СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ БУКСИРУЕМЫМ МОРСКИМ ОБЪЕКТОМ Российский патент 2023 года по МПК B63B21/66 G01V1/38 A01K75/00 A01K79/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Это изобретение касается системы и способа, посредством которых один или несколько буксируемых морских объектов могут управляться, что изложено в преамбулах пунктов 1 и 11 формулы изобретения. Морские объекты могут быть подводными объектами (например, тралами или морскими буксируемыми сейсмическими косами) или объектами, которые плавают на поверхности воды (например, баржи, плавучие платформы или корабли).

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Тралы обычно используют для вылова морской фауны и флоры различных видов и также для сбора других объектов на морском дне или вблизи него. В общем, и со ссылкой на фиг. 2, трал одного типа содержит воронкообразную мотню 1 из гибкого материала, имеющего сетчатую или ячеистую структуру, позволяющую проходить воде. Устье трала (передний конец) открыто и более узкий задний конец закрыт. Размер ячейки рассчитывается в соответствии с предполагаемой добычей. Трал обычно буксируется в воде одним или несколькими судами 2 (траулерами) и поддерживается на заданной глубине соответствующими балластными элементами. В одной конфигурации при донном тралении трал буксируется по морскому дну или вблизи него. В другой конфигурации при тралении на средней глубине (также известном как пелагическое траление) трал буксируется в свободной воде выше морского дна. При тралении на средней глубине вылавливается зоопланктон различных видов (такой как криль), пелагическая рыба, такая как анчоусовые, креветка, тунец и скумбрия, тогда как при донном тралении целевыми объектами являются донная рыба и полупелагическая рыба, такая как треска, палтус и морской окунь, а также другие объекты на морском дне.

Вертикальное расширение мотни (сети) трала обычно снабжено одним или несколькими плавучими элементами 10 в верхней области устья трала (на переднем конце) и одним или несколькими балластными элементами (грузами) 7 в нижней части устья трала или вблизи него. Горизонтальное расширение мотни трала обычно снабжено двумя траловыми досками 6, по одной на каждой стороне устья трала. Траловые доски имеют различные размеры и формы и рассчитаны на поддержание контакта с морским дном (при донном тралении) или поддержание на требуемой глубине моря. Траловые доски действуют, по существу, как крылья, имеющие форму и/или наклон (угол атаки), обеспечивающие гидродинамическую силу и поэтому поддерживают горизонтальное расширение. Для сохранения работоспособности буксирующее судно должно поддерживать некоторую скорость траловых досок и, следовательно, самого трала. Поэтому обычно имеется минимальная скорость, при которой трал может буксироваться и все же сохранять целостность и выполнять заданную задачу. Кроме того, эта минимальная скорость трала влияет на радиус поворота буксирующего судна. Слишком крутой поворот может приводить к потере скорости и разрушению трала.

В течение траления улов можно извлекать путем подъема трала на поверхность или на корабль или путем выкачивания улова на поверхность через шланг, который соединен с задним концом мотни трала. Один пример описан в документе WO 2018/174723, включенном в эту заявку путем ссылки. Последний из двух способов используется для извлечения, например, зоопланктона.

Другой пример обнаружен в документе NO 20181676, в котором описана траловая компоновка, содержащая траулер, узел мотни трала, соединенный с траулером некоторым количеством отдельно управляемых траловых соединений, таких как подходящие тросы, цепи или канаты, и по меньшей мере две внешние траловые доски, присоединенные по крайней мере косвенным путем к боковым краям (или вблизи них) узла мотни трала. Тралы хорошо известны в данной области техники и поэтому нет необходимости описывать их более подробно в этой заявке.

Кроме того, предшествующий уровень техники включает в себя документ WO 2014/122494 A1, в котором описана съемочная установка, имеющая по меньшей один съемочный кабель, при этом каждый съемочный кабель имеет проксимальный конец, прикрепленный к базовому судну, отдаленный конец, соединенный с по меньшей мере одним подводным буксирующим судном, и по меньшей мере одно съемочное устройство, соединенное со съемочным кабелем между проксимальным концом и отдаленным концом. В течение съемки съемочный кабель простирается в направлении, перпендикулярном к продольной оси базового судна. Съемочные кабели простираются на расстояние в сторону от базового судна, например, под ледяной шапкой, например под сплошным льдом или ледяным полем.

