового сигнала в согласованных направлениях, обычно смежных с огибающей сети, то есть - для создания звуковых барьеров 12 для рыбы 8, формирующих, по меньшей мере частично, коническую воронку в направлении устья сети 5 и совмещенную с этим устьем. Для ясности не все звуковые барьеры представлены на фиг. 1-3.
Главным образом эти направленные акустические излучатели 13 выполнены с возможностью излучения звукового сигнала в прямом направлении, под углом к направлению D. Этот угол в целом может соответствовать углу огибающей сети в переднем конце 6 по отношению к направлению буксировки, то есть проходить по касательной таким образом, чтобы формировать плавный переход из сети 5 к ее виртуальному расширению. Очевидно, что угол может быть больше или меньше. Преимущественной является установка акустических излучателей 13 на верхней и/или нижней подборе для излучения под большим углом, поскольку диапазон распространения звукового сигнала является конечным и сигнал с расстоянием ослабляется до уровня, который более не в состоянии напугать рыбу 8. Путем использования большего угла звуковой сигнал излучается в направлении, которое отличается более коротким расстоянием до поверхности или дна. Звуковые барьеры 12 для рыбы 8, таким образом, могут лучше охватывать всю толщу воды, от дна 3 до поверхности 2, и, следовательно, предотвращать прохождение рыбы над и под тралом 1. В том, что касается углов, следует отметить, что звуковой сигнал излучается как расходящиеся пучки, обычно конической формы, и предполагается, что угол должен представлять собой угол средней линии пучка относительно направления D буксировки. Предпочтительно устанавливать несколько направленных акустических излучателей 13 на верхней подборе, которые, как видно на фиг. 1 и 3, все излучают параллельно в одном общем направлении. Таким же образом, как можно видеть на фиг. 1 и 3, также предпочтительно использовать несколько направленных акустических излучателей 13 на нижней подборе.
Поскольку, как указывалось выше, диапазон звукового сигнала ограничен, преимущественно акустические излучатели 13 следует размещать на траловых досках 10, которые находятся впереди сети 5. Таким образом, в результате размещения акустических излучателей 13, излучающих в прямом направлении под углом к поперечному направлению, на траловых досках 10 звуковые барьеры 12 для рыбы 8 расширяются на расстояние между передним концом 6 сети 5 до траловых досок 10, то есть, примерно, на длину тросов 9. Это расстояние обычно составляет от 150 м до 200 м для трала 1 с сетью 5 длиной 200 м, высотой 100 м и шириной 150 м.
Очевидно, что продвижение направленных акустических излучателей 13 в прямом направлении, как описано выше, потенциально оставляет зазор в звуком барьере 12 за каждой из траловых досок 10. Этот зазор может простым образом закрываться с использованием дополнительных направленных акустических излучателей 13 на траловых досках 10, на которых дополнительные направленные акустические излучатели 13 выполнены с возможностью излучения звукового сигнала по направлению к переднему концу 6 сети 5, в частности, - по направлению к боковым сторонам, сформированным между концами верхней подборы и соответствующими концами нижней подборы, формирующими верхние и нижние передние края 6а, 6b, как описано выше. То есть, звуковой сигнал излучается в обратном направлении под углом к направлению буксировки в направлении по меньшей мере некоторых из одного или более передних концов мешковидной сети 5 из дополнительных направленных акустических излучателей 13, установленных на траловых досках 10. Эти дополнительные излучатели 13 могут располагаться по центру, на или совместно с перегородкой 14 траловой доски 10, или, как показано на фиг. 4, в непосредственной близости от нее. Очевидно, что зазор также закрывается направленными акустическими излучателями 13 (не показанными на чертеже) на переднем крае переднего конца 6 мешковидной сети 5, излучающими по направлению траловых досок 10.
Направленные акустические излучатели 13 в сети 5 предпочтительно представляют собой модульные автономные подвесные устройства, прикрепленные к сети, однако очевидно, что они могут быть интегрированы в траловые доски 10, как показано на фиг. 4. Очевидно, что при необходимости на траловых досках 10 может устанавливаться или интегрироваться большее количество направленных акустических излучателей 13, излучающих в прямом направлении, направленных акустических излучателей на переднем крае 15 траловых досок 10, например, совместно с перегородкой 14, упомянутой выше, или в непосредственной близости с ней, как показано на фиг. 4.
Если автономные подвесные устройства не интегрированы в траловые доски 10, то они могут представлять собой герметичные подвесные устройства размером с пивную банку, способные выдерживать внешнее давление на глубине погружения трала. Подвесные устройства содержат электронные схемы для генерации сигналов для преобразователей направленных акустических излучателей. Они также содержат отсек для источника питания. Срок службы набора щелочных элементов (D-LR20), например набора из трех элементов, составляет более 10 часов, что соответствует продолжительности тралового лова.
