Траловая доска с ускорителем потока для увеличения подъемной способности
Изобретение относится к области водного транспорта и касается вопроса буксировки тралового оборудования с использованием траловых досок. Раскрыта траловая доска (37), содержащая ускоритель (8) потока и перекрывающуюся последовательность из нескольких очень тонких подводных крыльев (2), при этом ускоритель (8) потока, выполненный в виде толстого подводного крыла с внутренней полостью (32), является аэродинамически неэффективным сам по себе с объемной относительной толщиной, большей чем 24%, и выполнен расположенным существенно ниже задней части траловой доски (37) таким образом, чтобы ускоритель (8) потока образовывал конструктивно связанную интегрированную часть с подводными крыльями (2), и воздействовал на расположенный выше по течению поток, нагнетая его в область (28) ускоренной скорости выше по потоку от ускорителя (8) потока и к стороне (31) давления траловой доски (1), так что поток является предварительно ускоренным перед прохождением через каналы (29) траловой доски между подводными крыльями (2). Кроме того, раскрыты некоторые способы применения такой траловой доски (37). Изобретение обеспечивает улучшение эксплуатационных характеристик траловой доски. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 21 ил.
Настоящее изобретение относится к траловой доске для использования при траловом лове.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Траловые доски используются попарно в качестве буксируемых связанных тросом элементов между судном и тралом. Они действуют как крыльевые секции, которые обеспечивают направленные наружу боковые подъемные силы при буксировке через воду. Эти боковые силы открывают устье трала в боковом направлении. Вертикальное открытие трала обычно обеспечивается за счет использования плавучести и гравитационных элементов на самом трале.
Траловые доски использовались в течение многих десятилетий и первоначально были плоскими пластинами с тщательно расположенными кронштейнами и отверстиями для крепления тросов и выборов регулировки. Современные траловые доски спроектированы как крыльевые секции с преимущественно, - но не полностью, - постоянным сечением вдоль размаха. «Размах» обозначает длину траловой доски, то есть вертикальное расстояние от нижней торцевой пластины до верхней торцевой пластины при использовании для нормальной работы. «Хорда» означает самое длинное расстояние от передней части к задней части в горизонтальной плоскости сечения при использовании для нормальной работы. Соотношение между размахом и хордой, также называемое «коэффициентом пропорциональности», варьируется от близкого к единице для донных траловых досок, к соотношению между размахом и хордой от 1,5 до 1,9 для полу пелагических траловых досок, и примерно до 3 для пелагических (средне водных) траловых досок.
В плоскости, перпендикулярной направлению размаха, двумерное сечение современных траловых досок представляет собой многоэлементную конфигурацию подводного крыла, выполненную в виде перекрывающейся последовательности отдельных подводных крыльев, расположенных одно за другим, для использования, так называемого эффекта закрылка, известного из аэродинамической теории. То же вид подводного крыла/аэродинамического профиля в перекрывающейся последовательности известен из других областей технологии, где требуются очень высокие подъемные силы, в частности, многоэлементных крыльях на коммерческих самолетах, где предкрылок передней кромки и два закрылка задней кромки выходят из основного крыла во время взлета и посадки. Геометрически, отдельные подводные крылья на современных траловых досках чаще всего представляют собой изогнутые плоские пластины, иногда называемые односторонними подводными крыльями, но также могут быть сформированы как тонкие аэродинамические профили.
Современные траловые доски разработаны и изготовлены в виде последовательности расположенных по размаху секций. Расположенные по размаху секции соединены торцевыми пластинами секции. Торцевая пластина приложена также к верхнему и нижнему торцу траловой доски. Маленькая траловая доска может состоять только из одной расположенной по размаху секции с двумя торцевыми пластинами (по одной на каждом торце). Большие траловые доски будут состоять из двух расположенных по размаху секций с тремя торцевыми пластинами (одной внутренней и по одной на каждом торце) или с тремя расположенными по размаху секциями с четырьмя торцевыми пластинами (двумя внутренними и по одной на каждом торце) или даже большим количеством расположенных по размаху секций.
Очень часто, если имеется более одной расположенной по размаху секции, промежуточные секции не будут присоединяться к торцевым пластинам перпендикулярно, а с небольшим углом отклонения, так что достигается симметричная V-образная форма. Если 180 градусов соответствуют прямой траловой доске без V-образной формы, то обычно используются приблизительно 170 градусные V-образные формы, то есть, по существу, прямые траловые доски, но с небольшим углом отклонения в 10 градусов между нижней концевой секцией и верхней концевой секцией. Когда это расположение под углом рассматривается в качестве «V-образного», тогда сторона гидродинамического разрежения всегда находится над «V», а сторона гидродинамического давления всегда находится ниже «V». Торцевые пластины секции не имеют гидродинамической цели, но добавляют прочность и жесткость к траловой доске, тем самым, обеспечивая целостность конструкции.
Часто, расположенные по размаху секции подводного крыла являются приваренными к торцевым пластинам секции, но также существуют фланцевые решения с болтовыми соединениями. В дополнение к торцевым пластинам секции, одно, два или более конструктивных ребер жесткости часто используются во внутренней части каждой расположенной по размаху секции. Эти конструктивные ребра жесткости являются планарными с торцевыми пластинами секции, то есть выровненными с потоком, но с меньшей толщиной материала. Конструктивные ребра жесткости поддерживают расположенную по размаху секцию подводных крыльев конструктивно и предотвращают их изгиб (также известный как искривление) при действующих гидродинамических нагрузках.
Желаемыми качествами рабочей траловой доски являются:
a) Высокая подъемная сила на площадь, то есть высокий коэффициент подъемной силы для эффективного расширения большого трала. Допустимый размер траловой доски является ограниченным из-за ограничений по весу и обслуживанию. Таким образом, компактная генерирующая подъемную силу траловая доска будет характеризоваться большим коэффициентом подъемной силы.
b) Высокое гидродинамическое качество. Минимизация сопротивления снижает расход топлива. Следует отметить, что сопротивление на траловую доску представляет собой сумму вязкостного сопротивления и сопротивления давления. Сопротивление давления составляет:
1) интеграл нормального давления от потока, проходящего по конфигурации подводного крыла, который является довольно постоянным при углах установки до 30-40 градусов. При более высоких углах установки выше 40 градусов происходит срыв потока, тем самым, резко увеличивая сопротивление давления, и
2) индуцированное сопротивление от расположенных по размаху концов траловой доски. Поскольку соотношение между размахом и хордой, также называемое «коэффициентом пропорциональности» траловых досок является очень низким, 1,1-3,0, завихрения, распространяющиеся от кончиков (концов), создают пропорционально большое индуцированное сопротивление, которое при нормальных условиях эксплуатации оценивается примерно 80% от общего сопротивления от траловой доски.
c) Динамическая устойчивость траловой доски при любых условиях эксплуатации. Более высокий коэффициент пропорциональности траловых досок имеет меньший коэффициент индуцированного сопротивления, но более склонен к динамической неустойчивости. В настоящее время используемые коэффициенты пропорциональности от 1,1 (донная траловая доска) до 3,0 (пелагическая траловая доска) представляют собой компромисс между динамической стабильностью и минимизацией индуцированного сопротивления.