На фиг. 1 и 2 показан трал 1, имеющий две траловые доски 6 и буксируемый траулером 2 в массе воды W на расстоянии l₁ позади траулера и ниже водной поверхности S. Траловые доски 6 являются по существу аналогичными, но расположены для отклонения устья трала в противоположных направлениях. Применительно к этому описанию, трал и траловые доски могут рассматриваться как один блок, совместно называемый тралом. Траулер перемещается со скоростью v относительно воды и соединен с тралом (через посредство траловых досок) двумя траловыми тросами 3. Специалист в данной области техники должен понимать, что можно использовать большее количество или меньшее количество траловых тросов. Например, третий, промежуточный, траловый трос может быть добавлен для обеспечения поддержки шланга, простирающегося от заднего конца мотни трала до судна.

Траулер 2, трал 1 и траловые тросы 3a, b совместно образуют динамическую систему, в которой траловый трос (тросы) действуют по существу как пружина вследствие способности образовывать провисание. Траловые тросы могут исключать слабину, которая образуется вследствие относительного перемещения траулера и трала. На фиг. 2 провисание обозначено с и представляет собой отклонение траловых тросов от мнимой прямой линии L между траулером и тралом (в данном случае, траловыми досками).

В течение траления и особенно при тралении в среднем слое воды (пелагическом тралении) может возникать необходимость или желание поднять трал, находящийся в массе воды, с большей глубины до меньшей. В способах из предшествующего уровня техники это делают наматыванием тралового троса (тросов), при этом уменьшаются длина выпущенного тралового троса (тросов) и расстояние между траулером и тралом. В этом состоянии можно иметь намного меньшее провисание, а в экстремальных случаях оно отсутствует вовсе, вследствие чего фактически вся упругость (и следовательно, демпфирование) системы значительно уменьшается. Это может приводить к значительным динамическим нагрузкам на траулер, трал и трос (тросы) и являться причиной прекращения операции траления. Операция сматывания также включает в себя опасность запутывания тралового троса (тросов) в гребном винте или руле траулера. Кроме того, при сокращенном расстоянии расстановка траулера и трала является менее управляемой, особенно в течение поворотов. Наконец, особенно в случае траления криля или зоопланктона других видов, уменьшается расстояние между траулером и тралом, что делает необходимой перестановку упомянутого выше шланга между задним концом мотни трала и траулером.

Проблема, ассоциативно связанная с донным тралением, заключается в том, что траловые доски и иногда части трала волочатся по морскому дну, нанося значительный ущерб морской флоре и фауне на морском дне.

Предшествующий уровень техники включает в себя патентный документ GB 811853 A (опубликованный в 1959 году), в котором раскрыта изменяемая плавучая поплавковая конструкция, приспособленная быть буксируемой на переменных глубинах и к буксировке траловой сети. Поплавковая конструкция содержит по меньшей мере один резервуар, заполненный сжатым воздухом, по меньшей мере одну камеру, имеющую отверстия, через которые морская вода может входить или вытекать, средство для управляемого впуска и выпуска сжатого воздуха для изменения количества морской воды в камере и соответственно для регулирования плавучести поплавка и контейнер с сжатым воздухом, поддерживаемый поплавком и снабжающий средство впуска и выпуска воздуха. Контейнер с воздухом содержит клапан подачи воздуха и клапан выпуска воздуха, упруго нагруженные в сторону закрытого положения, при этом два клапана подсоединены для поочередного открывания и закрывания средством мотивации, состоящим из элемента, смещаемого диафрагмой, подвергаемой на одной стороне воздействию давления в камере и на другой стороне воздействию воздуха под давлением, изменяющимся в соответствии с заданной глубиной погружения. Количество морской воды в камере регулируется так, чтобы поплавок находился в равновесии и поплавок побуждался к подъему или погружению на новую требуемую глубину благодаря вытеканию морской воды или втеканию ее через отверстия. Равновесие вновь восстанавливается на новой глубине благодаря вытеканию морской воды, которая втекла, или наоборот.

Тралом другого вида является бим-трал, в котором горизонтальное расширение мотни трала обеспечивается балкой, обычно расположенной горизонтально в воде. Хотя в бим-трале не используются траловые доски, несколько проблем, описанных выше, также относятся к тралу этого вида.

Поэтому имеется необходимость в системе, посредством которой вертикальное положение объекта, буксируемого в массе воды, может регулироваться, без недостатков, связанных с предшествующим уровнем техники.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение изложено и охарактеризовано в основном пункте формулы изобретения, тогда как в зависимых пунктах описаны другие характеристики изобретения.

