АКУСТИЧЕСКИЙ КОНЦЕНТРАТОР РЫБЫ

Техническое решение относится к области рыбопромысловой техники, в частности к устройствам для тралового лова рыбы.
Известны траловые системы [1, 2, 3, 4, 5, 6], состоящие из сетевого трала и буксируемого за его концевой (кутковой) частью на короткой стропке с вертлюгом вращающегося носителя аппаратуры, получившего название «Акустический концентратор рыбы» (далее - концентратор рыбы или концентратор).
Прототипом полезной модели может служить концентратор рыбы, приведенный в первом из этой серии траловых систем патенте РФ №2007077, 15.06.92 г. (028498). Трал для лова рыбы. В последующих патентах устройство концентратора не раскрывается.
На рис.1 (фиг.1) изображен внешний вид концентратора рыбы, на фиг.2 - схема работы концентратора в составе тралового комплекса [1].
В процессе буксировки сетевого трала 8 носитель 1 вращается со скоростью со под воздействием встречного потока на лопасти 4, а антенна 3 излучает акустические сигналы определенного типа и формы в направлении, зависящем от угла конической части носителя 2, где размещена антенна, вследствие этого в водной среде формируется протяженное вращающееся акустическое поле 11 по форме кругового (пустотелого) конуса, охватывающего устьевую часть сетевого трала 8 и зону перед тралом по курсу и горизонту движения последнего. Эта зона является продолжением устья сетевого трала, внутри нее происходит удержание и концентрация рыбных скоплений 12 с нарастающей плотностью по мере сближения с сетевым тралом за счет уменьшения сечения ограждаемой зоны с последующим захватом их сетевым тралом.
Из фиг.1 следует, что устройство прототипа имеет все необходимые внешние элементы (прочный корпус 1 со стабилизирующим кольцом 5, антенну 3, лопасти 4, вертлюг 7 с буксировочной стропкой 6), однако использовать его в промысловых условиях не представляется возможным по следующим причинам:
- отсутствует возможность изменять угол наклона антенны для обеспечения необходимого охвата акустическим полем разных по габаритам сетевых тралов;
- одностороннее воздействие на рабочую плоскость антенны давления водной среды с увеличением глубины хода трала существенно снижает ее эффективность;
- нерегулируемые по углу разворота лопасти в виде пластин, приваренных к наружной поверхности корпуса, увеличивают его прочность, но не позволяют менять скорость вращения носителя при использовании концентратора на промыслах различных видов рыб, например, при лове быстроходных видов - ставриды, скумбрии, скорость хода сетевого трала должна быть 6-7 узлов, а трески, пикши - 3-4 узла. Кроме этого лопасти на поверхности корпуса носителя с винтовой направленностью создают опасность запутывания с сетью трала при постановке и выборке носителя в штормовых условиях;
- отсутствует возможность оперативной перенастройки рабочих режимов концентратора, например, изменения программ акустических сигналов или скорости вращения концентратора в условиях быстроменяющейся промысловой обстановки.
Таким образом, целью предлагаемой полезной модели является улучшение гидродинамических, технических и эксплуатационных характеристик.
Поставленные цели достигаются тем, что концентратор рыбы для тралового промысла выполнен из двух частей прочного корпуса цилиндрической формы, внутренняя стенка которого имеет ряд шпангоутов, торцы корпуса снабжены крышками, а на хвостовой части размещен кольцевой стабилизатор, вторая часть представляет быстросъемный обтекатель, состыкованный заподлицо с обводами прочного корпуса, содержит буксировочный рым с вертлюгом и буксировочную стропку, в носовой части сферы выполнено зарешеченное окно, напротив которого в П-образном проеме кронштейна, приваренного к крышке прочного корпуса, размещена антенна так, что в исходном положении ее продольная ось направлена в центр окна, причем нижняя часть антенны шарнирно сочленена с центром радиуса поворота, находящегося в одной плоскости с продольной осью носителя, что соответствует начальному углу разворота антенны; на боковой стенке кронштейна выполнены установочные отверстия с шагом 10°, а на стенке антенны соответствующие углубления, выбор угла разворота антенны осуществляется совмещением определенных отверстий и углублений с фиксацией специальным штырем; в полости кольцевого стабилизатора размещены лопасти, один край которых имеет осевое соединение с корпусом носителя и стабилизирующим кольцом, а второй, нижний край, имеет штыри, утопленные в шаблонный паз дополнительного кольца, при повороте последнего все лопасти разворачиваются на необходимый угол относительно образующих поверхностей носителя с последующей фиксацией кольца; внутри прочного корпуса размещены аккумулятор и аппаратурный блок, содержащий электросхемы: установки режима работы концентратора, установки программных сигналов и установки уровня мощности излучаемых антенной акустических сигналов; фланец блока пристыкован к специальному шпангоуту прочного корпуса для отвода тепла от нагрева работающих электроэлементов, выходы электросхем соединены электрически с соответствующими переключателями, например, галетного типа, размещенными на внутренних стенках крышек прочного корпуса, их подвижные оси выведены на поверхность крышек с обеспечением герметичности прочного корпуса известными средствами и с возможностью доступа к ним, вокруг выводов осей нанесены цифровые шкалы.
Антенна выполнена по т.н. «скомпенсированному» типу, параметры которой сохраняются независимо от давления внешней среды.
