Введение Кошельковый невод - одно из самых популярных орудий лова, но механика невода изучена недостаточно. Среди главных вопросов, необходимость изучения которых очевидна, следует отметить вопрос о скорости погружения нижней подборы. Исследованиям механики кошелькового невода посвящены работы Ф. И. Баранова, Н. Н. Андреева, Н. Н. Виноградова, В. Н. Войниканиса-Мирского, А. Л. Фридмана, М. М. Розенштейна, Ю. Б. Юдовича, Н. Л. Великанова и ряда других авторов [1-8]. Благодаря их исследованиям были получены формулы для определения времени и скорости погружения нижней подборы кошельковых неводов без учета бокового течения. Целью нашего исследования являлся анализ экспериментальных данных процесса погружения нижней подборы при боковом течении. Методика проведения экспериментов При разработке моделей кошелькового невода требовалось определить значения сплошности F0 различных натурных неводов, применяемых на практике в разных промысловых зонах. Для расчета сплошности F0 были рассчитаны средневзвешенные значения шага ячеи, диаметра нитки, коэффициентов посадки (табл. 1). Таблица 1 Расчет сплошности кошельковых неводов Невод Шаг ячеи а, м Диаметр нитки d · 10-3, м Сплошность F0 Коэффициенты посадки ux uy 564 × 123 м (пр. 214.000) 0,017 1,082 0,128 0,661 0,75 615 × 112 м (пр. 248.000) 0,016 1,08 0,135 0,689 0,724 811 × 240 (пр. 278.000) 0,017 1,209 0,142 0,697 0,717 756 × 180 (пр. 279.000) 0,016 1,212 0,152 0,701 0,713 756× 220 (пр. 281.000) 0,018 1,225 0,136 0,703 0,711 790 × 230 (пр. Эстрыбпром) 0,017 1,199 0,146 0,608 0,794 740 × 200 0,017 1,8 0,217 0,748 0,664 740 × 225 0,013 1,087 0,163 0,701 0,714 Раскрой натурных кошельковых неводов был взят из справочника «Орудия лова, применяемые на судах Западного бассейна» [9], отчетов «Определение скорости погружения кошельковых неводов» [10] и «Исследование гидродинамических сил, действующих на кошельковый невод» [11]: Основой при постройке моделей послужил отчет натурных испытаний 014-119-000 кошелькового невода размерами 740 × 225 по чертежу 014-93-100 [10]: Длина верхней подборы, м ...........................................................................................................................................703,0 Длина нижней подборы, м ............................................................................................................................................882,0 Максимальная высота невода в жгуте, м ....................................................................................................................225,0 Загрузка нижней подборы (штатная), кг ...................................................................................................................2199,0 Загрузка нижней подборы (с дополнительными грузилами), кг ...........................................................................2888,0 При разработке моделей кошелькового невода использовалась теория подобия и размерностей А. А. Недоступа [12]. Для проведения экспериментов было построено 3 модели кошелькового невода (табл. 2). Таблица 2 Основные характеристики моделей кошелькового невода* Модель Lж, м Hж, м Lв.п, м Hп, м a, мм d, мм ux uy F0 1 10 2,1 7 1,5 10,0 1,16 0,7 0,714 0,210 2 6,0 0,4 0,133 3 10,0 0,95 0,190 * Lж - длина верхней подборы в жгуте; Hж - высота невода в жгуте; Lв.п - длина верхней подборы в посадке; Hп - высота невода в посадке. Сетематериал для моделей выбирался с учетом разной сплошности. Для моделей было рассчитано две загрузки, всего загрузок было три: 0Т (без загрузки - 0 кг), 1Т (стандартная загрузка - 0,241 кг), 1,5Т (загрузка, увеличенная по сравнению со стандартной на 50 %, - 0,317 кг). Погружения неводов проводились в гидроканале ОАО «МариНПО», построенном в 1979 г. специально для экспериментов в области гидромеханики орудий промышленного рыболовства (рис. 1). Рис. 1. Гидроканал ООО «МариНПО» в разрезе Для замета использовалась специальная поворотная установка. Поворачивая установку вокруг вертикальной оси, можно расположить первую лопатку в любой точке траектории замета модели невода. В качестве характерной траектории замета берется окружность. На экспериментальной установке для исследования работы кошельковых неводов первая лопатка соответствует носу, последняя лопатка - корме промыслового судна (рис. 2). Рис. 2. Заметная площадка Процесс замета осуществлялся по направлению течения, время замета моделей составляло 2 секунды. Для фиксации процесса погружения была установлена камера, в дальнейшем по видеозаписям определялась глубина погружения нижней подборы модели невода (рис. 3). Рис. 3. Погружение модели кошелькового невода Заметы проводились как на спокойной воде, так и на течении со скоростью потока 0,2; 0,3 и 0,4 м/с (рис. 4). Рис. 4. Модель кошелькового невода на течении Результаты экспериментов изображены на графиках зависимости глубины погружения моделей от времени при загрузке нижней подборы 0Т, 1Т, 1,5Т без течения и с течением Vт: 0,2; 0,3 и 0,4 м/с (рис. 5-7). На рис. 5 показаны результаты погружения модели 1. а б в Рис. 5. График зависимости H = f(Vт) при загрузке: а - 0Т; б - 1Т; в - 1,5Т На рис. 6 показаны результаты погружения модели 2. а б в Рис. 6. График зависимости H = f(Vт) при загрузке: а - 0Т; б - 1Т; в - 1,5Т На рис. 7 показаны результаты погружения модели 3. а б в Рис. 7. График зависимости H = f(Vт) при загрузке: а - 0Т; б - 1Т; в - 1,5Т Анализ полученных зависимостей показал следующее. 1. Скорость и глубина погружения при экспериментальных заметах моделей без загрузки (0Т) практически не различаются. 2. При увеличении загрузки на 50 % (с 1Т до 1,5Т) скорость погружения увеличивается в среднем на 25-27 %. 3. При увеличении загрузки на 50 % (с 1Т до 1,5Т) глубина погружения увеличивается в среднем на 13 % при Vт = 0,2 м/с, на 25 % - при Vт = 0,3 м/с, на 26 % - при Vт = 0,41 м/с. 4. Глубина погружения нижней подборы модели различается в зависимости от Vт: при Vт = 0,2 м/с - на 10-16 %, при Vт = 0,3 м/с - на 14-30 %, при Vт = 0,4 м/с - на 20-50 %. Заключение Для экспериментальных исследований процесса погружения нижней подборы кошелькового невода в гидроканале ОАО «МариНПО» было построено 3 модели. Заметы проводились как на спокойной воде, так и на течении со скоростью потока 0,2; 0,3 и 0,4 м/с. По результатам экспериментов были сделаны следующие выводы: - при экспериментальных заметах моделей без загрузки (0Т) скорость и глубина погружения практически не различаются; - при увеличении загрузки на 50 % (с 1Т до 1,5Т) скорость погружения увеличивается в среднем на 25-27 %; - при увеличении загрузки на 50 % (с 1Т до 1,5Т) глубина погружения увеличивается в среднем на 13 % при Vт = 0,2 м/с, на 25 % - при Vт = 0,3 м/с, на 26 % - при Vт = 0,41 м/с; - глубина погружения нижней подборы модели различается в зависимости от Vт: при Vт = = 0,2 м/с - на 10-16 %, при Vт = 0,3 м/с - на 14-30 %, при Vт = 0,4 м/с - на 20-50 %. Полученные экспериментальные данные будут необходимы в дальнейшем для вывода зависимости времени погружения нижней подборы кошелькового невода от течения.