Недостатком современных траловых досок является то, что более высокие коэффициенты подъемной силы не достигаются. Низкий коэффициент подъемной силы должен затем быть компенсирован путем увеличения плоской поверхности траловой доски. Плоская поверхность вычисляется как размах, умноженный на хорду. Крупногабаритные траловые доски являются неудобными из-за увеличения стоимости, веса и эксплуатационных ограничений, таких как доступное пространство, на задней части корпуса судна, которое является положением покоя для траловых досок.
Другим недостатком современных траловых досок является то, что датчики для угловых отклонений, т.е. крена, высоты и рыскания, датчики для измерения расстояния между двумя траловыми досками во время работы и, возможно, датчики для измерения вертикального расстояния до морского дна, все расположены прилегающими к гидродинамическим поверхностям, таким образом, они неизбежно частично перекрывают поток текучей среды, тем самым, уменьшая подъемную способность и увеличивая сопротивление.
В US 2012/174464 A1 раскрывает пример траловой доски, известной в данной области техники, которая считается относительно эффективной.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задачей изобретения является обеспечение решения, преодолевающего некоторые из недостатков решений, известных в данной области техники, как описано выше. Это достигается за счет использования предпочтительной техники для увеличения подъемной силы, гидродинамического качества, динамической устойчивости и создания доступного пространства полости внутри траловой доски.
Изобретение использует новую аэродинамическую особенность, ускоритель потока, который увеличивает ускорение потока по стороне разрежения траловой доски, тем самым, создавая большую подъемную силу на площадь. Изобретение дополнительно вводит использование внутренней полости ускорителя потока для улучшения динамической устойчивости траловой доски и для выделения пространства для технологического оборудования.
Настоящее изобретение относится к траловой доске, содержащей перекрывающуюся последовательность из нескольких очень тонких подводных крыльев, причем траловая доска дополнительно содержит ускоритель потока, выполненный в виде толстого подводного крыла с передней кромкой и задней кромкой, и внутреннюю полость, содержащую расположенную по размаху верхнюю внутреннюю полость и расположенную по размаху нижнюю внутреннюю полость, причем ускоритель потока является аэродинамически неэффективным сам по себе с объемной относительной толщиной, то есть соотношением между протяженностью линии толщины и протяженностью линии хорды больше, чем 24%, при этом площадь поперечного сечения ускорителя потока является на по меньшей мере один порядок величины большей, чем площадь поперечного сечения каждого из подводных крыльев обычной части траловой доски, причем протяженность линии хорды ускорителя потока составляет менее 80%, предпочтительно, менее 65% от общей протяженности линии хорды траловой доски, и при этом ускоритель потока выполнен расположенным существенно ниже задней части траловой доски, таким образом, чтобы ускоритель потока образовывал конструктивно связанную интегрированную часть с подводным крылом, причем ускоритель потока воздействует на расположенный выше по течению поток, нагнетая его в область ускоренной скорости выше по потоку от ускорителя потока и к стороне давления обычной части траловой доски, так что поток предварительно ускоряется перед прохождением через каналы обычной траловой доски между подводными крыльями.
Ускоритель потока согласно настоящему изобретению концептуально сопоставим с турбонагнетателем двигателя, где поступающий воздух двигателя предварительно сжимается, так что сжатие двигателя увеличивается, а механическая работа, обеспечиваемая процессом сгорания посредством рабочего цикла, увеличивается. Функция ускорителя потока должна действовать в качестве препятствия для потока со стороны давления последовательности подводных крыльев обычной траловой доски, и геометрически создавать канал сужения основного впуска, так называемую область ускоренного потока, через которую поток будет направляться. Дополнительно, в основном впускном канале поток будет разветвляться на несколько суживающихся каналов обычной траловой доски. Таким образом, частица текучей среды, проходящая через траловую доску, будет испытывать первоначальное предварительное ускорение в ускоряющей поток области, обусловленное ускорителем потока, а затем окончательное ускорение при прохождении одного из суживающихся каналов обычной траловой доски. На каждом этапе ускорения, давление будет уменьшаться в соответствии с формулой Бернулли, утверждающей, что увеличение скорости текучей среды происходит одновременно с уменьшением давления, и при этом изменение давления изменяется пропорционально квадрату изменения скорости. Таким образом, более высокое общее ускорение текучей среды поверх и через траловую доску приведет к более высокой разнице давления между стороной низкого давления и верхней стороной разрежения и, следовательно, более высокому коэффициенту подъемной силы и подъемной силе. Повышение коэффициента подъемной силы более чем на 25% по сравнению с обычной многоэлементной траловой доской может быть достигнуто посредством добавления ускорителя потока.
Использование толстого, очень толстого или даже тупого тела для облегчения первоначального ускорения потока в других аэродинамических высокоподъемных применениях оказалось очень малоиспользуемым, если таковое имеет место.
Следует отметить, что термин «передняя кромка» следует понимать как точку на передней части подводного крыла, которая имеет максимальную кривизну, и что термин «задняя кромка» следует понимать как точку острого края в задней части подводного крыла, которая имеет максимальную кривизну. В частном случае «тупой» или «усеченной» задней кромки, под точкой задней кромки следует понимать среднюю точку между верхним и нижним концом линии усечения задней кромки.
Следует также отметить, что термины «передняя часть», «задняя часть», «верхняя сторона», «нижняя сторона», «выше» и «ниже» относятся к видам разрезе траловой доски с ускорителем потока. Началом отсчета для этих позиционных терминов является линия хорды траловой доски, определенная как воображаемая соединительная линия между ее началом на передней кромке подводного крыла, наиболее удаленной от ускорителя потока, и ее концом на задней кромке, наиболее удаленной от этой передней кромки. Упомянутая задняя кромка, как правило, является задней кромкой ускорителя потока, но также может быть задней кромкой самой задней части обычного подводного крыла. «Передняя часть» указывает направление, параллельное линии хорды траловой доски, в направлении ее начала, а «задняя часть» указывает направление, параллельное линии хорды траловой доски в направлении ее конца. Остальные позиционные термины относятся к перпендикулярному направлению, то есть направлению линии хорды траловой доски, повернутому на 90 градусов по часовой стрелке. «Верхняя часть» указывает направление, параллельное повернутой линии хорды траловой доски, в направлении ее начала, а «нижняя часть» указывает направление, параллельное повернутой линии хорды траловой доски в направлении ее конца. «Выше» и «ниже» также относятся к повернутой линии хорды.
В варианте осуществления изобретения, задняя кромка ускорителя потока является усеченной.