Таким образом, предложена система управления для буксируемого объекта в или на поверхности массы воды, в которой один или несколько буксировочных элементов простираются между объектом и буксирующим судном, отличающаяся тем, что один или несколько балластных элементов с возможностью перемещения соединен с соответствующим одним из одного или нескольких буксировочных элементов и управляемо перемещаем по меньшей мере на расстояние по своему соответствующему буксировочному элементу.

По меньшей мере один балластный элемент и/или буксируемый объект могут/может содержать средство измерения и обнаружения для определения расстояния до морского дна. В одном варианте осуществления система управления содержит управляющее устройство, посредством которого положение балластного элемента на буксировочном элементе может регулироваться. Грузовой элемент может быть соединен с балластным элементом и может простираться на расстояние от него к морскому дну.

Буксируемый объект может быть тралом с траловыми досками, удлиненным объектом, таким как кабель или вертикальная труба, или чем-либо подобным и может содержать плавучие элементы, вследствие чего буксируемый объект может иметь нейтральную плавучесть. Буксируемый объект может быть судном, буксируемым на поверхности воды.

В одном варианте осуществления буксируемый объект и/или по меньшей мере один из балластных элементов содержат/содержит средство измерения и обнаружения, выполненное с возможностью определения расстояния между упомянутым средством и морским дном, и средство измерения и обнаружения выполнено с возможностью осуществления связи с передатчиком/приемником на отдаленном конце, передатчик/приемник выполнен с возможностью осуществления связи с блоком управления, блок управления выполнен с возможностью осуществления связи с устройством для управления положением по меньшей мере одного балластного элемента. Блок управления может содержать программируемый блок управления.

Кроме того, предложен способ управления буксируемым объектом в или на поверхности массы воды, отличающийся тем, что управляемо перемещают один или несколько балластных элементов, каждый из которых соединен с соответствующим одним из буксировочных элементов, простирающихся между буксируемым объектом и буксирующим судном, по меньшей мере на расстояние по своему соответствующему буксировочному элементу для управления провисанием буксировочного элемента. Индивидуальные балластные элементы можно регулировать индивидуально, чтобы корректировать, сохранять или же изменять геометрию буксируемого объекта, и при этом буксируемый объект представляет собой трал. В одном варианте осуществления перемещением одного или нескольких балластных элементов управляют на основании информации, обеспечиваемой средством измерения и обнаружения, выполненным с возможностью определения расстояния между упомянутым средством и морским дном. Расстояние может быть задано заранее и введено в блок управления.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Эти и другие характеристики изобретения станут понятными из нижеследующего описания, приведенного в качестве не ограничивающего примера, при обращении к сопровождающим схематичным чертежам, на которых:

фиг. 1 - перспективный вид, иллюстрирующий в целом буксируемый объект (трал), буксируемый на расстоянии позади буксирующего судна (траулера) в массе воды, согласно предшествующему уровню техники;

фиг. 2 - вид сбоку, иллюстрирующий в целом трал, буксируемый на расстоянии позади траулера в массе воды, согласно предшествующему уровню техники, и также иллюстрирующий провисание в воде тралового троса;

фиг. 3 - вид сбоку, иллюстрирующий в целом трал, буксируемый на расстоянии позади траулера в массе воды, и иллюстрирующий возможность регулирования провисания тралового троса посредством балластного элемента;

фиг. 4 - перспективный вид, соответствующий фиг. 3;

фиг. 5 - увеличенный вид участка А из фиг. 3;

фиг. 6 и 7 - схематичные виды сбоку вариантов осуществления изобретения;

фиг. 8 и 9 - схематичные виду сбоку вариантов осуществления изобретения, в которых буксируемый объект представляет собой буксируемую сейсмическую косу;

фиг. 10 - схематичный вид сбоку варианта осуществления изобретения, в котором буксируемый объект представляет собой объект, волочимый или перемещаемый по морскому дну;

фиг. 11 - схематичный вид сверху смещенного трала;

фиг. 12 - схематичный вид сверху траулера и трала, осуществляющих поворот;

фиг. 13 и 14 - схематичные виды сверху буксируемого на поверхности объекта с показом использования изобретения для регулирования провисания буксировочного элемента;

фиг. 15 - схематичный вид сбоку варианта осуществления изобретения;

фиг. 16 - схематичный вид сбоку варианта осуществления изобретения, иллюстрирующий конфигурацию и, в частности измеряющее расстояние оборудование; и

фиг. 17 - структурная схема, иллюстрирующая способ регулирования буксируемого объекта.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТА ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

В нижеследующем описании могут использоваться термины, такие как «горизонтальный», «вертикальный», «поперечный», «туда и обратно», «вверх и вниз», «верхний», «нижний», «внутренний», «внешний», «передний», «задний» и т.д. Эти термины обычно относятся к видам и ориентациям, показанным на чертежах, и ассоциативно связаны с обычным использованием изобретения. Термины используются только для удобства читателя и не должны считаться ограничивающими.