На рис.2 изображена структурная схема заявляемой полезной модели (концентратор рыбы), состоящая из следующих частей и элементов:
Прочного корпуса 1 с рядом шпангоутов 2 и двух крышек 3, обеспечивающих работу аппаратуры в условиях больших давлений водной среды на глубинах 1000 м и более. Кольцевого гидродинамического стабилизатора 4, обеспечивающего устойчивость хода носителя при буксировке за центром кутковой части сетевого трала. Быстросъемного обтекателя 5, кронштейна 6, на котором установлена гидроакустическая антенна 7 с возможностью пошагового 10°-градусного изменения ее угла наклона относительно продольной оси носителя. Решеточного окна 8, выполненного способом сверления отверстий в стенке обтекателя 5, обеспечивающего прохождение акустических сигналов, излучаемых антенной 7. Буксировочного рыма с вертлюгом 9 и стропкой 10, длиной 12-15 м. Лопастей 11, обеспечивающих вращение носителя при буксировке за сетевым тралом встречным потоком, с возможностью изменения угла их разворота в диапазоне 0°-45° посредством дополнительного кольца 12, что изображено на развернутом виде 13. Внутри прочного корпуса размещены аккумулятор 14 и аппаратурный блок 15, содержащий электросхемы: установки режима работы концентратора 16, установки программных сигналов 17, установки уровня мощности излучаемых антенной акустических сигналов 18. Фланец блока 15, пристыкованный к специальному шпангоуту 19 обеспечивает отвод тепла на прочный корпус от нагрева работающих электроэлементов. Выходы электросхем соединены электрически с соответствующими переключателями галетного типа 20, 21, 22, поворотные оси которых выведены на поверхность крышек прочного корпуса, позволяют оперативно производить регулировку основных параметров концентратора без вскрытия носителя. Поз. 23 обозначен разъем для подключения к аккумулятору зарядного устройства. Поз. 24 обозначен гидростатический переключатель (он же и ручной), включающий и отключающий электропитание концентратора при постановке и выборке трала при достижении глубины 40-50 м. Поз. 25 обозначен вторичный источник питания.
Положительная плавучесть носителя составляет 3-5 кг, а буксировочное сопротивление в водной среде - в среднем 40 кг, что подтверждается результатами испытаний экспериментального образца концентратора рыбы. Подробности далее.
Работу полезной модели можно описать на примере подготовки устройства к проведению тралений.
Носитель устанавливается на подставку, например, деревянную с двумя ложементами под диаметры прочного корпуса и стабилизирующего кольца, и разворачивается в положение, как показано на рис.2.
Работа производится в следующей последовательности:
- Проверка и регулировка поворотного устройства антенны.
Снимается обтекатель 5 и производится пошаговый 10°-градусный разворот антенны 7. По предстоящей схеме тралений определяется и устанавливается необходимый угол разворота антенны с фиксацией ее в этом положении.
- Проверка и регулировка устройства разворота лопастей.
Ослабляется крепеж дополнительного кольца 12, при повороте которого вокруг прочного корпуса все лопасти должны одновременно разворачиваться в диапазоне углов 0°-45. Если известно, что скорость буксировки сетевого трала максимальная, устанавливается максимальный угол. В этом положении восстанавливается крепеж кольца.
- Проверка электроакустической части концентратора.
Производится зарядка аккумулятора 14 через разъем 23 и подача элетропитания на аппаратурный блок 15 переключателем 24. По цифровой шкале (отмечены штрихами) поочередно устанавливается четыре режима работы концентратора: донно-придонное траление, приповерхностное траление и разноглубинное траление.
Далее производится проверка функционирования схемы выбора программ акустических сигналов путем поочередного изменения положений переключателя 21. В каждом положении переключателя на антенне должны прослушиваться звуковые сигналы.
Переключатель 22 последовательно устанавливается в три положения, при этом должны прослушиваться на антенне звуковые сигналы различной интенсивности.
По окончании работы аппаратурный блок отключается от источника электропитания, а обтекатель устанавливается на носитель.
Принцип действия данного концентратора в составе сетевого трала ни чем не отличается от приведенного на рис.1 (фиг.2).
Таким образом, поставленные цели по совершенствованию концентратора рыбы достигаются за счет:
- Плавных обводов корпуса носителя, размещения лопастей в хвостовой части, совмещения вертлюга с буксировочным рымом и стропкой длиной порядка 15 м, положительной плавучести носителя 3-5 кг и буксировочным сопротивлении, составляющим в среднем 40 кг, что позволяет при рыскании кутковой части сетевого трала сглаживать колебания носителя и, тем самым, обеспечивать устойчивость его хода в створе сетевого трала.
- Технических возможностей по оперативной перенастройке основных рабочих параметров устройства без вскрытия корпуса носителя, а именно: вида траления, программных сигналов, мощности излучаемых антенной акустических сигналов, что упрощает плавсоставу судна отслеживать промысловую ситуацию и принимать соответствующие решения в условиях ежесуточных вертикальных миграций рыбных скоплений.
- Выбора способа проведения перенастройки рабочих параметров устройства посредством трех переключателей на корпусе носителя по цифровой шкале, что позволяет передать эту простейшую функцию траловой команде по указаниям с капитанского мостика.
Совершенствование концентратора рыбы проводилось в процессе испытаний экспериментальных образцов на промыслах ряда стайных рыб, результаты которых реализованы в итоговом образце концентратора АКРУ-1000. Информационный проспект прилагается.
Источники информации.
1. Трал для лова рыбы. Патент РФ №2007077, 1994.
2. Устройство для тралового лова рыбы. Патент РФ №2048095, 1995.
3. Устройство для тралового лова рыбы. Патент РФ №2134508, 1995.
4. Акустический концентратор для тралового лова рыбы. Патент РФ №2169465, 2001.
5. Трал для лова рыбы Б.Н.Тимина. Патент РФ №2185729, 2002.
6. Трал Тимина для лова рыбы в придонной зоне. Патент РФ №2239998, 2004.