Ускоритель потока с усеченной задней кромкой приводит к более компактной геометрии траловой доски, что является выгодным для нормальной работы и обслуживания на траулере. Толстый ускоритель потока с тупой задней кромкой представляет собой обтекаемое тело, традиционно связанное с плохими аэродинамическими характеристиками. Однако гидродинамическая функция ускорителя потока не должна действовать в качестве типичного подводного крыла, но прежде всего для облегчения сжатия потока в основном впуске, ускоряющей области и, во-вторых, для создания суживающегося канала между верхней стороной ускорителя потока и нижней стороной самой задней части подводных крыльев в обычной части траловой доски.
В варианте осуществления изобретения, относительная толщина составляет более 35%, так что форма толстого подводного крыла не является аэродинамически эффективной, рассматриваясь как отдельное подводное крыло.
Очень толстый ускоритель потока будет более эффективен в создании ускоряющей области основного впуска, что способствует предварительному ускорению потока и общей генерации подъемной силы. Сила сопротивления будет незначительно увеличиваться, поскольку в общем сопротивлении явно преобладает индуцированное сопротивление от кончиков завихрений на расположенных по размаху концах для траловых досок с очень малыми коэффициентами пропорциональности в пределах от 1,1 до 3,0.
В варианте осуществления изобретения, элемент плавучести расположен в верхней внутренней полости.
Элемент плавучести в виде герметичного и конструктивно прочного контейнера из среды с низкой плотностью, такой как пена или воздух, будет способствовать вертикальной устойчивости траловой доски. Большой объем внутренней полости ускорителя потока делает его особенно привлекательным для размещения элемента плавучести. Напротив, обычные траловые доски не имеют внутренних полостей и поэтому плохо подходят для размещения элементов плавучести.
В варианте осуществления изобретения, гравитационный элемент расположен в нижней внутренней полости.
Гравитационный элемент в виде конструктивно прочного контейнера из среды с высокой плотностью, такой как, например, железо или камень, будет способствовать вертикальной устойчивости траловой доски. Большой объем внутренней полости ускорителя потока делает его особенно привлекательным для размещения гравитационного элемента. Напротив, обычные траловые доски не имеют внутренних полостей и поэтому плохо подходят для размещения гравитационных элементов.
Улучшенная вертикальная устойчивость траловой доски посредством использования элементов плавучести и/или гравитационных элементов в объеме полости ускорителя позволяет увеличить коэффициент пропорциональности траловой доски, что, в свою очередь, ведет к увеличению коэффициента подъемной силы и уменьшению коэффициента сопротивления за счет уменьшения индуцированного сопротивления.
Следует отметить, что термины «верхняя часть» и «нижняя часть» относятся к трехмерным видам траловой доски с ускорителем потока в вертикальном положении во время нормальной работы по тралению, так что «верхняя часть» обозначает расположенную по размаху часть, ближайшую к поверхности моря, а «нижняя часть» обозначает расположенную по размаху часть, ближайшую к морскому дну.
В варианте осуществления изобретения, техническое оборудование для управления траловой доской расположено внутри внутренней полости.
Оборудование для управления устойчивостью и управления по направлению траловой доски, датчики и/или оборудование для связи с буксирным траулером занимает физическое пространство и нуждается в конструктивной защите от морской среды. Большой объем внутренней полости ускорителя потока хорошо подходит для пространственного размещения и защиты для такого оборудования.
В варианте осуществления изобретения, одна или насколько расположенных по размаху торцевых пластин секции соединяются с каждой стороны с расположенной по размаху секцией таким образом, что расположенные по размаху секции расположены под углом относительно друг друга.
Ускоритель потока с расположенными по размаху секциями, расположенными под углом относительно друг друга, выгоден по тем же причинам, что расположенные под углом секции являются выгодными для обычных траловых досок. Расположение под углом приводит к улучшению вертикальной устойчивости траловой доски во время работы в открытых водах. В случае операции донного траления на морском дне, расположение под углом будет обеспечивать, чтобы траловая доска никогда не падала и не ложилась на дно, если скорость буксировки падает до нуля. Из-за расположения под углом, упавшая траловая доска будет переустанавливаться в вертикальное положение после возобновления буксировки. Кроме того, угловая секционная траловая доска лучше помещается в своем нерабочем положении на корме корпуса траулера при буксировке. Использование трех или даже четырех расположенных по размаху секций в ускорителе потока является выгодным для конструктивной осуществимости на больших траловых досках. Преимущество использования двух углов для трех секций или трех углов для четырех секций состоит в том, что все стыки торцевых пластин будут одинаковыми, а отрезанные прокатанные пластины подводного крыла будут одинаковыми для каждой секции. Это содействует упрощению производственного процесса.
В варианте осуществления изобретения, часть ускорителя потока состоит только из верхней стороны ускорителя потока, а в качестве объемного заполнения ниже используется структурно менее жесткий материал.
Экономия материала и экономия затрат могут быть достигнуты путем опускания металлической конструктивной нижней части ускорителя потока. Внешняя геометрия ускорителя потока затем завершается путем присоединения правильно формованного элемента заполнения объема под верхней стороной ускорителя потока. Заполнение объема может быть, например, твердым материалом плавучести или геометрией оболочки.
В варианте осуществления изобретения, часть ускорителя потока состоит только из нижней стороны ускорителя потока, а в качестве объемного заполнения выше используется структурно менее жесткий материал.
Прикрепление объемного заполнения над металлической конструктивно нижней частью ускорителя потока является выгодным, так как конструктивно менее прочное заполнение объема становится защищенным от механического истирания, толчков и ударов, например, о морское дно и корпус судна.
В варианте осуществления изобретения, киль прикрепляется к низу траловой доски для использования донного траления на морском дне.
Преимущества силы и стабильности изобретения важны для траления в открытых водах и донного траления. При использовании для донного траления, траловая доска с ускорителем потока, предпочтительно, имеет киль под торцевой пластиной нижней секции для обеспечения плавного тягового усилия поверх морского дна и обеспечения защиты от механического износа и отрыва.
В варианте осуществления изобретения, траловая доска устроена так, что поступательным и/или угловым положением траловой доски можно активно управлять с буксирного судна посредством использования гидродинамических поверхностей тангажа, таких как закрылки траловой доски или аналогичных.
Позиционная управляемость траловой доской с ускорителем потока является важной для легкой вертикальной корректировки трала, например, при обнаружении рыбы, которая должна быть поймана, на другой глубине, чем та, где трал в настоящее время работает. Другим примером может стать преднамеренное и активно управляемое позиционирование работающей траловой доски на морском дне в нескольких метрах над дном, служащее экологическим целям не пропахивания разрушительных канав по дну.
В варианте осуществления изобретения, траловая доска устроена так, что динамической устойчивостью траловой доски можно активно управлять с буксирного судна посредством использования гидродинамических поверхностей тангажа, таких как закрылки траловой доски или аналогичных.
Активная стабилизация траловой доски будет облегчать необходимость использования общих пассивных методов стабилизации, таких как элементы плавучести и/или гравитационные элементы, что приводит к сокращению материалов и затрат. Активная стабилизация также позволяет использовать более высокий коэффициент пропорциональности траловой доски, поскольку улучшенная динамическая устойчивость уменьшает потребность в поддержании низкого коэффициента пропорциональности.