Теперь первый вариант осуществления будет описан со ссылкой на фиг. 3-5. Трал 1, имеющий две траловые доски 6, буксируется траулером 2 в водной массе W на расстоянии позади траулера и ниже водной поверхности S. В показанном варианте осуществления имеются по существу аналогичные две траловые доски 6, но расположенные для отклонения устья трала в противоположных направлениях. Обозначения a, b, c и т.д. после позиции в дальнейшем будут использоваться при необходимости указания отличия одного элемента от другого.

Сам траулер описан в общих чертах выше с обращением к фиг. 2 и, кроме того, хорошо известен в данной области техники. Применительно к этому описанию трал и траловые доски в совокупности можно рассматривать как одно целое, собирательно называемое тралом или буксируемым объектом. Траулер движется со скоростью v относительно воды и соединен с тралом (в данном случае через посредство траловых досок) посредством буксировочных устройств 3, в данном случае в виде двух траловых тросов 3, по одному для каждой траловой доски. Специалисту в данной области техники должно быть понятно, что можно использовать большее количество или меньшее количество буксировочных устройств. Например, третий, промежуточный, траловый трос может быть добавлен для обеспечения поддержания шланга, простирающегося от заднего конца мотни трала до судна. Изобретение не ограничено количеством буксировочных устройств, траловых досок, видом трала или количеством тралов.

Как описывалось выше, траулер 2, трал 1, траловые доски 6 и траловые тросы 3 совместно образуют динамическую систему, в которой траловые тросы по существу действуют как пружины вследствие возможности образования провисания их и трения между тросами и водой. Траловые тросы (один трос, например в случае бим-трала, или несколько тросов) выбирают слабину, которая в противном случае образуется вследствие относительного перемещения траулера и буксируемого объекта (в данном случае трала). Однако для управления и увеличения этого провисания система управления содержит балластный элемент 4, расположенный с возможностью перемещения на каждом буксировочном элементе 3 (в данном случае на траловом тросе). Двунаправленной стрелкой М на фиг. 5 показано такое перемещение. Балластный элемент 4 может быть массивным грузом или любым другим сплошным объектом, имеющим отрицательную плавучесть, подходящую для предполагаемого применения. Балластный элемент может иметь гидродинамическую благоприятную форму для минимизации гидродинамического сопротивления. Балластный элемент может также содержать средство для управления его тяжестью. Балластный элемент может быть соединен с буксировочным элементом посредством коробки, имеющей колеса, ролики (непоказанные) или что-либо подобное. Позицией 5 обозначен кабель управления, посредством которого положение балластного элемента 4 на траловом тросе 3 можно регулировать. Кабель 5 может быть соединен с лебедочным средством (не показанным на фиг. 3-5) на судне (траулере) 2. При вытягивании кабеля 5 управления балластный элемент 4 будет подниматься в воде и тем самым будет уменьшаться провисание, а при травлении кабеля управления балластный элемент 4 будет опускаться глубже в воду (вследствие его отрицательной плавучести) и тем самым будет возрастать провисание.

Поэтому при погружении балластного элемента 4, как это показано на фиг. 5, провисание c значительно возрастает по сравнению с провисанием в конфигурации из предшествующего уровня техники (фиг. 2) и участок буксировочного элемента 3, который простирается между балластным элементом 4 и тралом, обозначенный 3' на фиг. 3-5, является по существу горизонтальным. Поэтому трал (траловые доски и трал) практически не подтягиваются вверх, а глубиной погружения трала можно управлять, посредством регулирования балластных элементов 4.

Система управления согласно изобретению позволяет значительно снижать скорость траления без опасности нарушения целостности трала. Кроме того, пониженная скорость траления является предпочтительной при тралении криля и другого зоопланктона.

Следует понимать, что система управления согласно изобретению также пригодна для бим-трала, в котором плавучие элементы 10 в верхней области устья трала (переднего конца) и траловые доски 6 заменены плавучей балкой (непоказанной), имеющей, например, диаметр 1 м и длину 30 м (но без ограничения этими значениями), то есть в основном горизонтальной и поперечной относительно устья мотни трала.

