Трёхмерные схематизации траловой системы.
Появление математических моделей тралов с пространственным изображением передней части было вызвано необходимостью установить взаимосвязь между вертикальным и горизонтальным раскрытием устья трала. При этом, в трехмерной модели учитывается как наличие физических связей боковых подбор с верхней и нижней, так и особенности распределения силы сопротивления траловой системы по узловым точкам устья трала. Дверник А.В., Долин Г.Н. [4] предложили пространственную схему, в соответствии с которой устьевая часть пелагического трала изображена 4-мя подборами одинаковой длины S (рис. 4.6. а).
Предполагается, что под действием сил натяжения, подборы принимают форму близкую к цепной линии. При дальнейшем изображении передней части трала в проекциях, силы оснастки верхней и нижней подбор, приложены авторами в точках соединения голых концов и кабелей. Это упрощение приводит к тому, что верхняя и нижняя подборы располагаются в плоскостях, образованных попарно верхними и нижними топенантами, и в проекциях на плоскость ZОX не изображаются (рис. 4.7.).
Вертикальное раскрытие устья трала определяется разностью координат Z точек С и D. В принятой изначально пространственной схеме, центры подбор располагаются на конусной поверхности, и в проекции на плоскость XОZ (рис 4.6. б) изображаются отдельно от топенантов, и вертикальное раскрытие устья соответствует расстоянию между центрами верхней и нижней подбор. Сделанные упрощения расчетной схемы не оговорены авторами и созданная математическая модель, на наш взгляд не соответствует принятой первоначально пространственной схеме. Это ставит под сомнения адекватность найденной авторами связи сил оснастки и параметров раскрытия трала. В.И. Габрюк [3] применил более точное изображение трала в проекциях (рис. 4.8). Образующими оболочки трала AE, DB являются не топенанты, а проекции плоскостей, в которых расположены подборы трала.
Для определения параметров кабелей Габрюк использует понятие одинарного кабеля, под которым понимается линия равнодействующей натяжений верхнего и нижнего кабелей. По его же утверждению понятие одинарного кабеля имеет смысл только тогда, когда верхний и нижний кабели находятся в одной плоскости. Следовательно, при общепринятой для разноглубинных тралов 4-х угольной схеме кабельного вооружения, когда на ориентацию кабелей влияют как отношение сил и QHK, так и крен доски, понятие одинарного кабеля не всегда применимо. В связи с этим возникают ограничения и по применению расчетной модели в целом. Значительного числа недостатков, выявленных в предыдущих моделях, лишены математические модели конфигурации траловых систем, предложенные В.П.Карпенко [7]. Они основаны на пространственных схемах, в которых передняя часть трала изображается 4-мя топенантами и 4-мя подборами, для схематизации которых приемлем любой вариант, описанный для плоских схем.
Как базовую рассмотрим V–образную схему 3VC1 (рис. 4.9.), в которой кабельная оснастка схематизируется в виде 4-х тяжелых нерастяжимых стержней. Передняя часть представлена 9-ю узловыми точками: ВВ – вершины крыльев верхней подборы; ВН – вершины крыльев нижней подборы; СВ – центр верхней подборы; СН – центр нижней подборы; Е – центры боковых подбор; А – точка схождения топенантов трала, в которых шарнирно связаны между собой конструктивные элементы в виде невесомых стержней, длина которых: l3 – длина топенанта; 2l4 – длина верхней подборы; 2l5 – длина боковой подборы. На систему действуют внешние силы: RTM – сила сопротивления мешка трала; n×RTП – доля силы сопротивления сетной оболочки трала приходящаяся на одну узловую точку устья трала. Устье трала образовано восьмью узловыми точками, следовательно . PП – подъемная сила оснастки верхней подборы; RП – сила сопротивления оснастки верхней подборы; PН– потопляющая сила оснастки верхней подборы; RН –сила сопротивления оснастки нижней подборы; GГ – потопляющая сила углубителя. На кабели и ваера действуют следующие внешние силы: R1X , R2ВX , R2НX – силы сопротивления ваера, верхнего и нижнего кабелей соответственно; G1 , G2В , G2Н – гидродинамические потопляющие (подъемные) силы ваера, верхнего и нижнего кабелей соответственно; GD – сила веса траловой доски; RX – сила сопротивления траловой доски; RY – распорная сила траловой доски. Сетная оболочка трала представляет собой пирамидальную поверхность, боковыми ребрами которой являются топенанты. Таким образом, в данной схеме реализовано условие взаимосвязанности вертикального и горизонтального раскрытий устья трала. Как результат расчета мы будем иметь данные о форме и ориентации следующих элементов трала: верхней, нижней и боковых подбор, топенантов, тралового мешка, кабельной оснастки и траловых досок. Получив, на основании этих данных площадь устья и углы атаки всех пластей трала можно приступить к оценке эффективности работы трала и промысловой системы в целом. Значительным преимуществом схем В.П.Карпенко является то, что математические модели для их расчёта могут быть построены на простых уравнениях статики механических систем, и при этом позволят определить конфигурацию траловой системы с учетом значительного числа влияющих переменных.
©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|