В варианте осуществления изобретения, одно или более из подводных крыльев траловой доски изготовлены путем формования из легкого материала, такого как пластик или резина.
Экономия веса траловой доски является привлекательной с точки зрения затрат. Даже если замена стали легкими материалами не приведет к снижению стоимости самой траловой доски, уменьшенная гравитационная нагрузка будет по-прежнему оказывать позитивное влияние на стоимость буксирных тросов и моторизованных тросовых барабанов.
В варианте осуществления изобретения, несколько подводных крыльев являются односторонними.
Односторонние подводные крылья являются дешевыми и простыми в изготовлении по сравнению с обычными подводными крыльями. Кроме того, при низких скоростях траления, соотношение между силами инерции потока и силами вязкости потока, так называемое число Рейнольдса, будет уменьшаться, и приводить к ухудшению нормальной эффективности подводных крыльев. С другой стороны, односторонние подводные крылья менее чувствительны к этим низким эффектам числа Рейнольдса.
В аспекте изобретения, оно относится к ускорителю потока для траловой доски, как описано выше.
В аспекте изобретения, оно относится к применению траловой доски, как описано выше, для тралового лова с траловой сетью.
В аспекте изобретения, оно относится к применению траловой доски, как описано выше, для буксировки сейсмического оборудования для замеров морского дна, для измерения состава морского дна.
Боковое растягивающее усилие, обеспечиваемое парой гидродинамических траловых досок с ускорителями потока, также может применяться для эффективной буксировки группы сейсмических измерительных приборов, включая звуковые излучатели, звукозаписывающие устройства и многое другое.
ЧЕРТЕЖИ
Несколько примеров осуществления изобретения описаны ниже со ссылкой на чертежи, на которых:
Фиг.1 иллюстрирует рыболовный траулер, буксирующий две траловые доски и трал, как видно в перспективе;
Фиг.2 иллюстрирует современную обычную траловую доску, как видно в перспективе;
Фиг.3 иллюстрирует траловую доску с ускорителем потока, как видно в перспективе;
Фиг.4 иллюстрирует поперечное сечение современной обычной траловой доски с визуализацией линий обтекания;
Фиг.5 иллюстрирует поперечное сечение траловой доски с ускорителем потока с визуализацией линий обтекания;
Фиг.6 иллюстрирует поперечное сечение траловой доски с ускорителем потока, содержащей ускоритель потока, образованный как толстое подводное крыло, и обычную последовательность из пяти тонких подводных крыльев;
Фиг.7 иллюстрирует поперечное сечение траловой доски с ускорителем потока, содержащей ускоритель потока, образованный как толстое подводное крыло, и обычную последовательность из трех тонких подводных крыльев;
Фиг.8 иллюстрирует поперечное сечение траловой доски с ускорителем потока, содержащей ускоритель потока, образованный как толстое подводное крыло, и обычную последовательность из пяти односторонних подводных крыльев;
Фиг.9 иллюстрирует поперечное сечение траловой доски с ускорителем потока, содержащей ускоритель потока, образованный как толстое не гидродинамическое тело не обтекаемой формы, и обычную последовательность из пяти односторонних подводных крыльев;
Фиг.10 иллюстрирует использование внутренней полости ускорителя потока с толстым не гидродинамическим телом не обтекаемой формы в качестве элемента плавучести, увеличивающего динамическую устойчивость, как видно в перспективе;
Фиг.11 иллюстрирует использование внутренней полости ускорителя потока с толстым не гидродинамическим телом не обтекаемой формы в качестве гравитационного элемента, увеличивающего динамическую устойчивость, как видно в перспективе;
Фиг.12 иллюстрирует использование внутренней полости ускорителя потока с толстым не гидродинамическим телом не обтекаемой формы в качестве подходящего объема для технического оборудования, как видно в перспективе;
Фиг.13 иллюстрирует траловую доску с ускорителем потока, содержащую две расположенные по размаху угловые секции, как видно в перспективе;
Фиг.14 иллюстрирует траловую доску с ускорителем потока, содержащую три расположенные по размаху угловые секции, как видно в перспективе;
Фиг.15 иллюстрирует траловую доску с ускорителем потока, содержащую четыре расположенные по размаху угловые секции, как видно в перспективе;
Фиг.16 иллюстрирует траловую доску с расположенными по размаху суживающимися подводными крыльями и с ускорителем потока, содержащим только две из четырех расположенных по размаху угловые секции, как видно в перспективе;
Фиг.17 иллюстрирует поперечное сечение траловой доски, в которой ускоряющая поток часть состоит только из верхней стороны ускорителя потока, а в качестве объемного заполнения ниже используется структурно менее жесткий материал;
Фиг.18 иллюстрирует поперечное сечение траловой доски, в которой ускоряющая поток часть состоит только из нижней стороны ускорителя потока, а в качестве объемного заполнения выше используется структурно менее жесткий материал;
Фиг.19 иллюстрирует применение траловой доски с ускорителем потока и килем траловой доски для использования на морском дне (донным тралом), как видно в перспективе;
Фиг.20 иллюстрирует применение траловой доски с ускорителем потока с активно индивидуально управляемыми гидродинамическими закрылками, как видно в перспективе; и
Фиг.21 иллюстрирует судно, буксирующее две траловые доски с ускорителем потока и массивом сейсмического оборудования, как видно в перспективе.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Фиг.1 иллюстрирует пару траловых досок 34 в работе, которые буксируются через воду буксировочным судном 33, и соединенных с находящимся далее по ходу тралом 35. Упомянутая пара траловых досок 34 генерирует гидродинамические направленные наружу подъемные силы, которые приводят к боковому расширению трала 35. Значение подъемных сил определяет, насколько большое расширение может быть достигнуто на трале 35. Таким образом, траловые доски 34 с повышенной подъемной способностью позволяют использовать более крупный и более эффективный для ловли трал 35.
Современная обычная траловая доска 1, показанная на фиг.2, образована небольшим количеством расположенных по размаху секций 20, разделенных торцевыми пластинами 15 секций. Только две расположенные по размаху секции 20 используются на фиг.2, но могут использоваться три, четыре или даже более расположенных по размаху секций 20, как показано, например, на фигурах 10-12 и 14-16. Как правило, три односторонних подводных крыла 14 используются для создания подъемных сил во время работы. Конструктивные элементы 36 жесткости обычно используются между расположенными по размаху торцевыми пластинами 15 для обеспечения требуемой конструктивной жесткости, необходимой для того, чтобы переносить все рабочие механические воздействия от воды, возможно, морского дна и буксирного судна. Показаны крепежные кронштейны 26 и крепежные отверстия 27 для крепления цепей и буксировочных тросов. Множество крепежных кронштейнов 26 и крепежных отверстий 27 обеспечивают средство для регулировки бокового угла установки между траловой доской 1 и направлением буксировки для управления подъемной силой, и средство для регулировки вертикального угла установки между траловой доской 1 и направлением буксировки для управления вертикальным положением траловой доски 1.