Теперь второй вариант осуществления изобретения будет описан со ссылкой на фиг. 6 и 16. Если не указано иное, признаки и аспекты, описанные выше со ссылкой на фиг. 3-5, также могут использоваться во втором варианте осуществления, а варианты осуществления могут быть объединены. В данном случае трал 1 снабжен плавучими элементами 22, а траловая доска 6 содержит плавучую камеру 21. Плавучие элементы 22 и плавучая камера 21 могут быть регулируемыми и управляемыми, чтобы трал и траловые доски имели нейтральную плавучесть. Кроме того, плавучесть можно регулировать так, чтобы она была незначительно положительной, вследствие чего трал может быть поднят на поверхность воды при подъеме балластного элемента (элементов) 4 к поверхности. Это может быть сделано без наматывания на барабан тралового троса.

Балластный элемент 4 или коробка, соединяющая его с траловым тросом 3, снабжена измеряющим расстояние устройством 73, излучающим и принимающим сигналы 11 для определения расстояния до морского дна В. Измеряющие расстояния устройства (например, эхолот или гидролокатор) хорошо известны в данной области техники и поэтому нет необходимости описывать их в дальнейшем. Сигналы 11 могут передаваться к системе управления (не показанной на фиг. 6 и 16) на борту судна 2 и положение (то есть, глубина погружения) балластного элемента 4 может управляться на основе измеренного расстояния до морского дна. Поскольку трал и траловые доски являются нейтрально плавучими и тем самым уравновешенными в массе воды, расстоянием h до морского дна можно управлять путем регулирования балластных элементов 4. Таким образом, контактные силы между буксируемым объектом и морским дном могут быть минимизированы или исключены.

Что касается теперь фиг. 16 и 17, то измеряющее расстояние устройство 80; 80' может быть прикреплено к тралу 1 и/или траловой доске 6 или в дополнение к упомянутому выше измеряющему расстояние устройству 73 на балластном элементе 4, или вместо него, и выполнено с возможностью излучения и приема сигналов 11 для определения расстояния между буксируемым объектом (тралом и/или траловой доской) и морским дном В. Сигналы, содержащие информацию о расстоянии (показанные стрелкой 12 на фиг. 6), могут быть переданы к системе 71 управления на борту судна 2. Система управления выполнена с возможностью управления действием кабеля (кабелей) 5 управления балластными элементами, в результате чего расстоянием между буксируемым объектом и морским дном можно управлять и корректировать. Это схематично иллюстрируется структурной схемой на фиг. 17, где позицией 73 обозначено измеряющее расстояние устройство на балластном элементе 4, а позициями 80, 80' обозначено измеряющее расстояние устройство на траловой доске и трале. Следует понимать, что трал и траловую доску можно рассматривать как один объект, при этом, как пояснялось выше, конец может быть заменен любым другим буксируемым объектом (например, бим-тралом).

Расстояние, определяемое между буксируемым объектом и морским дном, передается посредством сигнала 11 к передатчику/приемнику 70 (например, к приемопередатчику или любому другому передающему/приемному устройству, известному в данной области техники) на судне 2. Приемопередатчик 70 передает информацию о расстоянии к блоку 71 управления, который использует эту информацию для передачи сигналов управления на лебедку 61 тралового троса и/или на лебедку или другое устройство 72, управляющее положением балластного элемента (элементов) 4. Таким образом, траловый трос 3 и/или кабель 5 управления могут приводиться в действие входным сигналом, поступающим от измеряющего расстояние устройства 80; 80'. Кроме того, блок 71 управления может быть соединен с двигателем судна и/или средством 75 управления рулем, вследствие чего скоростью и/или направлением судна можно будет управлять на основании измеренных данных с буксируемого объекта.

Блок 71 управления может содержать программируемый блок управления (ПБУ), вследствие чего оператор может вводить требуемое расстояние (между буксируемым объектом и морским дном) в программируемый блок управления и поэтому программируемый блок управления будет так управлять устройством 72, регулирующим балластный элемент (элементы) и/или буксируемый объект, что это заданное требуемое расстояние будет поддерживаться автоматически на основании информации, обеспечиваемой сигналами 11.

Кроме того, буксируемым объектом можно управлять на основании результата измерения глубины погружения, обеспечиваемого бортовым измеряющим расстояние оборудованием судна (эхолотом, гидролокатором и т.д.) 74.

