Способ оснащения трала акустическими приборами при работе в условиях отрицательной рефракции акустических колебаний Российский патент 2017 года по МПК A01K73/00 G01B17/00 

Изобретение относится к области рыбопромысловой техники, в частности к способам оснащения рыболовных судов наиболее распространенного в настоящее время тралового лова приборами для дистанционного измерения и контроля положения, параметров трала и рыбы в зоне его работы непосредственно во время траления (действия), а также к способам дистанционного управления параметрами траловой системы непосредственно с траулера.

В настоящее время широко используются такие способы, как с использованием передачи данных с трала по кабельной линии связи между тралом и траулером, так и с гидроакустической линией передачи указанных данных с трала на судно (бескабельные) как при пелагических, так и при донных тралениях (Сафронов В.А. Современные системы контроля орудий лова на судах Дальневосточного бассейна // Материалы международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы освоения биологических ресурсов Мирового океана». - Владивосток: Дальрыбвтуз, 2010, с. 229-231).

Развивается также направление создания аппаратуры управления параметрами траловых систем с рыболовного судна с помощью излучения гидроакустических сигналов, например, углами атаки траловых досок (Steerable trawl doors, Remote trawl door control - at last! Fishing News International, January 2009, 2010, s. 20, 21).

Основным недостатком способа оснащения бескабельными траловыми приборами контроля и управления, особенно при морских и океанических тралениях, является возможность ухудшения или даже пропадания приема данных с трала или отсутствие приема сигналов управления в траловой системе при отрицательной рефракции акустических лучей вследствие их изгибания вниз при уменьшении скорости звука с глубиной. В основном это имеет место в летнее время в умеренных и северных широтах северного полушария, а также и в умеренных и южных широтах южного полушария.

Технической задачей заявленного изобретения является создание способа позволяющего передавать акустические сигналы с трала на судно и обратно в условиях температурных вертикальных колебаний, создающих «отрицательную» рефракцию.

Летом, когда верхние слои воды имеют достаточно высокую температуру, быстро понижающуюся с глубиной, акустические лучи источника колебаний из-за отрицательных градиентов скорости звука, нередко резко отклоняются вниз - наблюдается так называемая «отрицательная» рефракция. Водная среда оказывается разделенной на две принципиально различные зоны: зону тени (на фиг. 1. Влияние гидрологических условий на распространение акустических колебаний с орудия лова на судно при отрицательной рефракции) и зону акустической освещенности. Нахождение приемников П₁, П₂, П₃ в зоне акустической освещенности или зоне тени зависит от расстояния до источников звука И₁, И₂, И₃ и от их положения по глубине.

Из фиг. 1 - акустически освещенные зоны показаны белым цветом, зоны тени - «мертвые» - штриховкой, можно видеть, что лишь в одной ситуации, а именно, при нахождении источника акустических колебаний (бескабельного прибора контроля трала) на небольшой глубине (И₁ фиг. 1а) и достаточно небольшом расстоянии между тралом и судном (П₀) приемная часть судовой аппаратуры будет находиться в освещенной зоне и будет осуществлен прием данных с трала. Аналогичная ситуация будет иметь место при излучении сигналов управления в зону траловой системы. При большей дистанции между тралом и судном (что может быть при реальных тралениях) приемная часть прибора (П^'₁, П^''₁) будет находиться в «мертвой - акустически неосвещенной» зоне - информация не будет принята и будет приниматься лишь в точке П^'''₁. При нахождении источника акустических колебаний на больших глубинах (фиг. 1б) данные с трала не будут приняты на судне при любых расстояниях между тралом и траулером (Тарасюк Ю.Ф., Серавин Г.Н. Гидроакустическая телеметрия. Ленинград, Изд-во «Судостроение», 1973, с. 176).

Это нередко вызывает у эксплуатационников сомнения в исправности аппаратуры, не вполне правильной установке приборов на трале, в недостатках ее электропитания от аккумуляторов или батарей.

Единственно возможным вариантом приема информации с трала в указанной ситуации может быть опускание приемного гидрофона на большую глубину, что связано с существенным усложнением бортовой аппаратуры и ее эксплуатации в реальных условиях промысла (так как приемные гидрофоны аппаратуры устанавливаются или в корпусе судна, или буксируются на небольшой глубине). Акустические сигналы управления с судна также не будут приниматься.