Фиг.3 иллюстрирует траловую доску 37 с ускорителем 8 потока, как видно в перспективе. Ускоритель 8 потока, раскрытый на фиг.3, является толстым и действует как гидродинамическое препятствие, которое направляет поток через остальную обычную часть траловой доски. Упомянутая остальная обычная часть траловой доски содержит расположенные по размаху секции 20, расположенные по размаху торцевые пластины 15 секций, конструктивные элементы 36 жесткости, односторонние подводные крылья 14, крепежные кронштейны 26 и крепежные отверстия 27, аналогичные показанным на фиг.2. Следует отметить, что хотя раскрытая траловая доска 37 с ускорителем 8 потока имеет постоянное поперечное сечение, может быть использована некоторая степень изменения ширины или сужения ускорителя потока 8 и подводных крыльев 14.
Фиг.4 иллюстрирует поперечное сечение современной обычной траловой доски 1 с визуализацией линий 16 обтекания. Гидродинамические особенности современной обычной траловой доски 1 показаны на фиг.4. Воображаемая линия 7 хорды траловой доски соединяет переднюю кромку 5 траловой доски с задней кромкой 6 траловой доски. Упомянутая линия 7 хорды траловой доски используется в качестве ссылки для определения относительных терминов «передняя часть, «задняя часть», «верхняя сторона», «нижняя сторона», «выше», «ниже», как описано выше.
Каждое одностороннее подводное крыло 14 имеет переднюю кромку 3, обращенную к передней кромке 5 траловой доски, и заднюю кромку 4 подводного крыла, направленную к задней кромке 6 траловой доски. Гидродинамическая теория диктует, что подъемная сила создается путем изгибания потока. Однако одно одностороннее подводное крыло 14 может только изгибать поток на определенный ограниченный угол. Превышение ограниченного угла вызовет разделение потока и срыву потока на стороне 30 разрежения. Поэтому позиционирование нескольких односторонних подводных крыльев 14 в перекрывающейся последовательности одно за другим, так что суживающийся канал 29 образовывается между задней стороной 31 давления ближнего по ходу одностороннего подводного крыла 14 и передней стороной 30 разрежения дальнего по ходу одностороннего подводного крыла 14, вызывает ускорение потока через каждый из каналов 29 траловой доски, так что низкое давление поддерживается на стороне 30 разрежения траловой доски, а высокий изгиб потока, создающий высокую подъемную силу, является возможным, не вызывая разделения и срыва потока. Использование этого так называемого эффекта закрылка для инженерных применений широко используется, например, в гражданской авиационной промышленности, где предкрылки передней кромки и закрылки задней кромки извлекаются из основного крыла во время взлета и посадки.
Фиг.5 иллюстрирует поперечное сечение траловой доски 37 с ускорителем 8 потока с визуализацией линий 16 обтекания. Гидродинамические особенности траловой доски 37 с ускорителем 8 потока раскрыты на фиг.5. Введение ускорителя 8 потока, предпочтительно, толстого тела, вызывающего смещение потока, направляет поток в ускоряющую область 28, откуда поток ответвляется в обычные каналы 29 потоков траловой доски. Поток в ускоряющей области предварительно ускоряется ускорителем 8 потока. Несмотря на то, что гидродинамика траловой доски 37 с ускорителем 8 потока представляет собой весьма сложный связанный поток текучей среды, он может быть концептуально описан как двухступенчатый процесс ускорения текучей среды, где первая ступень представляет собой повышение скорости потока, выполняемое ускорителем 8 потока, а конечная ступень представляет собой ускорение текучей среды через обычные каналы 29 траловой доски.
Относительное увеличение общего коэффициента подъемной силы от использования ускорителя потока по сравнению с современной обычной траловой доской 1 составляет 25-30%. Ускоритель 8 потока включает в себя переднюю кромку 9 ускорителя потока, усеченную заднюю кромку 11 ускорителя потока, воображаемую линию 12 хорды ускорителя потока и воображаемую линию 13 толщины ускорителя потока. Остальные особенности траловой доски включают в себя односторонние подводные крылья 14, передние кромки 3 подводного крыла, задние кромки 4 подводного крыла, поток на стороне 30 разрежения и поток на стороне 31 давления, как описано выше.
Фиг.6 иллюстрирует поперечное сечение траловой доски 37 с ускорителем 8 потока, содержащей ускоритель 8 потока, образованный как толстое подводное крыло, и обычную последовательность из пяти тонких подводных крыльев 2. В этом варианте осуществления изобретения, ускоритель 8 потока образован как толстое подводное крыло с передней кромкой 9 ускорителя потока, и задней кромкой 10 ускорителя потока, а подводные крылья 2 образованы как обыкновенные тонкие аэродинамические профили. Площадь Ab поперечного сечения ускорителя 8 потока должна быть примерно на порядок больше площади А поперечного сечения подводного крыла 2 или даже больше.
Хотя раскрытый ускоритель 8 потока на фиг.6 является более обтекаемым, чем ускоритель 8 потока на фиг.5, последний фактически дает лучшее увеличение общего коэффициента подъемной силы. Ускоритель 8 потока, выполненный в виде толстого не обтекаемого тела, более эффективно препятствует потоку на стороне 31 давления, что приводит к лучшему направлению потока в ускоряющую область 28. Тем не менее, чрезвычайно толстое не обтекаемое тело ускорителя 8 потока будет увеличивать лобовое сопротивление и, следовательно, будет невыгодным. Фиг.6 дополнительно показывает переднюю кромку 5 траловой доски, заднюю кромку 6 траловой доски, переднюю кромку 3 подводного крыла, заднюю кромку 4 подводного крыла, поток на стороне 30 разрежения, потоки в каналах 29 траловой доски, и воображаемые линии 7 хорды траловой доски и хорды 12 ускорителя потока, и толщину 13 ускорителя потока.
Фиг.7 иллюстрирует поперечное сечение траловой доски 37 с ускорителем 8 потока, содержащей ускоритель 8 потока, образованный как толстое подводное крыло, и обычную последовательность из трех тонких подводных крыльев 2. В этом варианте осуществления изобретения, ускоритель 8 потока образован как толстое подводное крыло с передней кромкой 9 ускорителя потока, и задней кромкой 10 ускорителя потока, а подводные крылья 2 образованы как обыкновенные тонкие аэродинамические профили.
Как иллюстрировано, например, на Фигурах 6 и 7, обычная часть траловой доски 1 может содержать различное количество подводных крыльев 2, обычно между двумя и семью. Большее количество подводных крыльев 2 было бы ни практичным, ни гидродинамически эффективным. Следует обратить внимание на то, что такое же изменение количества может быть выполнено с односторонними подводными крыльями 14 (см., например, фиг.5) вместо подводных крыльев 2 с аэродинамическим профилем. Также можно использовать смесь односторонних подводных крыльев 14 и подводных крыльев 2 с аэродинамическим профилем.