Обратимся опять к фиг. 16, где расстояние l₁ между судном и буксируемым объектом может быть значительным, например приблизительно 1000 м. Расстояние l_b между балластным элементом 4 и буксируемым объектом также может быть значительным, например приблизительно 300-500 м. Поэтому в одном режиме работы расстояние до морского дна, определяемое измеряющим расстояние оборудованием 74 на борту судна, может быть использовано для регулирования глубины погружения буксируемого объекта путем управления балластным элементом (элементами), и/или тросом буксируемого объекта, и/или двигателем судна. Блок 71 управления может также содержать пропорционально-интегрально-дифференциальный контроллер (ПИД-контроллер) или аналогичное устройство, вследствие чего входные данные от любого из блоков 80, 80', 73, 74 измеряющего расстояния оборудования, выбираемого по желанию, могут быть использованы для управления буксируемым объектом. Следует отметить, что другие датчики (непоказанные), например температуры, течения, скорости, могут быть встроены в блок управления, а данные от них использованы в качестве параметров при управлении буксируемым объектом.

Связь между устройствами, показанными на фиг. 17, может быть осуществлена любым способом, известным в данной области техники, проводным или беспроводным.

Поэтому устройство, показанное на фиг. 16 и 17, может быть использовано в качестве системы управления сбалансированным тралом или другим объектом. Устройство 74 содержит инструменты, выполненные как часть корабля (судна), обычно эхолот, гидролокаторы или инструмент другого вида, посредством которого можно видеть дно и положение судна, рыбы или криля, или объектов в море. Устройство 73 содержит инструмент, встроенный в балластный элемент, который используется для регулирования буксируемого объекта (например трала). Он выдает сигнал обратной связи в ответ на эксплуатацию балластного элемента или основных лебедок трала. Устройство 80 и/или 80' содержит инструмент, который выдает сигнал обратной связи о том, как буксируемый объект реагирует, на основании положения балластного элемента или работы лебедки трала.

Блок 71 управления содержит компьютерную программу, которая принимает данные от датчиков 80, 80', 73, 74 и работает с этими данными. Эта программа делает возможной хорошо управляемую работу трала. Это делает возможным нахождение его вблизи морского дна и поддержание постоянного расстояния от морского дна при любых условиях буксировки. При этом снижается возможность любого физического контакта с морским дном и поэтому любого повреждения морским дном. Кроме того, может быть исключено повреждение траловой сети.

Эта система может быть приведена в режим «блуждания», в котором конкретный диапазон глубин, в котором трал должен работать, задается, например, в пределах от 400 до 800 м. Внутри этого окна компьютерная система управления лебедкой также должна быть способной принимать решение относительно точности данных гидролокатора или эхолота о положении трала, чтобы оптимизировать потенциал вылова (рыбы, криля и т.д.). Кроме того, системой можно управлять вручную.

Система управления может отслеживать любой заданный параметр, относящийся к глубине моря или расстоянию до морского дна, и способна активно принимать решение и определять положение трала. Система управления получает сигнал обратной связи от любого одного или от всех датчиков и устройств и активно управляет как лебедками трала, так и лебедкой для балластного элемента, чтобы уравновешивать трал.

Теперь третий вариант осуществления изобретения будет описан со ссылкой на фиг. 7 и 15. Если не указано иное, признаки и аспекты, описанные выше со ссылкой на фиг. 3-6, также могут использоваться в этом третьем варианте осуществления, а варианты осуществления могут быть объединены. В данном случае балластный элемент 4 или коробка, соединяющая его с траловым тросом 3, снабжена массивным грузовым объектом 24 (или другой массой твердого вещества), прикрепленным к соединительному элементу 23 (например, к цепи, канату, тросу или объекту с аналогичной функцией). Массивный грузовой объект 24 может быть снабжен колесами или роликами для минимизации трения относительно морского дна. Длина е соединительного элемента 23 может быть выбрана такой, при которой буксируемый объект, который уравновешен в воде, поддерживается выше морского дна В на минимальном расстоянии h. Объект 24 может иметь форму салазок и, как показано на фиг. 15, может быть расположен вместе с соответствующими соединительными элементами также ниже траловой доски и трала. Кроме того, трал может содержать секции (непоказанные) и объекты 24, а соединительные элементы 23 могут быть расположены ниже каждой такой секции.