Звуковой сигнал предпочтительно излучается с перерывами для экономии электроэнергии и продления срока работы батареи. Предпочтительно, звуковой сигнал излучается со скважностью 10% и полусекундным периодом, то есть излучение выполняется в течение 500 мс с 450 мс интервалом молчания. Безусловно, возможны изменения, однако очевидно, что длительность молчания не должна позволять испуганной рыбе 8 восстановиться, проплыть через звуковой барьер 12 и оказаться вне воронки в следующий период излучения звукового сигнала. На типичных скоростях тралового лова разновидностей рыбы 8, которую требуется поймать, период молчания не должен превышать 1 секунду. Таким образом, в целом акустические излучатели 13 выполнены с возможностью излучения сигнала со скважностью в диапазоне 5-50%, предпочтительно 10%, и с периодом менее 1 секунды, предпочтительно 0,5 секунды, в зависимости, помимо прочего, от разновидностей рыбы 8, которую требуется поймать. Громкость звука превышает 200 дБ SPL в центральной линии пучка.
Различные разновидности рыбы 8 отличаются различной старт-реакцией, и, таким образом, в зависимости от разновидности рыбы 8, которую требуется поймать, излучаемый звуковой сигнал может отличаться. Старт-реакции, например, исследуются в статье "Startle response of captive North Sea fish species to underwater tones between 0.1 and 64 kHz." (старт-реакция разновидностей рыб, пойманных в Северном море, на подводные тональные сигналы в диапазоне от 0,1 до 64 кГц), Kastelein, Ronald А. и др., Marine Environmental Research 65, том 2008, стр. 369-377, Elsevier. URL: <http://www.sciencedirect.com/science/ article/pii/S0141113608000056>. Звуковой сигнал может представлять собой чистый тон на требуемой частоте или может охватывать диапазон частот. Если охватывается диапазон частот, то звуковой сигнал может представлять собой качание частоты в течение периода излучения, например импульс с линейной частотной модуляцией или ультразвуковой импульс, или он может представлять собой одновременное излучение всех или нескольких частот в диапазоне, то есть розовый или белый шум. Специалисту в этой области техники понятно, что существуют другие возможности и комбинации. Частоты предпочтительно выбираются для разновидности рыбы 8, которую требуется поймать, но в целом они находятся в диапазоне от 10 Гц до 50 кГц. В соответствии с представленным выше анализом предпочтительны более узкие диапазоны для ловли конкретных разновидностей рыбы 8 и для того, чтобы не расходовать батарейное питание при излучении звукового сигнала на посторонних частотах.
Таким образом, может оказаться полезным сужать интервал частот до 10 Гц - 4 кГц, 10 Гц - 2 кГц, 10 Гц - 400 Гц, 10 Гц - 250 Гц, 10 Гц -70 Гц или даже до 40 Гц - 70 Гц, для того чтобы включить диапазоны, в которых рыба 8, такая как атлантическая сельдь, ставрида, сайда, треска, толстогубая кефаль, морской окунь и другие разновидности рыбы 8, которая ловится тралом, проявляли свою акустическую чувствительность или старт-реакцию. Обнаружено, что атлантическая сельдь реагирует на чистые тона с частотой 4 кГц, и для лова атлантической сельди могут использоваться такие чистые тона, а не сигналы в частотном диапазоне. Адаптация подвесных устройств для этих различных звуковых сигналов выполняется просто: путем программирования внутреннего генератора сигналов, и сигнальный процессор может работать с использованием нескольких легко выбираемых, предварительно заданных диапазонов частот и/или режимов модуляции.
Настройка излучаемого звукового сигнала для конкретных разновидностей рыбы также потенциально уменьшает процент прилова, поскольку на различные разновидности рыбы, отличные от отлавливаемой, звуковой барьер может не воздействовать, и, следовательно, такая рыба может покидать трал 1.
Таким образом, посредством настоящего изобретения, описанного выше, разработан новый способ рыбной ловли, позволяющий, как указано выше, виртуально расширять трал для рыбы 8 с помощью звуковых барьеров 12.
Хотя приведенное выше описание основано на разноглубинном трале, специалисту в данной области техники понятно, что все признаки и общая идея, лежащая в основе изобретения, полностью применимы к тралам другого типа, таким как донный или бентический тралы, включая бим-тралы. Очевидно, что в этих вариантах осуществления настоящего изобретения акустические излучатели в нижней части трала 1 могут не использоваться.
Специалисту в данной области техники также должно быть понятно, что устройство и способ могут быть полностью применимы к любым разновидностям рыбы 8, подходящей для тралового лова и обладающей достаточной чувствительностью к звуку, для того чтобы испугаться. То есть, могут применяться не только указанные выше диапазоны частот, и ловиться могут не только указанные выше разновидности рыбы 8.