Фиг.8 иллюстрирует поперечное сечение траловой доски 37 с ускорителем 8 потока, содержащей ускоритель 8 потока, образованный как толстое подводное крыло, и обычную последовательность из пяти односторонних подводных крыльев 14. В этом варианте осуществления изобретения, ускоритель 8 потока образован как толстое подводное крыло с передней кромкой 9 ускорителя потока, и задней кромкой 10 ускорителя потока, а пять односторонних подводных крыльев 2 представляют собой изогнутые пластины. Использование односторонних подводных крыльев 14 является гидродинамически эффективным для низких скоростей буксировки и/или небольших траловых досок, где обычные подводные крылья 2 с аэродинамическим профилем (см., например, фиг.6) могут быть менее устойчивыми к преждевременному разделению потока и срыву потока. Удобство изготовления и низкая стоимость односторонних подводных крыльев 14 также является выгодным.
Фиг.9 иллюстрирует поперечное сечение траловой доски 37 с ускорителем 8 потока, содержащей ускоритель 8 потока, образованный как толстое не гидродинамическое тело не обтекаемой формы, и обычную последовательность из пяти односторонних подводных крыльев 14. В этом варианте осуществления изобретения, ускоритель 8 потока образован как толстое подводное крыло с передней кромкой 9 ускорителя потока, и задней кромкой 11 ускорителя потока, а пять односторонних подводных крыльев 14 представляют собой изогнутые пластины. Эта усеченная задняя кромка 11 ускорителя потока дает более громоздкую форму с лучшими возможностями перемещения потока, чем с задней кромкой 10 ускорителя потока (см., например, фиг.8), что приводит к улучшенному предварительному ускорению потока в области 28 ускорения потока. Следует обратить внимание на то, что даже если усечение задней кромки 11 ускорителя потока оказывает только нейтральное воздействие на генерируемую подъемную силу, тогда коэффициент подъемной силы будет увеличиваться, так как усечение задней кромки 11 ускорителя потока приводит к уменьшенному отрезку С линии хорды траловой доски, так что практически такая же подъемная сила достигается с более компактной конструкцией траловой доски.
Фиг.10 иллюстрирует использование внутренней полости 32 ускорителя потока с толстым не гидродинамическим телом не обтекаемой формы в качестве применимого объема для элемента 17 плавучести, увеличивающего динамическую устойчивость, как видно в перспективе. В этом варианте осуществления изобретения, элемент 17 плавучести расположен внутри верхней полости 38 ускорителя 8 потока в самой верхней расположенной по размаху секции 20. Этот элемент 17 плавучести обеспечивает смещение вверх траловой доски 37 с ускорителем 8 потока, и поскольку центр выталкивающей силы от элемента 17 плавучести размещен вертикально над центром тяжести траловой доски 37 с ускорителем 8 потока, стабилизирующий эффект достигается. Элемент 17 плавучести может представлять собой замкнутую оболочечную конструкцию, содержащую окружающий воздух, благородный газ, такой как гелий, вакуум или другое. Упомянутый элемент 17 плавучести также может быть выполнен из твердого материала легкой плотности, такого как пенопласт с закрытыми порами или аналогичного.
Остальные детали, показанные на фиг.10, включают односторонние подводные крылья 14 и расположенные по размаху торцевые пластины 15 секций. Некоторые менее важные детали, включенные в другие фигуры, такие как конструктивные ребра 36 жесткости, крепежные кронштейны 26 и крепежные отверстия 27, были опущены для ясности.
Фиг.11 иллюстрирует использование внутренней полости 32 ускорителя потока с толстым не гидродинамическим телом не обтекаемой формы в качестве гравитационного элемента 18, увеличивающего динамическую устойчивость, как видно в перспективе. В этом варианте осуществления изобретения, гравитационный элемент 18 расположен внутри верхней полости 39 ускорителя 8 потока в самой нижней расположенной по размаху секции 20. Этот гравитационный элемент 18 обеспечивает направленную вниз силу траловой доски 37 с ускорителем 8 потока, и поскольку центр силы тяжести от гравитационного элемента 18 размещен вертикально ниже центра тяжести траловой доски 37 с ускорителем 8 потока, стабилизирующий эффект достигается. Гравитационный элемент 18 может представлять собой оболочечную конструкцию, содержащую металлический материал, материал из камня/породы, бетон, пену с высокой плотностью или резину или аналогичное.
Остальные детали, показанные на фиг.11, включают односторонние подводные крылья 14 и расположенные по размаху торцевые пластины 15 секций. Некоторые менее важные особенности, включенные в другие фигуры, такие как конструктивные ребра 36 жесткости, крепежные кронштейны 26 и крепежные отверстия 27, были опущены для ясности.
Фиг.12 иллюстрирует использование внутренней полости 32 ускорителя потока с толстым не гидродинамическим телом не обтекаемой формы в качестве подходящего объема для технического оборудования 19, как видно в перспективе. В этом варианте осуществления изобретения, техническое оборудование 19 расположено внутри полой полости ускорителя 8 потока в одной из расположенных по размаху секций 20. Позиционирование технического оборудования 19 внутри ускорителя 8 потока обеспечивает физическую защиту от сил потока текучей среды, возможного удара о морское дно, и удара о корпус буксирного судна при перевозке в траловых досках 37. Помимо экранирования оборудования, это также является выгодным от динамики текучей среды, перспективы размещения технического оборудования 19 так, чтобы оно не ухудшало возможности обеспечения гидродинамической подъемной силы траловой доски 37 с ускорителем 8 потока. Это достигается путем размещения технического оборудования внутри полости ускорителя 8 потока. Техническое оборудование 19 может быть приводами, датчиками, передатчиками сигналов, устройствами хранения энергии, энергогенерирующими устройствами, устройствами передачи силы или момента или другими. Остальные детали, показанные на фиг.12, включают односторонние подводные крылья 14 и расположенные по размаху торцевые пластины 15 секций. Для ясности были опущены некоторые менее важные детали.
Фиг.13 иллюстрирует траловую доску 37 с ускорителем 8 потока, содержащую две расположенные по размаху угловые секции 20, как видно в перспективе. В этом варианте осуществления изобретения, две расположенные по размаху секции 20 расположены под углом относительно разделяющей расположенной по размаху торцевой пластины 15 секции. Угол наклона относится ко всем частям расположенных по размаху секций 20, то есть ускорителю 8 потока и односторонним подводным крыльям 14. Также могут использоваться аэродинамические профили для подводных крыльев 2.
В результате этого расположения под углом, траловая доска 37 с ускорителем 8 потока будет слегка отогнута назад к верхнему и нижнему расположенным по размаху концам траловой доски в направлении создаваемой подъемной силы. Это расположение под углом расположенных по размаху секций 20 слегка улучшает динамическую устойчивость траловой доски. Кроме того, при применении для донного траления, расположение под углом препятствует падению траловой доски на морское дно, например, если скорость буксировки падает до нуля, и после того, как буксировка будет возобновлена, становиться вертикально при буксировке. Кроме того, угловая траловая доска 37 с ускорителем 8 потока будет легче фиксировать себя в установленном положении, прилегающем к задней части корпуса судна при ее перевозке.