Теперь четвертый вариант осуществления изобретения будет описан со ссылкой на фиг. 8 и 9. Если не указано иное, признаки и аспекты, описанные выше со ссылкой на фиг. 3-7, также могут использоваться в этом четвертом варианте осуществления, а варианты осуществления могут быть объединены. В данном случае трал и траловые доски, описанные выше, заменены морской буксируемой сейсмической косой 30, имеющей плавучие элементы 22. Хотя на фиг. 8 показана только одна буксируемая сейсмическая коса, следует понимать, что несколько буксируемых сейсмических кос 30 могут буксироваться соответствующим количеством буксировочных устройств (тросов) 3, провисанием которых, как описано выше, управляют путем регулирования индивидуальных балластных элементов 4. Отклоняющие устройства (непоказанные), аналогичные траловым доскам, описанным выше, также могут быть использованы для образования расстановки буксируемых сейсмических кос, которая является хорошо известной в данной области техники. Кроме того, на фиг. 8 показан вариант балластного элемента 4', который имеет форму, обеспечивающую хорошие гидродинамические характеристики. Этот вариант также может использоваться в других вариантах осуществления. Поэтому система управления согласно изобретению облегчает буксировку расстановки буксируемых сейсмических кос на требуемой (и постоянной) глубине, значительно ниже водной поверхности S. Тем самым подверженность влиянию ветра, волн и других погодных условий на поверхности снижается или даже исключается. Это изобретение не ограничено буксируемыми сейсмическими косами, а также применимо к другим буксируемым объектам. Примерами таких буксируемых объектов являются кабели, трубопроводы, шланги, шлангокабели, вертикальные трубы, используемые в нефтяной промышленности, и т.д.

Теперь пятый вариант осуществления изобретения будет описан со ссылкой на фиг. 10. Если не указано иное, признаки и аспекты, описанные выше со ссылкой на фиг. 3-9, также могут использоваться в этом пятом варианте осуществления, а варианты осуществления могут быть объединены. В данном случае буксируемый объект представляет собой объект 50, который волочат по морскому дну. Этот проволакиваемый объект 50 может быть плугом, скребком или коллекторным контейнером, используемым, например, для сбора объектов с морского дна. Одним возможным применением такого проволакиваемого объекта является добыча минералов. Путем регулирования длины е и/или управления балластным элементом 4 на буксировочном приспособлении 3 (тросе, канате или чем-либо аналогичным) угол α наклона участка 3“ буксировочного приспособления, который простирается между балластным элементом 4 и буксируемым (проволакиваемым) объектом, может быть изменен, вследствие чего будет повышаться или уменьшаться направленная вниз сила, прилагаемая буксируемым объектом 50 к морскому дну. Хотя на фиг. 10 показан только один буксируемый объект 50, следует понимать, что, как описано выше, несколько объектов 50 могут буксироваться посредством нескольких буксировочных устройств 3 (тросов).

На фиг. 11 и 12 показаны два примера, иллюстрирующие использование системы регулирования согласно изобретению для управления тралом или аналогичным буксируемым объектом. На фиг. 11 впуск трала смещен. Это смещение может быть скорректировано путем перемещения одного балластного элемента 4а к тралу и/или перемещения другого балластного элемента 4b к буксирующему судну 2, что показано стрелками. Поэтому в общем случае геометрией трала можно управлять путем регулирования балластных элементов 4. Следует понимать, что тот же самый принцип применяется к расстановке буксируемых сейсмических кос.

На фиг. 12 показано использование системы управления согласно изобретению для управления тралом или аналогичным буксируемым объектом в течение поворота. Когда буксирующее судно 2 отклоняется от прямого курса (обозначенного пунктирными линиями) и входит в поворот, внутренний (относительно поворота) балластный элемент 4а опускается в воду (отодвигаясь от судна) и внешний балластный элемент 4b поднимается (придвигаясь к судну). Балластные элементы могут использоваться для дифферентовки трала до и в течение поворота и тем самым могут предохранять его от сплющивания или смещения. При такой системе управления скорость судна может быть снижена и поворот может быть более крутым по сравнению с использованием систем из предшествующего уровня техники. Следует понимать, что аналогичный способ применим для расстановки буксируемых сейсмических кос.

Хотя система управления согласно изобретению была описана выше в контексте управления погруженными буксируемыми объектами, она также применима для управления буксируемыми объектами, которые плавают на поверхности воды, такими как баржи, плавучие платформы, корабли или другие плавающие суда. Примеры таких применений показаны на фиг. 13 и 14, где буксируемый на поверхности объект 20 буксируется буксирующим судном 2 посредством буксировочного устройства 3. Следует понимать, что можно использовать несколько буксировочных устройств. Буксировочное устройство 3 может быть стальным тросом, цепью, синтетическим канатом или чем-либо аналогичным. Регулируемый (подвижный) балластный элемент 4 используется для управления провисанием буксировочного приспособления. Балластный элемент 4 может иметь форму, которая обеспечивает хорошие характеристики гидродинамического демпфирования. Следует понимать, что глубокое провисание (показанное на фиг. 14) предотвращает кавитацию.