Поставленная задача решается в способе оснащения трала акустическими приборами при работе в условиях отрицательной рефракции акустических колебаний, включающем при передаче данных с трала на судно установку центрального тралового передатчика на верхней подборе трала и приемо-передающих блоков (трансляторов) на одном из траловых ваеров с направлением их излучения в сторону судна, причем каждый последующий блок от центрального тралового передатчика закрепляют с возможностью нахождения на меньших глубинах относительно друг друга, оставаясь в зонах акустической освещенности, пересекающих траловый ваер, а при передаче сигналов управления с судна в траловую систему приемо-передающие блоки (трансляторы) синхронизируют направление излучения от каждого последующего блока на большие глубины относительно друг друга, также оставаясь в зонах акустической освещенности, пересекающих траловый ваер.

Техническим результатом при осуществлении способа является создание устойчивой акустической связи во время промысла.

На фиг. 2 показана схема осуществления способа с лучевой картиной распространения акустических колебаний и нанесенными на нее положениями рыболовного трала, центрального тралового блока, траловых ваеров, траулера с приемным гидрофоном и судового передатчика, и блоками трансляции данных центрального тралового блока или сигналов управления судового передатчика, а именно трал 1, центральный траловый блок 2, траловые ваера 3, траулер 4, зона приемного гидрофона или передатчика сигналов управления в систему трала 5, зоны акустической освещенности 6 и блоки 7 трансляции данных центрального тралового блока 2. Зоны акустической тени заштрихованы.

Работа по предлагаемому способу осуществляется следующим образом. Промысловик устанавливает, на каких глубинах будет выполняться траление. Перед началом работы в районе лова, в летнее время, при применении предлагаемого способа строит картину распространения акустических лучей по глубине. В морских и океанических промысловых районах соленость воды известна и практически постоянна, поэтому профили скорости звука практически соответствуют профилям температуры. Зоны акустической тени на фиг. 1 и 2 заштрихованы.

На лучевую картину наносится положение трала, центрального тралового блока 2 (источника колебаний), траловых ваеров 3, траулера 4, зон акустической освещенности и зон акустической тени. Исходя из этого определяются места установки приемо-передающих блоков (трансляторов) 7 трансляции данных блока 2 на одном из ваеров таким образом, чтобы они находились на меньших глубинах относительно друг друга, но оставались в районах зон акустической освещенности, пересекающих траловый ваер. На фиг. 2 приведен соответствующий пример с тремя блоками трансляции 7, обеспечивающими надежную передачу информации данных блока 2 на траулер. При установке первого приемо-передающего блока трансляции 7 (левого на фиг. 2) на ваере 3 в зоне акустической освещенности 6 (которая уже будет ближе к поверхности воды), он принимает данные центрального тралового блока 2 и передает их в направлении второго (следующего) приемо-передающего блока трансляции 7, который также установлен на ваере 3 (зона акустической освещенности 6 для его положения будет еще ближе к поверхности воды) и т.д. Для показанного на фиг. 2 третьего приемопередающего блока трансляции 7 зона акустической освещенности 6 будет находиться уже у поверхности воды и информация центрального тралового блока 2 будет принята на борту траулера 4. Соответственно, при передаче сигналов управления в сторону трала верхняя граница зоны акустической освещенности 6 будет находиться ниже верхней границы зоны акустической освещенности 6 судового передатчика.

Способ включает установку центрального тралового передатчика на верхней подборе трала и приемо-передающих блоков на одном из траловых ваеров с направлением их излучения в сторону судна. Каждый последующий блок от центрального тралового передатчика закрепляют с возможностью нахождения на меньших глубинах относительно друг друга, оставаясь в зонах акустической освещенности, пересекающих траловый ваер. При передаче сигналов управления с судна в траловую систему приемо-передающие блоки синхронизируют направление излучения от каждого последующего блока на большие глубины относительно друг друга, также оставаясь в зонах акустической освещенности, пересекающих траловый ваер. Способ позволяет создать устойчивую акустическую связь во время промысла, в условиях температурных вертикальных колебаний, создающих «отрицательную» рефракцию. 2 ил.

Способ оснащения трала акустическими приборами при работе в условиях отрицательной рефракции акустических колебаний, включающий при передаче данных с трала на судно установку центрального тралового передатчика на верхней подборе трала и приемо-передающих блоков (трансляторов) на одном из траловых ваеров с направлением их излучения в сторону судна, причем каждый последующий блок от центрального тралового передатчика закрепляют с возможностью нахождения на меньших глубинах относительно друг друга, оставаясь в зонах акустической освещенности, пересекающих траловый ваер, а при передаче сигналов управления с судна в траловую систему приемо-передающие блоки (трансляторы) синхронизируют направление излучения от каждого последующего блока на большие глубины относительно друг друга, также оставаясь в зонах акустической освещенности, пересекающих траловый ваер.