Фиг.14 иллюстрирует траловую доску 37 с ускорителем 8 потока, содержащую три расположенные по размаху угловые секции 20, как видно в перспективе, а фиг.15 иллюстрирует траловую доску 37 с ускорителем 8 потока, содержащую четыре расположенные по размаху угловые секции 20, как видно в перспективе. В этом варианте осуществления изобретения, несколько расположенных по размаху секций 20 расположены под углом относительно их разделяющих расположенных по размаху торцевых пластин 15 секций. Несколько, т.е. три или четыре угловых расположенных по размаху секций 20 могут быть предпочтительнее для траловых досок 37 с высоким коэффициентом пропорциональности с ускорителем 8 потока, где отношение высоты траловой доски к хорде превышает 2,5. Каждый угол между двумя соседними расположенными по размаху секциями 20 не обязательно должен быть одинаковым, хотя одинаковые углы являются часто предпочтительными для упрощения одностороннего подводного крыла 14 и режущей пластины ускорителя 8 потока и для узла траловой доски во время изготовления.
Фиг.16 иллюстрирует траловую доску 37 с ускорителем 8 потока с расположенными по размаху суживающимися подводными крыльями 21 и с ускорителем 8 потока, содержащую только две из четырех расположенных по размаху угловых секций 20, как видно в перспективе. В этом варианте осуществления изобретения, изменение расположенной по размаху геометрии применяется посредством сужения некоторых односторонних подводных крыльев 14 к верхнему и нижнему расположенным по размаху концам траловой доски 37 с ускорителем 8 потока. Расположенное по размаху сужение тел, создающих подъемную силу, обычно используется, например, в авиационной промышленности.
Сужение вызывает постепенное высвобождение так называемых «присоединенных вихрей», так что гидродинамическая нагрузка траловой доски 37 с ускорителем 8 потока постепенно уменьшается по направлению к расположенным по размаху концам. Гидродинамическим преимуществом постепенной разгрузки является уменьшение индуцированного сопротивления, которое, безусловно, является доминирующим источником сопротивления для крыльев с очень низким коэффициентом пропорциональности, таким как траловые доски. Следовательно, минимизация индуцированного сопротивления достигается посредством уменьшения подъемной силы к расположенным по размаху концам, которое геометрически может быть достигнуто посредством суживающихся подводных крыльев 21. Уменьшение подъемной силы по направлению к расположенным по размаху концам также может быть достигнуто посредством углового скручивания одного или более подводных крыльев или посредством прерывания одного или более подводных крыльев. Прерывание ускорителя 8 потока за пределами двух расположенных по размаху торцевых пластин 15 секции, прилегающей к двум центральным расположенным по размаху секциям 20, является примером такого снижения подъемной силы в направлении к расположенным по размаху концам посредством расположенного по размаху прерывания.
Фиг.17 иллюстрирует поперечное сечение траловой доски 37 с ускорителем 8 потока, содержащей верхнюю одностороннюю часть 22 ускорения потока и заполнение 24 объема полости ниже. В этом варианте осуществления изобретения, использование конструктивной жесткости, обеспечиваемой пластинчатым материалом, обычно высокоэффективной сталью, было уменьшено, так что ускоритель 8 потока состоит конструктивно из верхней односторонней части 22 ускорения потока и более мягкого материала 24 заполнения объема полости. Это заполнение 24 объема полости занимает пространство, которое в противном случае было бы занято полностью стальным структурированным ускорителем 8 потока, так что гидродинамические характеристики являются идентичными. Преимуществами применения конструктивно верхней односторонней части 22 ускорения потока с заполнением 24 объема полости являются простота изготовления и снижение затрат. Следует отметить, что заполнение полости может служить цели элемента плавучести или гравитационного элемента, как описано на фигурах 10-11. Также следует обратить внимание на то, что заполнение полости может быть выполнено из полутвердого гладкого износостойкого материала, например полиуретана, который хорошо подходит для воздействия морского дна и мягкого взаимодействия с задней частью корпуса судна при транспортировке при нерабочем использовании.
Фиг.18 иллюстрирует поперечное сечение траловой доски 37 с ускорителем 8 потока, содержащей нижнюю одностороннюю часть 23 ускорения потока и заполнение 24 объема полости выше. В этом варианте осуществления изобретения, использование конструктивной жесткости, обеспечиваемой пластинчатым материалом, обычно высокоэффективной сталью, было уменьшено, так что ускоритель потока состоит из конструктивно нижней односторонней части 23 ускорения потока и более мягкого материала 24 заполнения объема полости. Это заполнение 24 объема полости занимает пространство, которое в противном случае было бы занято полностью стальным структурированным ускорителем 8 потока, так что гидродинамические характеристики являются идентичными. Преимуществами применения конструктивно нижнего одностороннего ускорителя 23 потока с заполнением 24 объема полости являются простота изготовления и снижение затрат. Следует отметить, что заполнение полости может служить цели элемента плавучести или гравитационного элемента, как описано на фигурах 10-11.
Фиг.19 иллюстрирует применение траловой доски 37 с ускорителем 8 потока и килем 25 траловой доски для применения на морском дне (донным тралом), как видно в перспективе. В этом варианте осуществления изобретения, требуется работа на морском дне. Траловая доска 37 с ускорителем 8 потока не будет для пелагического использования, а только для применения в полу-пелагических и донных тралах. Эта траловая доска 37 с ускорителем 8 потока может иметь любую из характеристик из представленных на предыдущих фигурах 3 и 5-18, но с дополнительной деталью в виде киля 25 траловой доски. Остальные детали, показанные на фиг.19, были описаны ранее, например, в описании фиг.3.
Фиг.20 иллюстрирует траловую доску 37 с ускорителем 8 потока с активно управляемыми индивидуально гидродинамическими закрылками 41 траловой доски, как видно в перспективе. В этом варианте осуществления изобретения, позиционное управление и/или улучшенная гидродинамическая устойчивость траловой доски 37 с ускорителем 8 потока достигаются посредством управляемых закрылков 41 траловой доски. Эти закрылки могут быть с изменяемым углом тангажа вокруг оси шарнира посредством технического оборудования 19 (стержней привода, блока питания и т.д.). Упомянутое техническое оборудование 19 расположено внутри расположенной по размаху секции 20, расположенной по центру, но также может быть расположено в нижней или верхней части из трех расположенных по размаху секций 20. Эти расположенные по размаху секции 20, каждая прикрепляется к торцевой пластине 15 секции на обоих концах. Остальные детали, показанные на фиг.20, включают односторонние подводные крылья 14 и ускорители 8 потока.