Изобретение касается системы и способа, посредством которых могут управляться один или несколько буксируемых морских объектов. Морские объекты могут быть подводными объектами (например, тралами или морскими буксируемыми сейсмическими косами) или объектами, которые плавают на поверхности воды (например, баржи, плавучие платформы или корабли). Система управления для буксируемого объекта (1; 6; 20; 30; 50) в или на поверхности массы воды содержит один или несколько буксировочных элементов (3), простирающихся между объектом (1) и буксирующим судном (2). Один или несколько балластных элементов (4) соединены с возможностью перемещения с соответствующим одним из одного или нескольких буксировочных элементов (3) и управляемо перемещаемы по меньшей мере на расстояние по своему соответствующему буксировочному элементу. Буксируемым объектом (1) можно управлять путем перемещения одного или нескольких балластных элементов (4) на буксировочном элементе (3) для управления провисанием (с) буксировочного элемента (3). Индивидуальные балластные элементы (4) можно регулировать индивидуально, чтобы корректировать, сохранять или же изменять геометрию трала. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 17 ил.

1. Система управления для буксируемого объекта (1; 6; 20; 30; 50) в или на поверхности массы воды, в которой один или несколько буксировочных элементов (3) простираются между объектом (1) и буксирующим судном (2), отличающаяся тем, что

- один или несколько балластных элементов (4) соединены с возможностью перемещения с соответствующим одним из одного или нескольких буксировочных элементов (3) и управляемо перемещаемы по меньшей мере на расстояние по своему соответствующему буксировочному элементу (3), и

- управляющее устройство (5) для управления положением балластного элемента на буксировочном элементе (3).

2. Система управления по п. 1, в которой по меньшей мере один балластный элемент (4) и/или буксируемый объект содержат/содержит средство (80) измерения и обнаружения для определения расстояния до морского дна (В).

3. Система управления по п. 1 или 2, в которой управляющее устройство (5) содержит кабель управления, соединенный с лебедочным средством на судне (2).

4. Система управления по любому одному из пп. 1-3, содержащая также грузовой элемент (24), соединенный с балластным элементом (4) и простирающийся на расстояние (е) от по меньшей мере балластного элемента (4) к морскому дну.

5. Система управления по любому одному из пп. 1-4, в которой буксируемый объект представляет собой трал (1) с траловыми досками (6).

6. Система управления по любому одному из пп. 1-4, в которой буксируемый объект представляет собой удлиненный объект.

7. Система управления по п. 6, в которой удлиненный объект представляет собой сейсмическую косу (30) или кабель, трубопровод, шланг, шлангокабель или вертикальную трубу, используемые в нефтяной промышленности.

8. Система управления по любому одному из пп. 1-4 или 7, в которой буксируемый объект содержит плавучие элементы (22), вследствие чего буксируемый объект имеет нейтральную плавучесть.

9. Система управления по любому одному из пп. 1-4, в которой буксируемый объект представляет собой судно (20), буксируемое на поверхности (S) воды.

10. Система управления по любому одному из пп. 1-9, в которой буксируемый объект и/или по меньшей мере один из балластных элементов содержат/содержит средство (80) измерения и обнаружения, выполненное с возможностью определения расстояния между упомянутым средством и морским дном (В), и средство (80) измерения и обнаружения выполнено с возможностью осуществления связи с передатчиком/приемником (70) в отдаленном месте, передатчик/приемник (70) выполнен с возможностью осуществления связи с блоком (71) управления, блок (71) управления выполнен с возможностью осуществления связи с устройством (72) для управления положением по меньшей мере одного балластного элемента (4).

11. Система управления по п. 10, в которой блок (71) управления содержит программируемый блок управления (ПБУ).

12. Способ управления буксируемым объектом (1) в или на поверхности массы воды, отличающийся тем, что управляемо перемещают один или несколько балластных элементов (4), каждый из которых соединен с возможностью перемещения с соответствующим одним из буксировочных элементов (3), простирающихся между буксируемым объектом и буксирующим судном (2), по меньшей мере на расстояние по своему соответствующему буксировочному элементу для управления провисанием (с) буксировочного элемента (3).

13. Способ по п. 12, в котором индивидуальные балластные элементы (4) регулируют индивидуально, чтобы корректировать, сохранять или же изменять геометрию буксируемого объекта, и при этом буксируемый объект представляет собой трал.

14. Способ по п. 12 или 13, в котором перемещением одного или нескольких балластных элементов (4) управляют на основании информации, обеспечиваемой средством (80) измерения и обнаружения, выполненным с возможностью определения расстояния между упомянутым средством и морским дном (В).

15. Способ по п. 14, в котором расстояние задают заранее.