Фиг.21 иллюстрирует пару траловых досок 37 с ускорителями 8 потока в работе, которые буксируются через воду буксировочным судном 33 и соединены с расположенным далее по ходу сейсмическим оборудованием 40 для замеров морского дна. Эта пара траловых досок 37 с ускорителями потока 8 создает гидродинамические направленные наружу подъемные силы, которые приводят к боковому расширению сейсмического оборудования 40 для замеров морского дна. Значение подъемных сил определяет, насколько большой массив сейсмического оборудования 40 для замеров морского дна может быть эффективно буксирован. Траловые доски 37 с ускорителями 8 потока с более высокой несущей способностью позволят использовать более широкий массив сейсмического оборудования 40 для замеров морского дна, тем самым ускоряя процесс измерения и время для дальнейшего исследования морского дна.
Изобретение проиллюстрировано выше со ссылкой к конкретным примерам конструкций и вариантам осуществлений ускорителей 8 потока, траловых досок 37 с ускорителями 8 потока, интегрированных для применения с существующими в настоящее время обычными траловыми досками 1 и т.п. Однако следует понимать, что изобретение не ограничено конкретными примерами, описанными выше, но может быть сконструировано и изменено во множестве разновидностей в пределах объема изобретения, как указано в формуле изобретения.
Список ссылочных позиций
1. Современная обычная траловая доска
2. Подводное крыло
3. Передняя кромка подводного крыла
4. Задняя кромка подводного крыла
5. Передняя кромка траловой доски
6. Задняя кромка траловой доски
7. Линия хорды траловой доски
8. Ускоритель потока
9. Передняя кромка ускорителя потока
10. Задняя кромка ускорителя потока
11. Усеченная задняя кромка ускорителя потока
12. Линия хорды ускорителя потока
13. Линия толщины ускорителя потока
14. Пластинчатый односторонний элемент подводного крыла
15. Торцевая пластина расположенной по размаху секции
16. Линии обтекания (только для цели визуализации потока)
17. Элемент плавучести внутренней полости ускорителя потока
18. Гравитационный элемент внутренней полости ускорителя потока
19. Техническое оборудование внутренней полости ускорителя потока
20. Расположенная по размаху секция
21. Суживающееся подводное крыло
22. Верхняя односторонняя ускоряющая поток часть
23. Нижняя односторонняя ускоряющая поток часть
24. Заполнение объема полости
25. Киль траловой доски
26. Крепежный кронштейн
27. Крепежные отверстия
28. Область ускоренного потока
29. Канал потока траловой доски
30. Поток на стороне разрежения
31. Поток на стороне давления
32. Внутренняя полость ускорителя потока
33. Буксирное судно
34. Траловая доска
35. Трал
36. Конструктивный элемент жесткости
37. Траловая доска с ускорителем потока
38. Верхняя внутренняя полость ускорителя потока
39. Нижняя внутренняя полость ускорителя потока
40. Сейсмическое оборудование для донных измерений
41. Закрылок траловой доски
С. Протяженность линии хорды траловой доски
Cb. Протяженность линии хорды ускорителя потока
Tb. Протяженность линии толщины ускорителя потока
А. Площадь поперечного сечения подводного крыла
Ab. Площадь поперечного сечения ускорителя потока.
1. Траловая доска (37), содержащая перекрывающуюся последовательность из нескольких очень тонких подводных крыльев (2),
отличающаяся тем, что
траловая доска (37) дополнительно содержит ускоритель (8) потока, выполненный в виде толстого подводного крыла с передней кромкой (9) и задней кромкой (10) и внутренней полостью (32), содержащей расположенную по размаху верхнюю внутреннюю полость (38) и расположенную по размаху нижнюю внутреннюю полость (39),
причем ускоритель (8) потока является аэродинамически неэффективным сам по себе с объемной относительной толщиной, то есть соотношением между протяженностью линии (Tb) толщины и протяженностью (Cb) линии хорды больше чем 24%,
площадь (Ab) поперечного сечения ускорителя (8) потока является на по меньшей мере один порядок величины большей, чем площадь (A) поперечного сечения каждого из подводных крыльев траловой доски (1),
протяженность (Cb) линии хорды ускорителя потока составляет менее 80%, предпочтительно менее 65%, от общей протяженности (С) линии хорды траловой доски, и
ускоритель (8) потока выполнен расположенным существенно ниже задней части траловой доски (37) таким образом, чтобы
ускоритель (8) потока образовывал конструктивно связанную интегрированную часть с подводными крыльями (2), и
ускоритель (8) потока воздействовал на расположенный выше по течению поток, нагнетая его в область (28) ускоренной скорости выше по потоку от ускорителя (8) потока и к стороне (31) давления траловой доски (1), так что поток предварительно ускоряется перед прохождением через каналы (29) траловой доски между подводными крыльями (2).
2. Траловая доска по п.1, в которой задняя кромка (11) ускорителя потока является усеченной.
3. Траловая доска (37) по любому из предшествующих пунктов, в которой относительная толщина (Tb/Cb) больше чем 35%, так что форма толстого подводного крыла не является аэродинамически эффективной как отдельное подводное крыло.
4. Траловая доска (37) по любому из предшествующих пунктов, в которой в верхней внутренней полости (38) расположен элемент (17) плавучести.
5. Траловая доска (37) по любому из предшествующих пунктов, в которой в нижней внутренней полости (39) расположен гравитационный элемент (18).
6. Траловая доска (37) по любому из предшествующих пунктов, в которой внутри внутренней полости (32) расположено техническое оборудование (19) для управления траловой доской.
7. Траловая доска (37) по любому из предшествующих пунктов, дополнительно содержащая одну или более торцевых пластин (15) расположенной по размаху секции, присоединенных с каждой стороны к расположенной по размаху секции (20) так, что расположенные по размаху секции расположены под углом друг к другу.
8. Траловая доска (37) по любому из предшествующих пунктов, в которой часть для ускорения потока состоит только из верхней стороны (22) ускорителя потока, а в качестве заполнения (24) объема ниже используется структурно менее жесткий материал.
9. Траловая доска (37) по любому из пп. 1-7, в которой часть для ускорения потока состоит только из нижней стороны (23) ускорителя потока, а в качестве заполнения (24) объема выше используется структурно менее жесткий материал.
10. Траловая доска (37) по любому из предшествующих пунктов, в которой к низу траловой доски прикреплен киль (25) для применения донного траления на морском дне.
11. Траловая доска (37) по любому из предшествующих пунктов, при этом траловая доска выполнена так, что поступательным и/или угловым положением траловой доски можно активно управлять с буксирного судна (33) посредством использования гидродинамических поверхностей тангажа, таких как закрылки (41) траловой доски.
12. Траловая доска (37) по любому из предшествующих пунктов, при этом траловая доска выполнена так, что динамической устойчивостью траловой доски можно активно управлять с буксирного судна (33) посредством использования гидродинамических поверхностей тангажа, таких как закрылки (41) траловой доски.
13. Траловая доска (37) по любому из предшествующих пунктов, в которой одно или более из подводных крыльев (2) траловой доски изготовлены путем формования из легкого материала, такого как пластик или резина.
14. Применение траловой доски (37) по любому из пп. 1-13 для тралового лова траловой сетью.
15. Применение траловой доски (37) по любому из пп. 1-13 для буксировки сейсмического оборудования (40) для замеров морского дна для измерения состава морского дна.
